吴 涛 （中国水电建设集团十五工程局有限公司，陕西 西安 710065）

0 引言

随着我国经济的快速发展，人民对出行方便的迫切需求，“一带一路”工程不断深入，高速公路项目也在偏远的山岭地区修建。在高速公路匝道桥处往往具有转弯半径小的特点，因此为提高上部结构的整体稳定性以及减少自重，设计方案多为现浇箱梁。本文将结合云南省某在建高速互通匝道桥现浇箱梁施工，作出介绍。

1 工程概况

该匝道桥为单幅式桥梁，起讫里程桩号为DK0+138.521～DK0+368.628，桥梁中心桩号DK0+253.574，桥梁采用预应力现浇箱梁+预应力T梁布置，跨径总长为230.107m，0#墩接主线，8#墩接C匝道2号桥。

全桥共 2 联：（27.107+2×28+27）+4×30m，上部第一联采用预应力混凝土单箱单室现浇箱梁，最大墩高32m。底宽 5.5～5.559m，两 侧 悬 臂 1.75～1.77m，梁高1.8m，箱梁总宽9m。箱梁腹板等高铅垂，顶、底板倾斜，桥面横坡由顶板倾斜形成；顶板厚度0.25～0.45m；底板厚度0.22～0.42m；腹板厚度0.5m～0.7m。支点处均设置横隔梁，端横梁宽1.5m，中横梁宽2m，均为钢筋混凝土构件，下部结构桥墩采用双柱式圆柱墩，桥墩采用桩基础。

图1 匝道桥桥型布置图

图2 支架体系布置纵断面图

2 支撑体系选择

目前现浇箱梁施工模板支撑体系常采用满堂支架法，满堂支架具有周转次数多、周转时间短、辅助设备少、减少人力物资的浪费等优点，但间距小对施工地形要求高，为了保证支架整体性，需在平坦的平台上进行搭设。

个旧南互通匝道桥桥址区山体斜坡较陡，覆盖层广布，横跨沟谷，高差较大，地形坡度大，不适宜满堂支架的搭设，柱梁组合式支架立柱间距大，利于适应地形，因此根据地形、支架高度、跨度及箱梁的形式，选定采用柱梁组合式支架。

柱梁组合式支架：支架下部采用跨中搭设Φ610壁厚10mm钢管立柱，柱顶采用II56双拼工字钢作主横梁，主横梁顶设置1.5×3m贝雷片作纵向主分配梁，贝雷片上设置II32双拼工字钢作次横梁，次横梁上用Φ159壁厚5mm钢管支架系统，Φ159钢管上设置顶托丝杆调整梁底纵、横坡度，顶托丝杆上设置I20工字钢作为横梁，14×14cm方木放置在I20工字钢上形成支架平台。如桥下净空不高时（10m以下），可直接采用Φ 159壁厚5mm钢管及以上结构。由于立柱间距大，立柱主要承受压力，立柱截面大，能够更好地起到抗弯作用。立柱纵、横向均采用槽钢及钢筋进行连接，以保证支架体系的横向抗剪能力及整体稳定性。

支架体系结构在选取时，需对主要部件下部钢管立柱、贝雷梁、工字钢、分配梁等进行受力验算，本案例所有部件已进行验算，各部件满足受力要求，地基承载力要求为561kPa，详细计算见附件。

图3 支架体系布置平面图

箱梁外模及内模采用1.5cm厚竹胶板，底模采用1.8cm厚竹胶板。

3 施工关键技术要点

3.1 地基及基础施工

3.1.1 条形基础

由测量人员按照设计图放出基座位置，开挖一条横桥向长11m，纵桥向宽2.1m，深1m的基坑，基坑深度视现场实际地质情况进行确定，经地基承载力试验检测满足要求，当地基承载力不满足要求时，采用换填碎石土+强夯压实，浇筑C20混凝土条形基础，混凝土基础中布置双层钢筋网，条形基础布置见详图4。若基础地形较陡且边坡不稳定，可采用4根φ159立柱钢管桩基础进行地基加固。基础坡面采用5cm厚喷射混凝土防护。

图4 条形基础截面积预埋件布置图

3.1.2 地基排水

地面整平时设2%的人字形横坡，同时在基础四周1m处设置宽30cm、深20cm的环形排水沟，排水沟与基础之间区域采用5cm砂浆抹面，及时排走积水，防止积水使地基软化而引起支架沉降。

3.1.3 基础预埋件

现浇箱梁支架下部Φ610钢管立柱放置于条形混凝土基础上，为了防止钢管立柱水平位移，立柱封底钢板与基础预埋钢板用螺栓连接，并将封底钢板与基础预埋钢板进行焊接。下部钢管立柱对应位置在浇筑基础混凝土时预埋20mm厚900×900mm钢板，钢板设6根Φ20长70cm锚固钢筋，锚固钢筋与预埋钢板采用螺栓连接，预埋钢板如图所示。

3.2 支架下部结构搭设

支架由Ф610×10下部钢管立柱+II56双拼工字钢主横梁+1.5×3m贝雷梁纵向主分配梁（II32工字钢横向次横梁）+上部支架组成，每跨钢管立柱按纵向间距8m、横向间距4m的原则设置。下部钢管立柱最高20m，钢管立柱立在条形基础上，与基础上预埋件连接牢固。

3.2.1 下部钢管立柱安装

钢管立柱安装：钢管立柱采用Φ 610mm壁厚10mm的螺旋钢管。立柱采用35t汽车吊起吊人工配合安装，钢管立柱安装前需检查预埋件是否漏设，立柱安装时必须保证其竖直度，首节立柱安装时采用四个水平尺靠均匀靠紧在立柱四周，调整立柱垂直度，当四个水平尺气泡都居中时，方可固定底脚螺栓，螺栓紧固后，将钢管立柱封底钢板和基座预埋钢板四周进行焊接。

立柱采用1cm封底钢板连接，并在四周设置6片1cm厚加劲板将立柱和封底钢板牢固连接，将立柱封底钢板与预埋件钢板采用M20高强螺栓连接，并将封底钢板与预埋钢板四周焊接；立柱中间接头采用法兰盘连接，法兰盘采用1cm钢板制作与立柱焊接，四周设置加劲板，法兰盘之间采用M20高强螺栓连接，边安装立柱边安装立柱间连接杆件，钢管立柱顶部采用1cm厚钢板封顶，顶部设置6片1cm厚加劲板，加劲板、钢管立柱、封顶板焊接成整体。

下部钢管立柱安装完成后要确保同跨所有封顶钢板顶面在同一水平面上，若不在同一水平面时通过更换调整节的高度来使封顶钢板在同一水平面上。

3.2.2 连接件的安装

下部钢管立柱纵向采用20槽钢组成连接组件，中部用12槽钢进行竖向连接，横向采用16槽钢组成连接组件，上下两排槽钢采用12槽钢连接成整体，纵、横向连接组件布置位置在净距不大于6m。

立柱连接方法：在立柱钢管固定位置设置钢抱箍，抱箍四周用1cm钢板焊接4处钢板，钢板上留有20mm螺栓孔，槽钢端部设置螺栓孔，钢筋端头焊接带有螺栓孔的钢板，用螺栓将槽钢、钢筋、抱箍连接牢固。

图5 立柱中间接长法兰构造

3.2.3 II56工字钢主横梁安装

II56工字钢安装前，在立柱封顶钢板上横向用墨线弹出工字钢位置，用35T汽车吊吊装，安装时保证水平，工字钢之间须进行连接。

在地面将两根双拼II56工字钢每隔1.5m焊接成一体（在工字钢翼板位置采用厚1.2cm、长35cm、宽15cm钢板进行焊接），用35T吊车吊起放置在立柱封顶钢板上，为了防止工字钢纵向移动，采用12槽钢进行加紧并与封顶钢板进行焊接，侧面用角钢将工字钢腹板顶部与封顶钢板进行焊接。在每一立柱两侧用带螺栓的钢板夹片将下部立柱、双拼56工字钢及贝雷梁的下旋杆连接牢固。

3.2.4 贝雷梁安装

贝雷梁按照测量测放的位置安放，贝雷梁采用1.5×3m贝雷片拼装成单排单层贝雷纵梁，采用35T汽车吊起吊人工配合安装成多跨贝雷梁，横桥向布置间距为90cm，在腹板位置间距为45cm，根据实际桥面宽度适当调整，贝雷梁之间采用销子连接，组装及连接严格按照厂家说明书进行，每组贝雷梁之间采用标准杆件连接，为了保证贝雷梁横梁的稳定性，贝雷梁端部采用[10槽钢，中间段每隔6m用[6.3槽钢进行横向连接。

图6 钢管立柱封顶（底）钢板大样图

3.3 支架上部结构搭设

3.3.1 II32工字钢次横梁安装

II32工字钢按照横桥向每隔2m进行布置，安装前在贝雷梁顶部用墨线弹出工字钢位置，用35T汽车吊将II32型工字钢吊运至贝雷梁顶部，按照测放的位置进行摆放，将两根工字钢每隔1.5m焊接成一体（在工字钢翼板位置采用厚1.2cm、长35cm、宽15cm钢板进行焊接），安装时保证水平，为了提高工字钢的整体稳定性，安装前在工字钢腹板处每隔3m打眼，工字钢双拼焊接摆放到位后，用带有螺栓的Φ20钢筋每隔3m进行纵向连接，使工字钢形成一个整体。

图7 下部立柱纵、横向连接图

3.3.2 上部钢管立柱的安装

上部结构钢管立柱采用Φ159×5mm钢管。立柱采用35t汽车吊起吊人工配合安装，钢管立柱安装前需检查结构部件是否完整，安装时必须保证其竖直度，与32工字钢横梁进行焊接，并用Φ20螺杆将双拼32工字钢及贝雷梁上旋杆连接。

3.3.3 连接件安装

上部钢管立柱之间纵、横向水平连接件为[6.3槽钢，槽钢布置位置在距柱底0.5m、4.5m及8.5m位置，Φ20钢筋作为斜撑加固，当剩余长度不足4m时，用[6.3槽钢间隔0.5m均与布置，不需加设斜撑。钢筋斜撑分布在间距4m的立柱槽钢之间，并以槽钢为分界布置。

3.3.4 其余结构安装

Φ159钢管立柱上安装Φ50顶托进行上部纵、横坡的坡度调节，顶托上安装I20工字钢作为横梁，横向每隔3m采用带有螺栓的钢筋进行连接，横梁上按净间距15cm放置14×14cm方木及1.8cm厚底模板。

3.3.5 作业平台搭设

在箱梁的两侧搭设1.2m宽的作业平台，作业平台底部满铺菱形钢板网踏板，外侧设置18cm挡脚板，作业平台外立面设置1.2m高的防护栏杆，并在0.6m和1.2m高度设置两道防护水平杆，立面满挂安全密目网。

3.4 支架预压

预压目的：①检验支架的安全性，确保施工安全；②消除支架地基不均匀沉降、支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制；③得出弹性变形量后，加上设计预拱度作为施工预拱度设置。

采用砂袋法预压，预压技术参数应结合设计图纸与相关规范要求。本项目为预压重量不小于箱梁重量的1.2倍。支架预压按照预压单元进行3级加载，3级加载依次为单元内预压荷载的60%、80%、100%。预压采用砂袋+钢筋，每袋砂石按标准重进行分包准备好，然后用汽车吊进行吊装就位，并按箱梁结构形式合理布置砂袋及钢筋数量，当纵向加载时，宜从混凝土结构跨中开始向支点处进行对称布载，横向加载时，从混凝土结构中心线向两侧进行对称布载。支架预压可一次性卸载，预压荷载应对称、均衡、同步卸载，以防止局部应力集中，导致模板和支架产生不均匀变形。

3.5 监测

3.5.1 监测目的

通过监测获取支架体系在预压过程中的沉降位移情况：①检验支架的可靠性；②分析整理监测数据得出支架的非弹性变形与弹性变形参数，为模板安装时预拱度设置提供依据。

3.5.2 监测要点

①监测点沿混凝土结构纵向每隔1/4跨径布置一个监测断面，监测方法为：在监测纵断面下方的方木上挂钢丝吊线锤，线锤离地10cm，在线锤下方预埋一个监测点与线锤在横、纵方向上对齐。详见图8，图9。

图8 沉降观测点平面布置图

图9 沉降观测点截面布置图

②每个监测断面上的监测点不宜少于5个，并应对称布置；

③对于支架基础沉降监测，在基础条件变化处应增加监测点；

支架压重后预拱度计算与设置

④沉降监测点应在支架顶部和底部对应位置上分别布置。

3.5.3 支架预压观测成果整理

根据加、卸载过程观测点数据及变形曲线的分析，确定支架在荷载作用下的弹性变形。底模铺设完成后对支架进行全面检查（确保支架在荷载作用下无异常变形），测量各测量点的标高值H1，加载结束后立即进行各测量点的标高值H2，并做好相应的记录。维持加载72h后、卸载前测量各测量点标高值H3，卸载后测量出各测量点标高值H4，预压跨度为L，此时就可以计算出各观测点的变形，预拱度设置值按下表计算。

预压合格后，方可进行模板安装及现浇箱梁施工。

4 结语

柱梁组合式支架具有强度高、稳定性好、质量轻的特点，钢管立柱间距大，对地面的平整度要求低，具有很广泛的适用性。一方面减少了基底很大挖填工程量，另一方面柱梁组合式支架体系大部分构件可重复利用，且利用周期长，因此施工成本得到了降低。该体系在本项目运行情况良好，支架材料租赁成本及工期均得到了大幅度优化。实际运用时需进行主要零部件的受力验算。