钢管贝雷梁组合支架在软弱地基现浇箱梁施工中的应用_袁新清.pdf

运输经理世界隧道与桥梁工程0引言现浇作为过去常用的桥梁施工方法，在施工过程中一般需要支设很多模板支架，所以最初该方法只能用于小跨径桥梁建设或处在交通不便地区的桥梁建设。从 20 世纪 70 年代开始，技术快速进步，有限元法得到广泛应用，很多复杂结构都能借助电子计算机完成分析计算，这使得桥梁结构越来越复杂，进一步促进了支架现浇法的普及应用。该方法不仅施工过程明确，而且易于控制，设计计算也比较简单，适用于工期紧、高度小于 20m、跨度为 3040m、具备支架施工条件的中小跨度连续箱梁等的施工。1工程概况以某高速公路项目中桥梁施工为例，该项目地质复杂，软弱土层较厚且不均匀，地基承载力较差。主线 1 号桥左右幅各 9 联，左右幅修建长度均为 869m，上部采用现浇连续箱梁，箱梁高度为 2.1m、1.8m 两种，标准梁宽 20m、12.75m；集散左右幅桥梁共 547m，上部结构采用现浇连续箱梁，各设 3 联，桥梁宽度为1325m；D、G1、G2 匝道桥长度共 323.6m，各 1 联，匝道桥桥面标准段梁宽 8.5m。该标段共有预应力连续箱梁 82 孔，共计 27 联。2桥梁现浇施工总体方案箱梁支架主要由两部分组成。上部主梁采用标准型贝雷片、90 型支撑架和 45 型支撑架组成贝雷梁。贝雷梁横桥向布置原则为：腹板下设置 445cm 贝雷片；底板及翼板根据宽度均匀设置间距 90cm 贝雷片。纵桥向为便于贝雷梁拆除分为 2 段，每片贝雷梁之间除采用标准花架链接外，还采用 75mm75mm 角钢制作的新制连接器每 3m 一道进行横向连接，增强贝雷梁的整体性。单跨支撑架沿顺桥向的方向设置临时支墩，共设置四排。单排沿横桥向的方向设置临时支墩，即八根尺 寸 为529mm7mm 的 立 柱，支 撑 柱 间 距 不 大 于3.5m。支墩基础，每跨两端利用桥墩承台支承临时立柱，跨中采用混凝土扩大基础加钢管基础（主线桥采用方形独立基础）。对于支撑架高度，以钢管立柱高度为依据确定和控制，同时还要充分考虑临时支墩基础顶部标高，经计算得出，结果要和设计规定相符。对于各跨两端设置的支墩，要和中间支墩始终保持不超过 13m 的间隔距离，相邻两个中间支墩之间的距离，则需要控制在3m 或 6m。在钢管立柱的顶底部均使用厚度为 10mm 的钢板进行封口，同时焊接 4 片厚度为 100mm 的三角加劲肋板，其焊缝宽度按照 10mm 控制，高度按照 5mm 控制。在钢管立柱的顶端设置 I36b 工字钢横梁双拼（当单跨立柱为 4 排时，跨中横向分配采用 3 拼 I36b 工字钢）。对于沿横桥向分布的钢管立柱，需按照 2.5m 的间隔距离设置水平支撑与剪刀撑；对于沿纵桥向分布的钢管桩，其连接方法为：1#与上一孔的 4#相连。在安装钢管桩的过程中要采用吊锤线的方法测定立柱是否为 90，对于同一排之内的所有钢管立柱，它的轴线要处于同一直线，为之后工字钢横梁的施工奠定良好基础。钢管贝雷梁组合支架在软弱地基现浇箱梁施工中的应用袁新清（福建建工集团有限责任公司，福建 福州 350001）摘 要：基于提高现浇箱梁施工安全与质量水平的目的，采取实例分析的方法，对钢管贝雷梁组合支架的具体应用展开论述，总结方案的应用效果。根据工程实践得出，软弱地基现浇箱梁施工作业极易受到地理环境和水文等的影响，增加施工风险，应用钢管贝雷梁组合支架可助力工程安全高质量施工。关键词：箱梁现浇；软弱地基；钢管桩支架中图分类号：U445.4文献标识码：A92运输经理世界隧道与桥梁工程3支架施工3.1 施工工序箱梁支架由钢管立柱和贝雷架两部分构成，贝雷支架制作箱梁按照以下工序进行：采用碎石与石粉进行基础换填，也可采用钢管基础扩大基础施工设置支架立柱并进行必要的标高调整支设 I36b 工字钢横梁设置贝雷架和方木分配梁铺设底模支架体系预压支设外模支架安装模板绑扎箱梁底板钢筋和腹板钢筋，并将波纹管设置到位安装箱梁内侧模板，并予以可靠加固绑扎顶板钢筋混凝土施工，包括浇筑、振捣与养生预应力张拉与孔道压浆拆模模板与支架移动至下一个孔跨进行箱梁施工。3.2 基础处理3.2.1箱梁两侧支墩直接作用在承台上，部分基础位于土质较好的支墩需要开挖换填表层土，设置混凝土扩大基础，扩大基础预压如图 1 所示。图 1 扩大基础预压3.2.2 当现场地层淤泥层含水量较大较厚，或者现场土层扰动较深时，地基采用钢管桩基础，施工采用液压振动锤将529mm7mm 钢管穿透淤泥层打入黏土层，停桩控制标准为最后 1 分钟贯入度3mm。3.2.3 当钢管立柱设置在原高速沥青路面上时采用 1.5m1.5m0.4m 独立基础垫底。独立基础提前预 制，混 凝 土 强 度 为 C30，混 凝 土 底 层 及 顶 层 铺 设20cm20cm14mm 钢筋网片。采用钢筋混凝土结构顶面预埋钢板，预埋钢板用于立柱安装时与立柱底座焊接，焊缝要求满焊。独立基础施工如图 2 所示。图 2 独立基础施工3.3 支架加工及安装支柱采用螺旋钢管，其外径为529mm，壁厚为7mm，桩底和基础预埋方法为满焊，同时焊接 4 片厚度为 10mm 的钢板作为三角加劲肋板，具体的立柱高度结合支墩处基础顶高确定，应与设计要求完全相符。长、短钢管桩的单节长度分别为 19m 和 0.10.9m，其接长方法以内衬管+外抱箍方案为主，外包箍板厚不得小于 10mm，搭接长度不小于 150mm。钢管顶部安放落架沙桶，以备模板、贝雷片拆除时使用，落架沙桶应在厂内进行超载预压检验，预压荷载达到最大荷载时（经验算为 1100kN），外侧钢管无破裂、无变形等现象时方可进场使用。3.4 贝雷架吊装若贝雷架上有支撑架，则预先在地面组装，然后吊装至安装完成的工字钢横梁表面；若贝雷架上没有支撑架，则需要结合跨度相关要求完成单片组拼吊装，同时做好连接加固。在完成以上步骤后，将每片贝雷片均连接到位后，即可形成良好受力体系。现场作业人员应注意，贝雷片与工字钢横梁之间不可采用焊接的方法加固，因为焊接完成后需使用氧气乙炔切割的方法才能卸架，这样会使贝雷片遭到破坏，产生安全隐患。在现场施工时主要使用63mm6mm366mm 角钢作为贝雷梁限位结构固定1。3.5 模板系统在贝雷梁的表面沿横桥向按照 25cm 的间隔铺设一层木方，两排方木之间的接头要有适当错开，同时把方木的端部放在贝雷梁上，注意不能探头铺设。当有截面渐变段存在时，采用满铺的方法。现场施工中，模板底部表面的方木间距应进行严格控制，以保证挠度控制满足要求，防止梁底产生波浪状。底模采用厚度为 1.2cm 的高强度光面竹胶板。两侧模板应分别超出边线至少 5cm，这样是为了在底模表面设置侧模。在模板之间相连的地方塞入海绵胶条，用于防止漏浆，相邻两块模板之间的错台要控制在 1mm 以内。对于模板上的拼接缝，应做到横纵成线，防止产生错缝。将首件底模铺设到位后，开始平面放样。测定底板横纵方向上的标高，一般按照 5m的间隔检测，结合实测结果通过设置木楔进行必要的调整，使底模标高与设计要求相符。将底板标高调好后，继续检测标高。如果实测结果依然不能满足要求，则需要二次调整。端模、侧模与翼缘板模板都采用厚度为 1.2cm 的高强度光面竹胶板，以之前测放出的底板边缘线为依据，在底模表面弹线，再按照弹线依次安装端模和侧模。在模板之间的接缝部位粘贴海绵胶条避免漏浆。另外，在端模和侧模的外侧背还需要沿横纵两个方面分别设置方木背肋，并用钢管、扣件和支架相连，以此为侧模提供可靠的支撑。对 于 翼 缘 板 底 模，其 安 装 方 法 和 底 板 模 完 全 相93运输经理世界隧道与桥梁工程同，而外侧挡板的安装方法和侧模板完全相同。将挡板模安装到位后应立即检测标高与整体线型，以达到美观2。3.6 支架预压预压采用 1m1m0.8m 混凝土配重块压重的方法，汽车运至现场由人工配合吊车吊运至底模进行预压方式。根据每块配重块的重量算出每阶段压载的个数及整个底板区域配重块布置的数量及重量，从跨中向两边依次在底模上进行预压。预压顺序应模拟施工时混凝土浇筑的顺序逐跨预压，加载顺序依次为：腹板底板顶板翼缘板（翼缘板部位堆放混凝土配重块不便时采用等重量的钢筋堆载）。预压方法为对混凝土梁现浇施工进行模拟，通过实际加载得出并验证承载能力。预压时要分级加载，先 加 载 60%、再 加 载 80%、然 后 加 载 100%、最 后 加 载120%，在加载的同时进行连续观测，记录各项数据结果，在最后一级加载完成后，先按照 4h/次的频率观测，再按照 12h/次的频率观测，最后按照 24h/次的频率观测。3.7 钢筋绑扎及波纹管安装钢筋在加工之前进行原材料的抽检工作；钢筋提前在钢筋加工场加工预制，根据箱梁绑扎的先后顺序进行加工预制和堆码，用吊车吊装到施工部位进行绑扎，先绑扎支座处加强钢筋网片，再绑扎底板及梁端横隔墙钢筋，腹板钢筋绑扎时预埋通风管。预应力管道采用定位钢筋网片固定，定位筋直线区域按照每 70cm 一道，曲线部分每 40cm 一道，保证预应力筋位置满足设计要求，同时钢筋绑扎时应避开波纹管道，遇到波纹管时可以适当挪动钢筋位置。较长的预应力管道应在最高点预留排气孔，同时锚垫板后面为薄弱环节，需进行加强，一般进行多加钢筋网片；如有锯齿块则要适当加大锯齿块的尺寸，以免张拉时将锚垫板拉裂。3.8 混凝土浇筑在混凝土浇筑前，必须仔细检查各种预埋件：泄水管、防撞墙预埋钢筋等。所有混凝土都要在拌和站内集中生产拌制，然后采用罐车运输到现场，现场配置两台汽车泵，将混凝土泵送入模。混凝土浇筑次序：先浇筑底板，再浇筑腹板和顶板，从两端向中间进行。在混凝土浇筑过程中派专人看模，混凝土捣固时捣固棒尽量避开波纹管，防止将波纹管捣固变形漏浆。浇筑结束后，尽快开始收浆抹平。必要时可实施二次收浆抹面，这样能有效预防混凝土表面出现开裂。待混凝土初凝后，通过覆盖一层塑料薄膜开始养生，在养生期内要使混凝土一直湿润，持续至少 7d 的时间。浇灌借助混凝土泵车进行，其单位时间输送量为90 方/h。由于输送泵的冲击力较大，所以需要对出料口高度进行严格控制，分层厚度一般为 2030cm，确保连续梁模板及支架产生的变形始终处于允许范围。在混凝土材料进场后，应先对其实施坍落度试验，经试验确认合格后才能开始浇筑。在浇筑过程中还要按照相关规范的要求进行试块制备，伴随梁体混凝土一同养护，作为质量检查及后续拆模和张拉时间确定的参考依据。考虑到箱梁的混凝土方量很大，故可以在混凝土中适量掺加缓凝剂，使混凝土的初凝时间达到 16h 及以上；浇筑时需安排专人随时检查模板和钢筋实际情况，如果发现漏浆、位移、松动或变形等情况，应立即处理。连续梁的混凝土用泵车进行输送，并配备有较高振捣性能的振捣器，振捣能力不能小于灌注能力。在浇灌连续梁混凝土时，应安排专人在现场统一指挥，配置 610 名操作娴熟的振捣工，当使用 50 型插入式振捣器进行施工时，沿垂直方向按照相同的距离插入下层 5cm 左右，振捣点之间的距离按照振捣器自身有效半径确定，通常不能超过 40cm。对于振捣持续时间，以混凝土不再沉落并开始泛浆为准。3.9 预应力张拉、压浆当箱梁同条件养护试块强度达到设计强度的 90%，龄期不小于 7 天时，便可以进行预应力束张拉。预应力应由下向上由内往外对称张拉，两端张拉的预应力钢束在预应力过程中应保持两端伸长量基本一致。张拉顺序：先腹板、再底板、最后张拉顶板；先纵筋后横筋。同类型钢束张拉顺序：中层束下层束上层束，左右对称张拉。若设计图有明确说明应按设计图规定的顺序进行张拉。按设计和规范要求“双控”进行张拉作业，以控制张拉应力为主，钢绞线伸长量作校核。养护 时 间 不 得 小 于 7 天。养 护 时，混 凝 土 强 度 达 到2.5MPa 以前不得在其上行走运输工具、模板等。混凝土强度达到 2.5MPa 以上后方可拆侧模3。4结语钢管贝雷梁组合支架的应用能更好适应无法采用支架现浇法施工的复杂结构，对保证结构质量与可靠性，以及现场施工进度和安全都有重要意义，值得在更多工程中推广应用。本文通过项目实例，图文并