貝雷梁+碗扣架組合支架體系在城市橋梁結構原位施工中的應用

董道雷（巨能集團重慶中環建設有限公司，重慶　401147）

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貝雷梁+碗扣架組合支架體系在城市橋梁結構原位施工中的應用

董道雷
（巨能集團重慶中環建設有限公司，重慶401147）

摘要：某項目橋梁工程地處繁華鬧市和交通繁忙地段，既不能斷道施工，也不能占道壓縮車道，存在施工跨度大、施工難度大、施工干擾大和施工風險大等特點，在城市橋梁建設中較為少見。施工中采用了貝雷梁+碗口架組合支架體系，以及在現場施工全過程中對模板安裝、鋼筋制安、混凝土澆筑、養護等各個環節實行有效控制，既保證了施工質量，同時將交通干擾降低到最小，確保安全的同時，大大降低了施工成本，加快了施工進度，達到了設計要求和項目預期目標，為今后類似工程施工提供了寶貴的經驗。

關鍵詞：橋梁；大跨徑；貝雷梁；碗口架；組合支架體系；施工應用

1　工程概況

重慶內環快速路北環立交至人和立交段拓寬改造工程，主線全長3380m，包含4座加寬橋。其中K17+640橋跨徑布置為20+2×30+20m現澆預應力混凝土連續箱梁結構，跨越河道和雙向4車道城市道路，K16+665.54橋跨徑布置為1×50m空腹式箱板拱結構，跨越雙向6車道城市道路，其余兩座橋為預應力混凝土空心板梁結構。

該項目道路等級：立交匝道、主線為城市快速路；設計汽車荷載：城市-A級；計算主線行車速度：80km/h；設計安全等級：一級；橋位環境類別：I類。

該橋梁工程屬于城市快速路拓寬改造項目，地處繁華鬧市和交通繁忙地段，既不能斷道施工，也不能占道壓縮車道，存在施工跨度大、施工難度大、施工干擾大和施工風險大等特點，這類情形在城市橋梁建設中較為少見。

2　技術方案選擇

由上所述設計技術標準、結構特點和環境條件可知，采用常規碗口件滿堂支架體系和占道壓縮車道施工不切合現場實際和環境條件要求；選用整體移動模架體系，現場不具備拼裝條件，同時措施費用也很高。

項目橋梁工程采用貝雷梁+碗口件組合支架體系，因地制宜采用鋼管樁立柱支撐作為上部組合支架支撐體系。如圖1和圖2。

圖1　K16+665.54拱橋支架體系圖

圖2　拱橋支架斷面圖

3　貝雷梁和碗扣件的選用

3.1貝雷梁的選用［1-2］

該工程貝雷梁由國產標準“321”裝配式公路鋼橋貝雷架拼裝組合而成，高度為150cm，長度為300cm，用標準銷子相連。經支架體系驗算［3］，有關技術參數為：容許彎矩M= 1687.5kN·m，容許剪力N=245.2kN，彈性模量E=2.1×105N/mm2，慣量I= 1154868.8cm4。

為確保支架系統滿足預拱度要求，盡可能減小貝雷梁撓度，因而選用單排加強型貝雷架片拼裝貝雷梁。

各種工字鋼、鋼管均采用國標材料。

3.2碗口支架的選用［4］

工程碗口支架起承重作用，采用多排鋼管架，鋼管規格為Φ48×3.5mm，鋼管的端部切口應平整，禁止使用有明顯變形、裂紋和嚴重繡蝕的鋼管。鋼管應涂刷防銹漆作防腐處理，并定期復涂以保持其完好。

選用桿件：立桿LG－60～LG－300范圍內各種立桿；斜桿XG-150；橫桿HG－90和HG－60，配置KTZ－30立桿調底座和KTC－30立桿調托撐。

支架底模選用122×244×15mm橋梁專用竹膠合板，順橋向按預制梁板位置布置；外模采用122×244×12mm優質竹膠板。

4　支架體系搭設

K16+665.54橋和K17+640.063橋雖然橋型結構不同，但因同樣跨越市政道路，不能占用車行道施工，現澆支架體系均采用鋼管樁支撐+貝雷梁+碗口支架組合體系，確保了市政道路交通暢通和施工安全，同時也加快了施工進度，降低了施工成本。

4.1貝雷架吊裝方案

4.1.1貝雷架吊裝

根據該橋施工現場實際特點和確保星光大道交通暢通的要求，為確保支架系統滿足預拱度要求，盡可能減小貝雷梁撓度，因而選用單排加強型貝雷架作為縱向支撐梁。貝雷架主梁長度為30m，跨中設支墩。貝雷梁由8片貝雷片組合拼裝，共需80片貝雷架單元，貝雷架片間距90cm，采用花架固定。

貝雷架主梁在橋梁1號橋臺人行道位置每兩片組裝成一個單元，長度30m，總重量不超過6t。現場水平吊距約為15t，因而需要選用50t起重吊車吊裝就位。

由于白天交通量大，為確保暢通，取得交管部門的同意選擇凌晨1:00—5:00車輛稀少時間段吊裝貝雷梁。

吊車起吊位置設在市政道路右側靠人行道位置的車行道上。貝雷架拼裝好后，順車行道擺放于人行道上，起吊起來后，通過吊車旋轉就位。起吊過程中，貝雷架兩端分別用纜繩牽拉，確保緩慢旋轉就位。

起吊前，在臨時支墩上劃好各組位置線，先組裝橋梁內側貝雷架，就位后采用木垛臨時固定，以防傾覆。貝雷架片梁全部就位后，用16號槽鋼以在工字鋼橫梁上將貝雷架底采用焊接方式固定。所有貝雷架采用花架固定成整體。

4.1.2貝雷架梁搭設施工安全技術措施

（1）施工前必須對各施工班組進行技術交底，加強施工人員的安全意識。

（2）施工現場設總調度員一名，安全員一名，對施工吊裝進行統一的指揮和調度、監管，確保施工安全有序進行。

（3）所有作業人員進入現場應戴好安全帽，電焊工除按規定穿好工作服、防護手套、絕緣膠鞋外還應系好安全帶以防墜落。

（4）50t汽吊作業時，工作場地應平坦堅實，支腳應全部伸出，撐腳板下墊方木，作業時嚴禁調整支腳。

（5）起重作業時，做好交通組織措施，與交警配合，派專人指揮。操作人員必須服從現場人員的指揮，操作應平穩，避免急停、急轉。作業半徑內嚴禁施工人員進入，需要時應先確定無危險時方可進入作業區。

（6）電焊作業時，電線除要保證絕緣良好外嚴禁直接拖放在鋼梁上，以防破損漏電。三級配電箱應設置在作業區不遠的岸上，專人監護，如出現意外及時拉閘，進行搶救。

（7）氧氣瓶、乙炔氣瓶及割炬的使用嚴格按操作規程進行。

4.2碗扣架施工方案

貝雷梁吊裝就位安裝完畢后，在其頂部滿敷12mm厚竹膠合板（膠合板下滿鋪安全密目網，防止掉落雜物），橫梁采用10×15cm方木，間距按60cm布設在竹膠合板上。次梁采用5× 10cm方木，按90cm間距順橋向布設。方木接頭錯開布置。再在木方上搭設碗口支架，碗口架的間距為0.6x0.9m，碗扣架的底托必須落到木方上。

4.2.1碗扣架搭設施工工藝［2］

立桿墊座→安放立桿可調底座→豎立桿、安放縱橫掃地桿→安裝底層（第一步）橫桿→鋪放腳手板、安裝上層立桿→緊立桿連接銷→安裝橫桿→設置剪刀撐→下一循環→安裝立桿調托撐→安放橫向底模橫梁→安放底模下次梁→鋪設底模。

橋梁底模橫梁采用10×15cm方木，間距按0.6m布設在碗扣架KTC－30立桿調托撐上。其中拱橋橫梁上采用縱向弧形鋼管Φ48x3.5mm@300mm布置，其上橫向敷設3x8cm枋木@15cm，再滿鋪15mm厚橋梁竹膠板。縱向弧形鋼管和橫向上下枋木接頭錯開布置。鋼管與橫梁枋木之間采用楔形方木塊釘固；弧形鋼管與下橫梁和上次梁之間采用10號扎絲綁扎；上次梁與底模采用鋼釘釘牢固定；底模板縫采用嵌縫泥填平，并用封口膠帶貼緊密封。

貝雷片碗扣架組合安裝施工時，涉及交通組織和交通安全事宜，嚴格按照已經專家審批論證的交通組織方案實施。

貝雷架鋼管樁基礎采用135x150cmC25混凝土，橫向長度為725cm。ф426鋼管立柱與支墩基礎采用錨栓鋼板預埋，固定鋼筋8Φ16，采用點焊定位準確。鋼管立柱采用16槽鋼作為斜向剪刀支撐；人行通道防護棚7條I25a工字鋼端部用16槽鋼焊接在一起，并與鋼管立柱斜向剪刀焊接在一起，其作用是傳遞拱腳段混凝土水平分力的作用。

拱橋起拱段法向斜桿支撐延伸至地面，并在地面適當位置設置橫向混凝土擋塊，擋塊位置應結合縱向碗扣架橫桿立桿位置適當調整，擋塊與基礎一起澆筑成形。

為防止支架掉落雜物，人行道防護棚頂部敷設九夾膠合板第一層防護，其下用竹跳板作為第二層防護；車行道貝雷架頂部采用12mm厚竹膠合板滿鋪。

2條I40a工字鋼長度725cm，確保懸挑長度，以便貝雷架頂部搭設滿堂碗扣支架，滿堂碗扣支架橫向寬度750cm。

貝雷梁與工字鋼橫梁直接相連，橫向采用門字形16槽鋼抱合貝雷架底梁，槽鋼與工字鋼焊接。

工字鋼頂面采用焊接，與鋼管立柱采用600x600x14mm鋼板焊接。支架支撐體系搭設施工圖如圖3-圖6。

圖3　K16+665.54橋支架體系

圖4　K17+640橋支架體系

圖5　K16+665.54橋支架體系

圖6　K17+640橋支架體系

4.2.2碗扣架安全措施

嚴格按照《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范》要求執行［4］。

4.3支架落架拆除

依據工程設計文件要求，須待混凝土強度達到100％設計強度方可卸貨落架。其中拱橋要求主拱圈支架必須在臺后填土及拱上建筑完成之后方可卸除支架。

卸除拱架應按提前擬定的卸落程序進行，且宜分步卸落；在縱向應對稱均衡卸落，在橫向應同時一起卸落；卸落支架時，應設專人對支架的撓度和墩臺的位移等情況進行監測，當有異常時，應暫停卸落，查明原因并采取相應措施后方可繼續進行。

卸架原則：橫橋向必須同時均勻卸落，在縱橋向從拱頂向拱腳逐排卸落，最后使拱圈下底模全部脫離混凝土面為止，然后按支架拆除規范要求拆除模板和支架。

5　支架預壓［5］

5.1預壓的目的

為檢驗貝雷梁+碗口架組合支架體系的安全性和實際變形量，通過預壓消除地基沉降影響、消除結構非彈性變形，檢驗支架的剛度、穩定性、安全性是否滿足施工要求，同時取得模板彈性變形的實際數值，得出荷載－撓度曲線，并檢驗設計計算結果，調整預拱度（或反拱），以求得現場施工的準確參數。模板預拱度的調整通過調整模板支撐頂托完成。

模板彈性變形應根據預壓變形測量結果繪制沉降曲線，并結合模板的設計拱度和實際支撐變形來確定。

模板安裝完畢后，對其進行預壓。為保證預壓荷載的合理分布，模擬混凝土澆筑順序進行加載，即第一步加載底板腹板鋼筋、混凝土重量，第二步加載頂板鋼筋、混凝土重量。考慮到混凝土振搗產生的動荷載及小型機具等荷載，預壓荷載按混凝土實體重力荷載的1.2倍考慮。

5.2預壓監測點

在待堆載跨的模板上按橫向腹板位置布設11個斷面，同斷面按左、中、右設3個點，共布設33個變形觀測點。特別是對于拱圈嚴格按主拱圈中心線拋物線推算設置，在堆載預壓前測設斷面底模標高和對應支架底部標高，做好記錄。

5.3預壓施工

支架預壓重量取橋梁鋼筋混凝土結構自重的120％，全部預壓材料分三級加載完成。

根據該橋現場施工環境條件，支架預壓材料采用沙土（袋裝）預壓。預壓范圍為主拱圈荷載范圍，為確保堆碼沙袋穩定和安全，適當放寬支架外側堆碼放坡寬度。

預壓時主要觀測的數據有：地基沉降、頂板沉降、支架沉降；卸載后頂板可恢復量。沉降穩定卸載后算出地面沉降、支架的彈性和非彈性變形數值。根據各點對應的彈性變形數值及設計預拱度調整各點立桿的可調頂托達到設計要求，重新整理底模。觀測過程中如發現基礎沉降明顯、基礎開裂、局部位置和支架變形過大現象，應立即停止加載并卸載，及時查找原因，采取補救措施。

5.4數據整理分析及預拱度的設置

5.4.1數據整理分析

觀測結束對測量數據進行處理，根據總沉降值和卸載后觀測值計算彈性變形量。根據試驗所測得的數據進行分析，對工程所設計的拱橋模板支架在混凝土澆筑時產生的變形進行有效的控制。施工過程中依據變形量調整底模板標高，實現混凝土澆筑完成后能達到設計所要求的梁底標高。如發現立柱下沉比較明顯，需對地基處理進行加強或加固處理。

5.4.2預拱度的設置

確定預拱度時考慮下列因素：支架在荷載作用下的總變形量，支架在荷載作用下的彈性壓縮，支架在荷載作用下的非彈性壓縮；主拱圈預拱度，根據設計院提供。

根據拱圈拱度值線形變化，其它各點的預拱度值以中間點為最高值，以主拱圈兩端拱腳為零，按二次拋物線進行分配。

6　結語

該項目橋梁施工中采用了貝雷梁+碗口架組合支架體系，以及在現場施工全過程中對模板安裝、鋼筋制安、混凝土澆筑、養護等各個環節實行有效控制，既保證了施工質量，同時將交通干擾降低到最小，確保安全的同時，大大降低了施工成本，加快了施工進度，達到了設計要求和項目預期目標，為今后類似工程施工提供了寶貴的經驗。

參考文獻：

［1］徐君蘭.大跨度橋梁施工控制［M］.北京：人民交通出版社，2000：4-53.

［2］張玉恒.裝配式公路鋼橋架設新方法［J］.華東公路，1997 （3）:59-60.

［3］向中富.橋梁施工控制技術［M］.北京：人民交通出版?社，2001（5）：15-65.

［4］建設部．JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2011：4-37.

［5］建設部.JGJ/T194-2009鋼管滿堂支架預壓技術規程［S］.北京：光明日報出版社，2010：6-10.

責任編輯：孫蘇，李紅

Application of Combined Support System of Bailey Beam and Cuplock Scaffold in Urban Bridge Structure Construction

Keywords:bridge；large span；bailey beam；cuplock scaffold；combined support system；construction and application

Abstract:A bridge project is located in the bustling downtown with heavy traffic，so it has the difficulties like large-spanned construction，great construction disturbance and high construction risk since the construction cannot seal，occupy or compress the road，which is relatively rare in urban bridge construction.The combined support system of bailey beam and cuplock scaffold is adopted in the construction，and links like steel fabrication and installation，concrete pouring，maintenance are effectively controlled in the field construction，which ensures the construction quality and reduces the noises to the minimum as well as guarantees safety，besides，greatly reduces construction cost and meets the design requirements and pre-set goals.It offers some references for similar projects.

中圖分類號：［TU997］

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9107（2016）04-0043-04

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.04.043

收稿日期：2016-02-24

作者簡介：董道雷（1970-），男，四川隆昌人，本科，國家一級注冊建造師，高級工程師，主要從事道路橋梁和隧道工作。