摘 要：漢中西二環(huán)大橋橫跨漢江，主橋預(yù)應(yīng)力混凝土主梁分為0～4#段及合攏段(以跨中對(duì)稱)以及兩端鋼箱疊合梁，長(zhǎng)555m，寬40m，設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆支架方案，本文對(duì)現(xiàn)澆支架的設(shè)計(jì)與施工做簡(jiǎn)要介紹。

　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆支架 設(shè)計(jì) 施工

　　Abstract: Han Chinese and western road bridge across the river, prestressed concrete girder bridge into 0 ~ 4 # section and fold section (to cross the symmetrical) and ends steel box composite beams, 555 m long, wide 40 m, design USES cast-in-situ stents scheme, the paper on the site in support of design and construction are introduced briefly.

　　Keywords: cast-in-situ bracket design and construction

　　漢中西二環(huán)大橋位于漢中市漢臺(tái)區(qū)漢江城區(qū)段，主橋結(jié)構(gòu)為：25m(邊跨自錨)+90m(懸索段)+2×162.5m(斜拉索區(qū)段)+25m=555m，橋面寬40m，主橋預(yù)應(yīng)力混凝土主梁箱梁分成0號(hào)～4號(hào)段及合龍段(以跨中對(duì)稱)以及兩端鋼箱疊合梁,箱梁為變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，箱梁高度從4m逐漸變化至2m。

　　西二環(huán)大橋是重大設(shè)計(jì)變更項(xiàng)目，如采用常規(guī)支架施工，必須考慮地基處理、支架組拼、防洪抗汛、汛期施工等，這樣既費(fèi)時(shí)又不經(jīng)濟(jì)，更不安全;再則施工圖下來(lái)比較晚，工程變更量大，直接導(dǎo)致工期緊張和施工難度增加，因此本橋施工的關(guān)鍵點(diǎn)是主橋支架的設(shè)計(jì)與施工。

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地理位置環(huán)境、地質(zhì)條件和工期的要求，對(duì)全橋主橋預(yù)應(yīng)力箱梁采用主河道基礎(chǔ)內(nèi)采用Φ1000mm鉆孔灌注樁，其他采用插打Φ500mm預(yù)應(yīng)力管樁，上面焊接螺旋鋼管立柱及分配梁的支架施工方案。

　　1現(xiàn)澆支架方案

　　沿縱向架設(shè)貝雷梁，分0#段、1#段、2#段、3#段、4#段以及鋼混結(jié)合段對(duì)稱布置，對(duì)于0#段主要適用于3#～4#(8#～9#)間混凝土，混凝土下面依次鋪設(shè)15mm竹膠板、縱橋向50×100mm枋木、橫橋向100×120mm枋木、I20b分配梁，I20b分配梁上搭設(shè)Φ48×3mm鋼管支架，支架縱橋向間距同I20b，I20分配梁在橫隔墻下間距為30cm，在變底板變厚度范圍下間距為60cm，最中間箱室底板下間距為90cm;承臺(tái)上管樁采用Φ630×10mm鋼管立柱，其余均采用先插打Φ500預(yù)應(yīng)力砼管樁，焊接Φ480×10mm鋼管立柱形式，樁頂分配梁采用2I45b，橫橋向布置15組貝雷縱梁，其上設(shè)置I20橫橋向分配梁。其余部分，混凝土下方布置枋木，枋木下直接布置I20b分配梁，橫橋向布置貝雷縱梁，下面由Φ480mm×10mm、Φ630mm×10mm、Φ800mm×10mm、Φ500mm×10mm鋼管立柱支撐。現(xiàn)澆支架整體布置如下圖1所示：

　　1/2立面

　　1/2平面

　　圖1 現(xiàn)澆支架整體布置

　　2現(xiàn)澆支架設(shè)計(jì)

　　2.1設(shè)計(jì)參數(shù)

　　2.1.1荷載取值：

　　箱梁砼自重: 26.25KN/m3 (考慮砼5%的不均勻性)

　　內(nèi)模及內(nèi)模支架重量: 2.0KN/m2

　　外模及外模支架重量: 3.5KN/m2

　　底模重量:1.0KN/m2

　　施工人員及小型機(jī)具重量: 2.5KN/m2

　　傾倒砼時(shí)產(chǎn)生的荷載：2.0KN/m2

　　2.1.2設(shè)計(jì)控制因素：

　　a、 撓度控制

　　跨中變形不得大于L/400，懸臂端變形不得大于L/200;

　　b、應(yīng)力控制

　　Q235鋼材彎曲應(yīng)力不得大于215MPa，剪切應(yīng)力不得大于100Mpa;

　　2.2地質(zhì)水文特征：

　　2.2.1墩臺(tái)地基土主要由第四系全新統(tǒng)沖洪積Q4al+pl圓礫和第四系上更新統(tǒng)湖積Q3l礫砂土組成，即地基主要以巨粒土和粗粒土為主。其組成主要為圓礫，內(nèi)摩擦角32°，摩阻力120kPa，基本承載力380kPa。

　　2.2.2 2010年實(shí)測(cè)一般水位為503.4m，洪水位為509.5m;

　　一般沖刷2m，局部沖刷(鋼板樁圍堰阻水所致)10m;

　　一般流速1.5m/s，洪峰流速可達(dá)3.5m/s，20年一遇洪水流量5180m3/s，洪水位為508.06m。

　　2.3支架計(jì)算假設(shè)：

　　2.3.1按照箱梁截面計(jì)算出箱梁底部分配梁的分配荷載，并計(jì)算分配梁的強(qiáng)度及剛度。

　　2.3.2將鋼管樁視為支點(diǎn)，承重梁及分配梁視為連續(xù)梁，計(jì)算承重梁及分配梁的強(qiáng)度、剛度及鋼管樁支點(diǎn)反力，最后計(jì)算鋼管樁的應(yīng)力、變形及預(yù)應(yīng)力管樁、鉆孔灌注樁的承載力。

　　2.4計(jì)算內(nèi)容：

　　鋼管支架計(jì)算的內(nèi)容主要包括：鋼管支架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和施工支架防漂流物撞擊和洪水沖刷檢算，以及地基承載力、模板支架的強(qiáng)度計(jì)算和整體抗風(fēng)性穩(wěn)定驗(yàn)算。防洪渡汛安全防護(hù)如下圖2：

　　圖2 西二環(huán)大橋防洪渡汛安全防護(hù)布置圖

　　2.5計(jì)算結(jié)果：

　　經(jīng)計(jì)算，支架鋼管樁強(qiáng)度及整體穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求，上部結(jié)構(gòu)貝雷、型鋼強(qiáng)度及整體穩(wěn)定性及剛度滿足要求。

　　在假定洪水位510m(5%設(shè)計(jì)概率)，水流3.5m/s，最大局部沖刷4m，水流方向與鉆孔灌注樁系梁長(zhǎng)度方向平行及設(shè)計(jì)地質(zhì)條件等計(jì)算條件下，支架可以安全度汛。

　　3現(xiàn)澆支架施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　3.1預(yù)應(yīng)力管樁施工

　　全橋除主輔河道采用鉆孔灌注樁外，其他全部采用80型筒式柴油打樁機(jī)插打φ500×125mm預(yù)應(yīng)力管樁施工。

　　打樁注意事項(xiàng)：a、整個(gè)打樁過(guò)程中，樁錘、樁帽和樁身應(yīng)保持在同一直線上，樁身傾斜度<0.5%;b、樁頭和樁帽之間應(yīng)使用厚度不小于120mm的硬質(zhì)木或其它合適的材料墊層，并需及時(shí)更換;c、樁帽和樁錘之間應(yīng)使用厚度為150～200mm的堅(jiān)紋硬木作墊層，樁帽內(nèi)徑應(yīng)比樁外徑大20～30mm;d接樁用焊條直徑不小于4mm，焊縫連續(xù)飽滿，焊接后樁應(yīng)自然冷卻至少8分鐘再繼續(xù)施打;e堆放管樁的地面應(yīng)平實(shí)，堆放高度一般不宜超過(guò)二層。

　　為了確定樁的承載力及打樁參數(shù)(終錘貫入度)，確保樁基承載力滿足設(shè)計(jì)要求，在使用過(guò)程中不發(fā)生沉降，預(yù)應(yīng)力管樁施工之前進(jìn)行試樁。

　　3.2鋼管樁施工

　　鋼管樁的連接施工是支架施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，由于施工環(huán)境惡劣、安全隱患多、施工中不可預(yù)見(jiàn)因素多、工期緊、任務(wù)重，因此在施工中一定要保證施工人員的安全，在安全得到保證的前提下，一定要保證施工質(zhì)量。

　　鋼管樁的存放形式和層數(shù)應(yīng)安全可靠，避免產(chǎn)生縱向變形和局部壓曲變形(堆放層數(shù)不得超過(guò)兩層，超過(guò)兩層時(shí)應(yīng)采用定位架)。鋼管樁在起吊、運(yùn)輸和堆存過(guò)程中應(yīng)避免由于碰撞、摩擦等原因造成管端變形和損傷。鋼管樁較長(zhǎng)時(shí)，在運(yùn)輸及施打過(guò)程中宜采取多點(diǎn)起吊，以策安全。

　　鋼管樁的焊接要保證焊接材料滿足相關(guān)規(guī)范要求，并由專職電焊工進(jìn)行施焊，焊縫質(zhì)量必須滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。在施工中委派技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)蹲點(diǎn)，對(duì)施工進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)督、檢查，所有參與施工的人員建立質(zhì)量責(zé)任卡和質(zhì)量跟蹤卡，將質(zhì)量責(zé)任落實(shí)到具體的技術(shù)人員和操作人員。施工質(zhì)量的檢查驗(yàn)收程序如下:施工現(xiàn)場(chǎng)操作人員自檢→現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員進(jìn)行監(jiān)督檢查→報(bào)質(zhì)檢部復(fù)檢→報(bào)總經(jīng)理部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及部門(mén)組織相關(guān)人員進(jìn)行專項(xiàng)檢查。任何一道檢查不合格，絕對(duì)不能轉(zhuǎn)到下一工序。鋼管聯(lián)接未完成前，不得進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)。鋼管聯(lián)接施工過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行鋼管樁牛腿的放樣及焊接，若由于鋼管樁偏位造成牛腿的安裝位置無(wú)法與設(shè)計(jì)位置吻合時(shí)，應(yīng)采取措施進(jìn)行加固。

　　3.3支架預(yù)壓

　　由于現(xiàn)澆支架工程量巨大，且基本同時(shí)現(xiàn)澆施工，若全部預(yù)壓，工程量巨大，影響工程進(jìn)度。在保證支架安全的基礎(chǔ)上，對(duì)支架取一試驗(yàn)段進(jìn)行預(yù)壓，試驗(yàn)段設(shè)置在管樁受力最大梁段處。由于樁基經(jīng)過(guò)試樁檢驗(yàn)，只要管樁入土深與終錘貫入度滿足試樁要求，就能保證樁基礎(chǔ)承載力。因此，預(yù)壓試驗(yàn)段滿足受力要求，其它梁段也能滿足受力要求。

　　(1) 支架預(yù)壓采用砂袋，預(yù)壓荷載為箱梁自重150%。預(yù)壓采用分級(jí)加載，共4次，第一次為總荷載的30%，持荷8h，第二次加至總荷載的70%，持荷8h;第三次加至90%，持荷8h;第四次加至100%，持荷12h。滿載后觀測(cè)期限為12h沉降不大于2mm。;

　　(2) 為準(zhǔn)確計(jì)算各級(jí)荷載作用下的非彈性變形量與彈性變形量，要求分級(jí)卸荷，卸載系數(shù)與加載系數(shù)相同，即按加載逆序的噸位進(jìn)行卸載，卸載按每8h卸載一級(jí)進(jìn)行。

　　(3)支架沉降觀測(cè)采用水準(zhǔn)儀測(cè)量變形，測(cè)量時(shí)后視點(diǎn)取在相對(duì)影響小的位置，如承臺(tái)或原基準(zhǔn)點(diǎn)上。首先觀測(cè)初始值，并分別標(biāo)記，后面每次觀測(cè)均以此標(biāo)記為準(zhǔn)，并記錄觀測(cè)位置結(jié)果與標(biāo)記的差值。然后每次加載完成后觀測(cè)一次，開(kāi)始卸載前觀測(cè)一次，然后每次卸載前觀測(cè)一次，卸載完畢12h后再觀測(cè)一次。對(duì)每處觀測(cè)點(diǎn)分別取均值，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，填寫(xiě)支架沉降觀測(cè)表，并計(jì)算非彈性變形量與彈性變形量，作為支架體系預(yù)拱度設(shè)置的參考數(shù)據(jù)。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　漢中西二環(huán)大橋由邊跨自錨段+邊跨懸索段+主跨斜拉段+簡(jiǎn)支梁段四種結(jié)構(gòu)組合而成，集斜拉橋、懸索橋、鋼混疊合梁橋、混凝土連續(xù)梁橋四種橋型為一身，造型獨(dú)特，無(wú)論是橋型還是工藝都突破了傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)理念及施工工藝。實(shí)踐證明，在多汛期、大落差、高流速、強(qiáng)沖刷的漢江里要安全、優(yōu)質(zhì)、高效的完成施工任務(wù)，必須要有高效率的管理和創(chuàng)新的精神。通過(guò)創(chuàng)新，我們合理設(shè)計(jì)漢中西二環(huán)大橋的現(xiàn)澆支架體系，保證了進(jìn)度，在投入較少的基礎(chǔ)上較好地解決了施工的難題，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。