連續(xù)箱梁采用貝雷梁式支架現(xiàn)澆法施工技術(shù)研究與應(yīng)用

夏百松

五冶集團(tuán)上海有限公司 上海 201900

1 前言

當(dāng)前我國建筑施工技術(shù)正在高速的發(fā)展中，連續(xù)現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)的方法選擇面越來越多，有采用碗扣式多功能鋼管腳手架搭設(shè)的，也有采用盤扣式鋼管腳手架搭設(shè)的，針對本項(xiàng)目地處山地丘陵地帶，并結(jié)合工期等多方面因素，我司采用貝雷梁式支架現(xiàn)澆法，通過工程實(shí)際驗(yàn)證，此施工方法具有節(jié)約工期、減少成本、美觀實(shí)用等諸多優(yōu)點(diǎn)，非常值得同類項(xiàng)目中推廣與應(yīng)用。

2 工程概況

2.1 項(xiàng)目基本簡介

本項(xiàng)目位于河南省汝州市騎嶺鄉(xiāng)境內(nèi)，屬于汝州市科教園區(qū)項(xiàng)目群中道路橋梁建設(shè)工程，新建市政道路全長1777.241m，春風(fēng)路一號大橋位于K0+723.00處溝深29.5m，溝寬90米，該處設(shè)置4×25m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，全橋共一聯(lián)，全長113.16m，橋?qū)?5m（5.5m人行道+14米行車道+5.5m人行道），單幅橋布置?；A(chǔ)、墩身、蓋梁混凝土強(qiáng)度為C40混凝土，箱梁為C50混凝土。

2.2 項(xiàng)目地質(zhì)情況

橋位處深溝最大深度為29m，根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告鉆孔，表層為雜填土、粉質(zhì)黏土，下部為角閃花崗巖；各分布不均勻，橋位處地形起伏較大；依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁╇s填土地基承載力達(dá)到150kPa，粉質(zhì)黏土地基承載力達(dá)到200kPa，角閃花崗巖地基承載力達(dá)到600kPa.

3 施工工藝介紹

3.1 施工工藝流程

K0+723春風(fēng)路1橋?yàn)楝F(xiàn)澆連續(xù)箱梁共一聯(lián)，分四跨，春風(fēng)路1橋箱梁底部距溝底最大高度約29m，綜合考慮現(xiàn)場地形地貌以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)，綜合比選，擬采用貝雷梁式支架現(xiàn)澆法施工，箱梁縱坡通過貝雷梁調(diào)節(jié)，箱梁橫坡采用主分配梁上加墊方木調(diào)節(jié)。

施工工藝：施工準(zhǔn)備→基礎(chǔ)施工→立柱安裝→橫梁安裝→貝雷梁安裝→分配梁安裝→支架預(yù)壓→箱梁施工→支架拆除。

3.2 施工技術(shù)參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)澆箱梁的尺寸和現(xiàn)有材料的實(shí)際情況，本著安全、經(jīng)濟(jì)和方便施工的原則，決定采用鋼管直徑為Φ529mm，壁厚δ＝10mm的鋼管柱貝雷梁式支架進(jìn)行本橋連續(xù)梁的施工。

主跨箱梁底部支架采用鋼管樁支架配合貝雷片支架體系（支架采用焊接連接）。1、2、3號墩處利用承臺基礎(chǔ)作為支架基礎(chǔ)，其它部位為素C30混凝土，條形基礎(chǔ)混凝土施工前必須對基底承載力進(jìn)行檢測，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時，必須進(jìn)行加固處理。各橋跨之間采用Φ529*10mm無縫鋼管，鋼管接長采用法蘭連接，承臺鋼管采用Φ28mm螺栓連接。鋼管樁之間每隔2-5m采用[20槽鋼連接，鋼管樁頂部切割成20*30cm槽口，槽口上面橫橋向鋪設(shè)I40b雙拼工字鋼，長度14.5m。順橋向鋪設(shè)2片貝雷片組成的貝雷梁花梁，共計(jì)10道。貝雷梁橫橋向鋪設(shè)[16b槽鋼，間距60cm，共計(jì)168道。[16b槽鋼上順橋向鋪設(shè)5cm*10cm方木，間距20cm(腹板區(qū))/30cm（空箱區(qū)）。方木上鋪設(shè)厚度2cm竹膠板做底模，翼緣板、側(cè)模采用碗口標(biāo)準(zhǔn)桿件進(jìn)行支撐、加固。

3.3 支架基礎(chǔ)處理

為了滿足支架基礎(chǔ)的需要，支架基礎(chǔ)尺寸為13.6m*4m（兩橋墩跨中位置）、8.5m*1m（兩橋臺位置及橋墩位置），整體布置思路為橋位處場地順地勢進(jìn)行整平、基礎(chǔ)位置作換填級配砂石處理，處理寬度為8m（基礎(chǔ)兩側(cè)均加寬2m）、長度為14m、深度為2m，換填位置地基承載力要求達(dá)到200kPa以上。如果換填深度超過2m，換填部位全部采用C15素砼進(jìn)行換填[3]。

橋位1#-3#墩之間雜填土設(shè)計(jì)承載力達(dá)到150kPa，通過換填2m深，換填級配砂石材料擴(kuò)散角為45。。平整后得場地作為2橋支架施工場地，換填處用推土機(jī)將表面進(jìn)行整平后，用25噸壓路機(jī)碾壓5-6遍，碾壓密實(shí)平整后，在地基表面鋪筑10cm厚C25砼作為場地硬化處理[3]。

地基硬化做兩側(cè)雙向1%橫坡，路線兩側(cè)設(shè)30*30cm矩形排水溝砂漿封面。排水溝縱坡為2%，防止雨水侵泡條形基礎(chǔ)底部[1]。

橋臺位置支架基礎(chǔ)設(shè)置一排寬度為1.0m，長度為8.5m，高度為1.0m，基礎(chǔ)砼采用C30砼，砼澆筑前預(yù)埋2cm厚的法蘭鋼板與鋼管柱底板8根φ24螺栓連接，基礎(chǔ)上下層設(shè)置φ12鋼筋網(wǎng)片防止基礎(chǔ)開裂。橋墩位置支架基礎(chǔ)以橋梁1#、2#、3#墩承臺為基礎(chǔ)。在承臺頂面澆筑1.0m*0.5m條形基礎(chǔ)，砼澆筑前預(yù)埋2cm厚的法蘭鋼板與鋼管柱底板8根φ24螺栓連接。各橋跨中間位置支架基礎(chǔ)鋼管柱排距為3m，條形基礎(chǔ)寬度為4m，長度為13.6m，高度為1.0m（埋入地表），基礎(chǔ)砼采用C30砼，砼澆筑前預(yù)埋2cm厚的法蘭鋼板與鋼管柱底板8根φ24螺栓連接。基礎(chǔ)上下層設(shè)置φ12鋼筋網(wǎng)片防止基礎(chǔ)開裂。

4 具體施工方法

4.1 支架搭設(shè)方法

1測量放樣

施工測量工作有標(biāo)高測量控制、平面坐標(biāo)測量放樣及監(jiān)控測量等，是箱梁施工的關(guān)鍵工作之一。支架搭設(shè)前應(yīng)先測設(shè)橋跨中線并引控制樁，同時在橋端及跨中部位設(shè)置標(biāo)高控制點(diǎn)，對支架的搭設(shè)高度進(jìn)行嚴(yán)格控制。根據(jù)支架立桿的橫縱向間距進(jìn)行現(xiàn)場預(yù)排定位，在基礎(chǔ)表面彈出墨線作為支架搭設(shè)定位的控制線。

2立柱及立柱基礎(chǔ)

梁柱式支架立柱采用529×10mm鋼管。立柱底部地梁采用現(xiàn)澆C30混凝土，立柱頂部焊接直徑70cm厚2cm鋼板，鋼板放置直徑65cm砂箱（砂箱內(nèi)采用清潔干燥的中粗砂），雙拼I40b工字鋼橫梁垂直作用在砂箱上，為避免因梁底縱坡較大引起砂箱、工字鋼傾覆，砂箱底部焊接在鋼板上，雙拼40工字鋼焊接固定在貝雷梁上；橋墩臺位置鋼管柱采用[20槽鋼作為扶壁桿焊接固定墩臺預(yù)埋鐵上，跨中位置鋼管柱采用[20槽鋼對角焊接固定。橫粱臨時固定采用點(diǎn)焊連接固定。

3縱梁搭設(shè)

縱梁采用貝雷梁，用兩片貝雷片組成60cm寬的標(biāo)準(zhǔn)截面縱梁，按梁體結(jié)構(gòu)荷載分布進(jìn)行每組梁的對應(yīng)布置，邊腹板、中腹板位置設(shè)置兩組貝雷，空箱區(qū)位置設(shè)置一組，翼緣板位置設(shè)置一組貝雷梁，貝雷梁與雙拼工字鋼采用U型絲卡固定。兩橋墩蓋梁之間凈跨度23m，貝雷片單片3m，施工過程中需考慮截短一頭的貝雷片，保證橋跨范圍的支撐長度，同時單孔貝雷片一頭設(shè)置方木支擋，避免貝雷片與蓋梁的硬性接觸。

4主分配橫梁

分配橫梁采用[20b槽鋼平鋪，在底板位置的[20b槽鋼的槽口內(nèi)立方20b工字鋼作為底板區(qū)主分配梁，間距60cm布置，橫梁位置間距30cm，采用U型螺絲卡將主分配梁及貝雷梁兩者進(jìn)行固定。

5次分配縱梁

分配縱梁采用10×10cm木方。木方間距在腹板和端橫梁位置按中心間距25cm布置，其余位置按中心間距30cm布置。

6箱梁底橫坡調(diào)整措施

根據(jù)梁底1.5%的橫坡，底板寬度為8m，梁底一側(cè)高于另一側(cè)12cm，為達(dá)到梁底橫坡按照設(shè)計(jì)要求施工，20b工字鋼與槽鋼且正正對應(yīng)貝雷梁位置設(shè)置硬質(zhì)木楔，在主分配8m范圍內(nèi)來校正梁的底板橫坡高程。

7其他措施

箱梁底模采用2cm竹膠板鋪在木方之上，翼緣板位置，采用在分配橫梁上搭設(shè)鋼管滿堂架方式施工。滿堂支架采用橫橋向90cm，順橋向75cm，步距60cm布置，該位置支架支撐翼緣板同時還可以校正箱梁側(cè)模平整度、豎直度。

為保證施工人員上下安全，爬梯每兩層設(shè)置附著，墩身高度首節(jié)4m位置預(yù)埋2塊100×100×6mm鋼板，以后每4m預(yù)埋2塊100×100×6mm鋼板焊接固定在鋼筋骨架上，便于人行爬梯焊接附著在墩身上。

塔梯采用標(biāo)準(zhǔn)圖中的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行拼裝，水平管尺寸有1200mm、2400mm兩種規(guī)格，均為Φ48×3鋼管，材料Q235，彈性模量E=206Gpa，水平管豎向間距為1500mm。豎管規(guī)格均為Φ48×3.25鋼管，l=3000，材料Q345B，彈性模量E=206GPa。底座4個，另外1200×1500mm連接斜撐若干，拼裝而成。

待首節(jié)模板翻升后即可開始人行步梯的安裝加固，人行步梯按照每兩節(jié)與墩柱預(yù)埋鐵通過扶臂桿焊接固定，確保爬梯使用安全。

4.2 支架落架方法

支架落架采用降低砂箱高度達(dá)到落梁目的。待貝雷梁整體下沉約2cm左右，抽取模板次分配梁、主分配梁，貝雷梁采用導(dǎo)鏈人工沿40b工字鋼滑移出翼緣板位置，采用吊車對稱吊出。

拆除第一步先拆除兩側(cè)翼緣板碗口支架，拆除第二步降低砂箱高度，便于工字鋼整體下沉2cm，相應(yīng)的貝雷梁整體下沉2cm。然后抽取模板、方木以及槽鋼，對稱滑移貝雷梁至箱梁翼緣板，用吊車對稱吊裝至橋面。貝雷梁滑移采用手拉葫蘆人工對稱滑移至翼板邊緣后，用吊車吊至橋面。

4.3 支座安裝方法

本橋支座采用球形橡膠支座，按結(jié)構(gòu)形式分為固定、單向、雙向三種。支座安裝前須送檢，并檢驗(yàn)合格方可使用。由測量隊(duì)復(fù)核墊石位置、標(biāo)高，并用墨線彈出墊石中心線，經(jīng)檢查驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行支座安裝。

4.4 模板安裝方法

在支架托撐上橫橋向鋪設(shè)［16b的槽鋼，間距為60cm（橫梁位置間距為30cm），順橋向鋪設(shè)10×10cm的方木，方木上拼裝δ=20mm厚的竹膠板作為箱梁底模，主分配梁與次分配梁之間采用鐵絲幫扎固定。安裝前先用全站儀放出箱梁的底板邊線，兩端點(diǎn)拉線確定底模的安裝邊線。安裝時將底模放在橫向方木上，縱向板與板相接處需在同一方木上，拼縫處如有縫隙可用硅膠進(jìn)行填充。底模兩側(cè)各需比箱梁底板邊線寬出5～10cm，以便側(cè)模的固定，安裝完成后進(jìn)行標(biāo)高復(fù)測，復(fù)測無誤后再安裝側(cè)模。

4.5 支架預(yù)壓方法

為檢驗(yàn)支架整體穩(wěn)定性并驗(yàn)證基礎(chǔ)的實(shí)際承載能力，使安裝間隙降低到最底程度。我項(xiàng)目計(jì)劃先行對一跨，在混凝土澆筑前先進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。預(yù)壓完成后，后續(xù)施工根據(jù)首次預(yù)壓結(jié)果進(jìn)行施工。

1預(yù)壓目的

支架預(yù)壓的目的是檢驗(yàn)支架及地基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，測定在施工狀態(tài)下模架在恒載作用下所產(chǎn)生的變形量，消除支架的塑性變形及地基的沉降變形，測量出支架的彈性變形及地基的回彈量。

2預(yù)壓荷載

用砂袋對支架進(jìn)行預(yù)壓，每袋重量約為1t，支架預(yù)壓荷載不應(yīng)小于支架承受的混凝土結(jié)構(gòu)恒載與模板重量之和的1.1倍；預(yù)壓荷載應(yīng)按四級進(jìn)行，按荷載值的60%、80%、100%，110%逐級加壓。

3加載與卸載

在鋪設(shè)好的底模支架上定出預(yù)壓區(qū)域并劃分為若干預(yù)壓單元，每個預(yù)壓單元內(nèi)的預(yù)壓荷載采用均布形式。支架預(yù)壓按預(yù)壓單元進(jìn)行三級加載，分別為單元內(nèi)預(yù)壓荷載值的60%、80%、100%?？v向加載時，應(yīng)從混凝土結(jié)構(gòu)跨中開始向支點(diǎn)處進(jìn)行對稱布載；橫向加載時，應(yīng)從結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)進(jìn)行對稱布載。預(yù)壓達(dá)到要求重量時，開始進(jìn)入沉降觀測期，直到觀測數(shù)據(jù)滿足要求后方可卸載。支架預(yù)壓滿足要求后采用吊車進(jìn)行卸載：卸載采取一次性卸載，卸載應(yīng)支架兩側(cè)對稱、均衡、同步進(jìn)行[2]。

4預(yù)壓監(jiān)測

預(yù)壓時，沿梁體結(jié)構(gòu)縱向每隔1/4跨徑布置一個監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面上橫向?qū)ΨQ設(shè)置5個點(diǎn)，在預(yù)壓前對底模及原地面的標(biāo)高觀測一次，并記錄在冊。

預(yù)壓合格標(biāo)準(zhǔn)：各監(jiān)測點(diǎn)最初24小時的沉降量平均值小于1mm；各監(jiān)測點(diǎn)最初72小時的沉降量平均值小于5mm。

每級加載完成后，應(yīng)對支架全面檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患。

5立模標(biāo)高的控制

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙出具的箱梁底板坐標(biāo)表提供的節(jié)點(diǎn)標(biāo)高、預(yù)拱度以及施工預(yù)壓沉降數(shù)據(jù)推算模板立模標(biāo)高。支架預(yù)壓合格驗(yàn)收后，根據(jù)預(yù)壓測得的支架彈性變形數(shù)據(jù)，進(jìn)行支架標(biāo)高調(diào)整。立模標(biāo)高=設(shè)計(jì)標(biāo)高+立模預(yù)拱度（設(shè)計(jì)預(yù)拱度+預(yù)壓沉降回彈梁+施工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整值）。通過松動或者楔緊主分配梁下的墊塊來達(dá)到調(diào)整底模標(biāo)高目的，同時要求第一次立模時標(biāo)高控制須大致準(zhǔn)確。

預(yù)拱度設(shè)置：取設(shè)計(jì)要求梁預(yù)拱度為f1(18.5mm)，支架在荷載作用下的彈性變形量為f2,立模預(yù)拱度f=f2-f1。

6底、腹板鋼筋綁扎

底模按照預(yù)壓計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整后并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方案進(jìn)行底板、腹板鋼筋綁扎。

鋼筋到現(xiàn)場首先驗(yàn)收出廠合格證，并按規(guī)范進(jìn)行取樣試驗(yàn)。嚴(yán)禁不合格材料在本工程中使用。鋼筋加工應(yīng)設(shè)專門場地，并根據(jù)場地情況做出周密布置，減少場地搬運(yùn)，施工前認(rèn)真學(xué)習(xí)圖紙，嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求加工鋼筋并按不同用途分別掛牌堆放。

施工時，鋼筋骨架在支好的底板上依據(jù)箱梁的平面位置綁扎成形。為避免砼澆筑后出現(xiàn)露筋現(xiàn)象，在底部及兩側(cè)設(shè)置墊塊。底、腹板鋼筋綁扎完成后注意設(shè)置φ8cm的硬質(zhì)PVC泄水孔與通氣孔。 鋼筋綁扎時應(yīng)注意進(jìn)行支座預(yù)埋螺栓的預(yù)埋施工。

7 內(nèi)模安裝

當(dāng)腹板鋼筋綁扎完成及底板鋼絞線、錨墊板安裝完畢并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行內(nèi)模施工。內(nèi)模一次性全部拼裝完成，在梁底板處不封閉。內(nèi)模根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)尺寸現(xiàn)場加工，框底部倒角用馬凳筋，支撐架定位采用方木與鋼管結(jié)合，設(shè)置縱、橫水平撐和部分斜撐，在內(nèi)模底板上鋪設(shè)橫向方木，然后把內(nèi)支撐鋼管支立在方木上，承受頂板方木所傳遞的頂板核載。為增加支架的整體穩(wěn)定性，防止內(nèi)模脹模，采用井字支架的搭設(shè)方式，設(shè)置上下兩道水平鋼管[3]。

為便于箱內(nèi)的模板、支架拆除及張拉、壓漿施工，每跨箱室需預(yù)留一個施工人孔，人孔尺寸為120×80cm，施工完畢后封閉人孔。

8頂板鋼筋綁扎

頂板鋼筋安裝時注意護(hù)欄鋼筋的預(yù)埋，其它要求與底、腹板鋼筋綁扎基本一致，此處不再贅述。

9波紋管安裝

波紋管與腹板鋼筋同步安裝，波紋管安裝采用綁扎加固。波紋管定位及加固應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙坐標(biāo)進(jìn)行定位，直線段波紋管每間隔1m設(shè)置一道定位鋼筋，曲線段每50cm設(shè)置一道定位鋼筋，波紋管定位加固采用φ12鋼筋井字架形式焊接固定在腹板箍筋上。

5 結(jié)論及建議

貝雷梁式支架現(xiàn)澆法施工現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，通過我司實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用并不斷完善改進(jìn)，因其有利于周轉(zhuǎn)、成本節(jié)約、現(xiàn)場形象好，同時具有安全可靠、保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量等優(yōu)勢，目前已在我司實(shí)際施工項(xiàng)目中應(yīng)用，特別適用于山地丘陵地帶的連續(xù)現(xiàn)澆箱梁施工，在類似項(xiàng)目中非常建議推廣。