低净空下斜交上跨桥现浇箱梁支架施工技术

摘要：通过申嘉湖杭高速公路崇贤枢纽互通立交桥施工的成功经验，着重介绍一种在低净空下，斜交上跨桥现浇箱梁通车门洞支架的设计和施工方法。

关键词：低净空 现浇箱梁 支架 斜交正做

Abstract: The successful experience of Shenjia Chongxian exchange barge of Hangzhou Expressway, focusing on low headroom, bias situ box girder span bridge opened to traffic openings stent design and construction methods.

Key words: low headroom; situ box girder; bracket

中图分类号：S605+.2文献标识码：A 文章编码：

1 前言

随着高速公路网络的逐渐形成，高速公路互通枢纽工程越来越多，在确保现有高速公路行车安全和畅通的前提下，进行现浇箱梁的上跨施工，是目前高速公路施工面临的越来越多的难题。在申嘉湖杭高速公路崇贤枢纽互通立交桥现浇箱梁，上跨杭州绕城高速公路的施工中，利用斜交正做的方法，成功的解决了低净空下，斜交桥现浇箱梁的通车门洞支架的设计和施工问题。

2 工程概况

申嘉湖杭高速公路是浙江省接轨大上海，融入“长三角”的重要交通基础设施之一，起于上海市，止于浙江省杭州市，是“长三角”经济圈内由浙江通往上海的五条大通道之一，也是浙江高速公路网规划两纵两横十八连三绕三通道中的一连。

申嘉湖杭高速公路通过崇贤枢纽互通与杭州绕城高速公路相联接，接口位于杭州绕城高速公路北线半山出口和南庄兜出口之间，由主线桥和8条匝道桥组成，其中，F匝道和G匝道上跨杭州绕城高速公路，其上部结构均为预应力钢筋混凝土连续箱梁。

崇贤枢纽互通G匝道桥上跨杭州绕城高速公路为（25+40×2+25)m的一联连续箱梁，斜交角度为37°，箱梁设计高度为2.0m，顶宽13.0m，底宽9.0m，单箱双室结构，箱梁底板与下穿路面之间净空较小，最小处仅6.32m，设计要求使用支架现浇施工。

杭州绕城高速公路管理部门要求，上跨箱梁施工过程中必须保证车辆通行，不能全幅封路，保证支架下通车净空不小于5.1m，净宽不小于9.1m，并且通车门洞支架的安装和拆除必须在较短的时间内完成，减少道路占用时间，以免造成车辆拥堵。在满足上述要求的前提下，G匝道桥现浇箱梁支架可利用的施工净空仅为1.22m，顺桥轴线方向的跨径达到14.88m。因此，通车门洞采用何种跨路支架形式，是本桥施工的重点和难点。

图1 崇贤枢纽互通平面布置图

3 支架方案的比选

3.1 墩梁式支架

墩梁式支架是普遍采用的一种通车门洞支架形式，其承重梁一般顺向布置在箱梁底板下，由于跨径接近15m，一般型钢难以满足施工要求，只能采用贝雷架或式军用梁等大型桁架结构，但桁架占用空间较多，不能满足通车净空要求，因此，这种方案不可取。

3.2 悬吊支架

将承重梁顺向布置在箱梁两侧翼缘板下，通过吊杆和下吊梁将梁体重量传递给受力桁架，可以满足桥下通车净空和净宽的要求，但是，由于梁体自重较大，经计算需14排单层加强贝雷桁架作为承重梁才能满足施工要求，即每侧翼板下有7排贝雷桁架，数量较多，其安装和拆除施工难度较大，且结构稳定性不佳，因此，这种方案也不可取。

图2 悬吊支架示意图

3.3 斜交正做

采用承重梁垂直于高速公路轴线布置的方法，可有效减小跨径和每根承重梁承受的荷载，可选用高度适中的型钢作为跨路承重梁。

斜交正做时，承重梁与G匝道箱梁轴线夹角为53°，每根承重梁受力情况均不同。通过布置图可发现，每根承重梁在支撑点之间最多受到两处箱梁腹板的荷载作用，其余部分承受底板和顶板的荷载，为简化计算，可将底板处视为均匀荷载，两处腹板视为集中荷载，共同作用于承重梁上，取集中荷载的最不利位置，按简支梁进行受力计算。计算结果表明：采用HW500×300×10×16的型钢，间距0.75m均匀布置即可满足要求。这样虽然增加了承重梁的数量，却能够满足通车净空和净宽要求，且结构安全可靠，利于支架的快速安装和拆除。

根据市场调查情况，最终选定HW600×300×10×20的型钢作为承重梁，间距0.75m均匀布置，长度的1/2以上未受荷载的承重梁，间距1.5m均匀布置，这样既保证了结构安全，又可合理的减少型钢数量。

图3 斜交正做承重梁布置图

4 通车门洞支架的组成

通车门洞支架的组成由下至上分别为：混凝土基础、钢管支墩、支墩横梁、跨路承重梁、碗扣支架结构和模板。

支墩基础采用长37m、宽1.1m、厚0.6m的C20混凝土条形基础，分别位于硬路肩和超车道上。基础顶面支墩钢管的位置上预埋一块1cm厚钢板，钢板下事先焊接锚固钢筋。为方便支墩基础的拆除，在其长度方向每3m设一道断缝，每段中设置两个Φ25钢筋吊环，均匀布置。

临时支墩采用单排D630无缝钢管立柱，间距3m均匀布置，相邻钢管立柱之间通过剪刀撑和横撑作横向联系，以增加其稳定性。横撑采用10#槽钢，剪刀撑采用7.5#等边角钢。钢管立柱顶面用2根45a工字钢做横梁，其上为跨路HW600×300工字钢承重梁，垂直高速公路轴线布置。

承重梁以上至箱梁底模板之间采用碗扣支架结构，立杆顺桥向间距0.9m均布，横桥向间距在腹板下为0.6m，底板下为0.9m。立杆上、下均采用12.6#工字钢作分配梁。下分配梁垂直于现浇箱梁的轴线布置（即与承重梁交叉角度为53o），上分配梁顺桥梁轴线布置。现浇箱梁模板背楞采用截面10cm×10cm方木，间距0.3m，垂直于桥梁轴线布置，底模采用1.5cm厚竹胶板。

5 通车门洞支架的制作和安装

5.1 支墩基础施工

支墩基础施工需暂时占用硬路肩和超车道。硬路肩靠近边坡，条件便利，先施工硬路肩上的基础再施工超车道上的基础。

首先在交警的配合下进行交通管制，按要求设置交通管制标志、标牌和隔离设施，封闭硬路肩。

施工前，为避免混凝土污染高速公路沥青路面，事先在基础位置的路面上铺两层塑料薄膜，安装好模板、钢筋和钢管桩基础钢板后，在高速公路边坡外侧用吊车浇筑混凝土，插入式振捣棒振捣密实。

超车道支墩基础施工只需通过罐车出料口下的溜槽将混凝土引入模板中即可。但混凝土浇注施工时，必须将罐车停在高速公路路面上，施工前需封闭相邻的行车道，方法和标牌设置同上。

施工完成后将施工设备和材料撤离高速公路，将路面清理干净，并按要求设置交通管制设施和标志、标牌等，交警检查验收合格后，恢复通车。

5.2 支墩钢管桩和横梁安装施工

支墩基础混凝土浇筑24小时后，拆除模板，开始安装支墩立柱钢管及其桩顶工字钢横梁。

支墩材料事先按照设计尺寸和规格加工好，施工前运输至施工现场。

硬路肩处支墩材料和吊车均在高速公路外侧的场地上预先摆放好，施工时用吊车吊起钢管，准确定位并焊接牢固后，吊装下一根钢管。每安装完成两个相邻钢管立柱后，及时焊接横向联系，加强支墩整体稳定性。同一支墩的钢管立柱全部安装完成后，开始横梁的安装，同样利用吊车，逐根吊起连续安装，安装前在支墩远离行车道一侧搭设支架作业平台，利于进行焊接等作业。

超车道处支墩钢管桩的安装过程中，必须将吊车停在高速公路路面上，施工前需封闭相邻的行车道，钢管、型钢等材料必须装在货车内，紧跟吊车。交通管制设施和标志、标牌等的设置和完工后路面清理等要求与支墩基础施工时相同。

上述钢管桩、剪刀撑、横撑和柱顶横梁在吊装过程中先点焊连接，当单排支墩钢管和横梁安装完成后，再集中将各种钢构件连接处满焊，使整个支墩稳定、牢固。钢管立柱底与基础钢板焊接后，在纵横轴线的四个方向上分别加焊1cm厚竖向加强钢肋板，使钢管立柱和基础之间的连接更加牢固。现场配备6台电焊机，以加快焊接速度。

5.3 承重梁和碗扣支架结构安装施工

承重梁跨越高速公路，施工期间必须封闭道路，由于道路主管部门要求，必须保证车辆在施工期间正常通行，因此只能采用半幅道路封闭施工，半幅道路双向通车的方案。根据计划，先封闭北半幅路面，将车流引导至南半幅通行。

首先在交警的指挥与配合下，进行交通管制，按要求设置交通管制标志、标牌和隔离设施，利用施工区域前后中央分隔带预留开口，将北半幅施工区域内的车流引导至南半幅通行。

为加快施工速度，各种材料均在高速公路外侧的场地上预先摆放好，路内路外各配备了一台吊车，并且在高速公路上安排了一台装载机配合施工，一旦封闭半幅路面，立即开始施工。

施工前，事先在支墩横梁上将承重梁的位置明确标出。开始施工后，先由路外吊车将承重梁工字钢移至路面上，再由路内吊车吊起至支墩横梁上就位。由于承重梁工字钢每根长度达到12m，吊装前，在工字钢两端设拉绳，便于吊装时控制工字钢的方向，使其下落平稳。承重梁工字钢准确就位后，立即与支墩横梁工字钢点焊固定，确定无误后，再将纵、横向工字钢重合范围满焊。

北半幅通车门洞支架的承重梁，按照由东向西的方向进行施工，逐根安装。全部完成后，在现浇箱梁正投影外2m范围内的承重梁上，铺设两层密目式安全网，然后吊装碗扣支架立杆下12.6#工字钢分配梁，垂直于现浇箱梁的轴线布置，间距0.9m，与承重梁之间采用8号铁丝绑扎固定，便于快速拆除。碗扣支架立杆上端采用可调高度的顶托，便于调整现浇箱梁底模板标高和拆除模板。上分配梁在顶托上顺桥梁轴线布置，腹板下间距0.6m，底板下间距0.9m，用8号铁丝绑扎固定于顶托上。部分区域承重梁与箱梁底模之间高度较小，不便安装支架钢管，以方木代替。

至此，北半幅通车门洞支架搭设完毕，随后进行现浇箱梁模板安装施工。全部施工完成后将施工设备和材料撤离高速公路，将路面清理干净，并按要求设置交通管制设施和标志、标牌等，交警检查验收合格后，有序移除各种车辆导流设施和标牌等，恢复双幅通车。

南半幅通车门洞支架施工与北半幅基本相同，不再赘述。

6 通车门洞支架的拆除

跨高速公路现浇箱梁施工完成后，在不封闭道路的情况下，下调碗扣支架顶托的高度，使箱梁底模逐渐脱落。在靠近高速公路边坡一侧的承重梁上，铺一层5cm厚、2m宽的木板，作为工作通道，并在通道外侧设置竖向防落物网。

从靠近工作通道一侧人工逐步拆除箱梁底模板和碗扣支架，将拆除下的各种材料有序堆放在靠近高速公路边坡一侧的承重梁上，利用边坡外的吊车转移至公路外侧场地。模板、支架钢管、工字钢分配梁等以人工逐块、逐根有序拆除，避免了施工材料坠落。

拆除承重梁和支墩钢管桩等需封闭路面。按照与承重梁安装时相同的方法，首先封闭北半幅路面，并安排一台装载机和一台吊车在路面上配合施工。采用手动气焊切割设备将承重梁与支墩顶横梁间的焊缝割开，由西向东逐根进行，再由装载机牵引至箱梁正投影以外区域，最后由路面吊车转移至公路边坡外侧场地。承重梁拆除完毕后，按照同样的方法拆除支墩顶横梁。

下一步拆除支墩钢管，采用手动气焊切割设备先将钢管间横撑和斜撑拆除，然后切割钢管底与基础钢板间焊缝，切割前用装载机铲齿挂钢丝绳牵引钢管顶部，避免钢管倾覆。拆除下的钢管移至路面吊车前，由吊车吊起移至路外。

支墩混凝土基础每3m一段，每段上预埋了两个钢筋吊环用于逐段起吊，拆除按照先外后内的顺序，即先拆除硬路肩上的基础，再拆除超车道上的基础。因箱梁下净空低，吊车吊臂伸展高度受限，必须在路外安排一台吊车配合。

硬路肩上的基础，先由路内吊车吊起移至边坡上，再由路外吊车吊起移至指定地点堆放；超车道上的基础，先由路内吊车吊起移至硬路肩上，再次移至边坡上，最后由路外吊车吊起移至指定地点堆放。

通车门洞支架拆除完毕后，撤离施工设备并清理路面，交警检查验收合格后，有序移除各种车辆导流设施和标牌等，恢复双幅通车。

南半幅通车门洞支架拆除施工方法相同，不再赘述。

7 结束语

实践证明，该通车门洞支架采用斜交正做的方案，成功地解决了在施工净空低、施工跨度大、保证道路安全行车等条件下，上跨高速公路现浇箱梁的施工问题。通过本文的介绍，希望能对同类工程的施工有一定的借鉴作用。

参考文献：

1、《路桥施工计算手册》――周水兴等，人民交通出版社2001年

2、《装配式公路钢桥多用途使作手册》――黄劭金等，人民交通出版社 2003年

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。