型钢膺架在大型预应力盖梁施工中的应用

【摘 要】近年来，伴随着材料性能的不断提高，城市高架道路规模的不断加大，大断面预应力盖梁应用亦随之越来越广。本文通过S26公路大断面预应力盖梁施工介绍，体现了型钢膺架在大盖梁施工中的灵活、机动等优点，从而提高了盖梁施工安全度，控制了盖梁施工质量。以供同行参考。

【关键词】型钢膺架；大型盖梁；施工应用

1 工程概况

S26公路东延伸（G1501公路～G15公路）新建工程位于G2京沪高速公路与G50沪渝高速公路之间，西起G1501上海绕城高速公路，东至G15沈海高速公路，全长约10.6km。主线高架高速公路，整体式断面，整幅桥宽32m。高架桥标准段采用简支变连续小箱梁，下部结构为双立柱大悬臂预应力盖梁，钻孔灌注桩群桩基础，钢筋砼承台。S26公路预应力盖梁共有三种形式，即标段准段双立柱盖梁、立交加宽段三立柱盖梁和立交加宽段四立柱盖梁；本文以标准段双立柱盖梁为例阐述。

2 盖梁支架形式的选择

根据以往经验及现场施工条件，对盖梁支架形式进行了比选，详见如下：

（1）满堂支架法___优点：受力简单、搭设快、资源多，调配方便；缺点：地基加固质量的均匀性要求高、施工时人员密集，易出现群体事故。

（2）型钢膺架法___优点：支架全部支撑在承台上，无需对地基进行加固；与满堂支架相比，改人员密集型施工为机械密集型施工，安全度较高；缺点：设备投入较多；盖梁悬臂大，因此支架设有斜撑，搭设不便。

（3）型钢支架法___优点：全部为简支结构，受力结构清晰，易于计算；搭设方便、快捷；缺点：设备投入较多；支架部分支撑在承台上，部分支撑在加固地基上，易产生支架不均匀沉降。

经综合比对分析，最终选择质量较为可行的型钢膺架结构进行盖梁施工。

3 型钢膺架结构设计

3.1 型钢膺架结构设计

支架立柱采用Φ426*8mm钢管，分布在盖梁两侧，每侧设置5根，均支撑在承台上；中间3根为直立杆，两侧各设置1根斜撑杆。如图1所示。

支架主梁采用I56工字钢，主梁上采用I22b工字钢作分配梁，盖梁底模支架采用[8槽钢制作定型支架，支架上铺设方木和竹胶板底模。盖梁侧模采用定型钢模，以保证其具有足够的强度和刚度，以满足施工需要。

3.2 型钢膺架结构验算

根据对型钢膺架受力体系的分析，膺架主要分为三大体系，即I22b工字钢平台体系；I56b工字钢主梁体系及钢管支撑体系。

⑴荷载选取

钢筋混凝土容重：取26 KN/m3；

模板、支撑荷载：q模=1 KN/m2；

施工荷载：q施=3 KN/m2；

经验算，支架各部位强度、刚度均能够满足施工及规范要求。

4 大悬臂盖梁施工

4.1 盖梁支架的加工、制作

盖梁支架可选择较好的钢结构加工厂定制，以确保支架各组成部分加工精度，便于现场安装。

盖梁支架的连接螺栓采用高强螺栓，进货时要保证质量可靠。

4.2 盖梁施工工艺流程

见图2工艺流程

4.3 盖梁支架搭设与拆除

盖梁支架采用25T汽车吊吊装，支架安装顺序如下：

安装调节钢管安装支架底横梁安装墩顶临时抱箍吊装三角支架吊装中间独立柱安装桁架间连接杆拼装I56b主梁主梁吊装安装I22b分配梁安装支架操作平台步道板及围栏支架预压安装盖梁底模支架及模板。

在进行斜撑三角支架时，要在将钢管支架与墩顶临时抱箍连接可靠后方可松开吊车起重绳。钢管立柱安装完成后，及时安装纵向连接系，以确保钢管立柱结构稳定。

安装时人员站在升降车的托篮内进行螺栓连接作业，且要避开吊车起重臂。

I32b型钢分配梁用人工配合吊车吊装，U型螺栓与主梁固定。分配梁安装完成后及时安装人行走道板及围栏，确保安全后方可安装盖梁模板施工。

4.5 盖梁支架人员上下通道设置

为确保盖梁施工期间人员上下安全，且满足现场标准化施工要求，在盖梁支架的侧面设置标准梯笼，梯笼与立柱砼用钢管抱结箍紧，以增强梯笼稳定性。

4.4 支架预压

盖梁支架搭设完成后进行堆载预压，预压荷载取盖梁砼的1.1倍，预压合格后方可展开施工。

（1）预压荷载确定

盖梁砼146m3，按2.5t/m3比重计算，盖梁全重为365t。盖梁宽度为2.4m，立柱宽度为2.2m，盖梁比立柱每边宽0.1m，因此实际位于立柱顶部的盖梁砼（43m3）按20%的自重荷载作用在盖梁支架上折算，则支架实际承受盖梁砼重为279t，按1.1倍计算得需预压重量为307t，考虑模板重，预压总重取335t。

（2）预压观测点的布置

为有效观测支架变化，其盖梁支架横桥向共布置11对，分别布置在盖梁砼悬臂端部、立柱支点及工字钢梁跨中处。见附图3所示。

（3）预压加载

预压采用砂袋结合钢筋布置，预压荷载布置按照盖梁混凝土实际荷载分布工况布置。预压分三级进行，其加载分别为预压加载的60%、80%、100%。

（4）预压结果分析

盖梁支架每级加载后及时进行观测，全部荷载加载完成后，每2h观测一次，观测4h后，变形稳定后进行卸载。

经预压观测分析，其支架各部位变形与计算相近，能够满足施工需要，确认了支架的安全度。详见预压变形分析图。

经预压观测，盖梁支架结构满足要求，并根据预压结果，调整支架预抛高。

4.5 盖梁钢筋、混凝土施工

盖梁钢筋在钢筋加工车间内集中制作，焊接成骨架后整片吊装，盖梁支架上原位安装。

混凝土采用集中拌制，泵车泵送浇筑。覆盖喷涂混凝土养护剂养生，达到设计强度100%且龄期达到14天后进行预应力张拉、压浆，封锚。

5 膺架施工安全措施

（1）在编制盖梁支架法施工方案时，对支架的各杆件承载力及强度进行复核，确保其有足够的强度、刚度及稳定性。

（2）施工过程中，对辅助支架搭设的登高车行走地基承载能力进行检测，对不满足要求的采取压实或换填，确保安全。

（3）严格控制吊装千斤质量，确保有足够的安全系数。

（4）高空作业人员在未作围护结构的高处作业时，必须正确佩戴安全带。

（5）攀登和悬空高处作业人员及搭设高处作业安全设施的人员，必须经过专业技术培训及专业考试合格，持证上岗，并必须定期进行体格检查。

（6）支架上按照标准配备施工用电设备和消防器材，人员上岗前进行培训。

6 结论

经过S26大盖梁型钢膺架法施工，每套支架施工周期25天，与满堂支架相比造价相近，施工周期短5天。因此大盖梁型钢膺架法便捷、高效地完成了盖梁施工任务，其安装机械化集中，受力稳定，安全可靠。