鋼管貝雷梁柱式支架法高墩現澆簡支梁施工技術

甘小江

（中鐵隧道集團四處有限公司，廣西南寧 530007）

鋼管貝雷梁柱式支架法高墩現澆簡支梁施工技術

甘小江

（中鐵隧道集團四處有限公司，廣西南寧 530007）

山嶺地區修建橋梁現澆梁，在現場施工條件有限情況下采用的支架支撐體系非常關鍵。該文以云桂鐵路馬內雙線大橋為例，介紹了在高墩現澆簡支箱梁中采用鋼管和貝雷梁作為支架支撐體系支架設計、安裝、拆除以及箱梁施工技術、注意事項，為類似橋梁現澆梁施工提供參考。

鋼管貝雷梁；支架；高墩；現澆梁

0 引言

隨著高速鐵路在中西部建設的快速發展，橋梁工程設計采用整孔現澆箱梁形式越來越廣泛，其中32m梁每片自重達770～810t，重量大，對支架要求高。針對箱梁施工的支架一般有滿堂支架和移動模架兩種形式。但山嶺地區的橋梁地處偏僻，交通不便，施工場地狹窄，移動模架構件進場組裝困難，滿堂支架施工拼裝繁瑣且在高墩中工作量較大工期長。鋼管貝雷梁柱式支架是現澆箱梁施工中尤其在重荷載、高墩柱、跨度大的情況時，是較為經濟安全的一種支架形式[1]。本文結合云桂鐵路馬內雙線大橋現澆梁施工，重點闡述了鋼管貝雷梁柱式支架的施工技術和注意事項等。

1 工程概況

新建鐵路云桂線（云南段）I標段馬內雙線大橋起訖里程為D4K338+653.452～D4K339+024.602，全長371.15m，橋梁位于左偏半徑為7000m的圓曲線上，線路坡度為+15.5‰，橋梁結構形式為3×24+1×32+（36+64+36）m連續梁+2×32+2×24m。該橋墩柱高15～80m不等，最高墩5#墩墩高80m。梁部3跨采用掛籃對稱懸臂澆筑，其余8跨簡支梁設計采用移動模架現澆。根據現場條件將現澆簡支梁調整為采用鋼管貝雷梁柱式支架現澆施工，其中3#-4#墩32m簡支梁的鋼管柱支架高62m，為全橋最高支架。

該橋位于“Ⅴ”字形地勢山谷中，橋面與河底高差90m，山體自然坡度約30°～45°，樁基所處地層主要為泥巖，局部為灰巖。

2 鋼管貝雷梁柱式支架設計與檢算

2.1 支架設計

根據該橋特點，3#-4#墩32m簡支梁現澆支架采用鋼管貝雷梁結構形式，設4排鋼管柱支撐，每排鋼管柱橫向安裝4根Φ800mm鋼管，立柱間距3.0m；上部采用貝雷梁桁架，分5組共計19片，每3片或5片為一組。鋼管貝雷梁柱式支架在跨中設臨時基礎，采用挖孔樁和承臺方案，挖孔樁樁徑130cm。鋼管柱縱向方向采用Ⅰ20型鋼連接，豎向每層間距6m；橫向兩根立柱間采用[14型鋼作“Z”形連接，豎向間距10m一道，以使4排鋼管柱縱橫連接成一整體，以增加其穩定性。

支架安裝順序從下到上依序為：底座→Φ800mm鋼管柱→柱頂Ⅰ56型鋼分配梁→貝雷梁→Ⅰ20型鋼橫梁→底模及側模。支架結構及貝雷梁布置分別如圖1、圖2所示。

圖1 鋼管貝雷梁柱式支架布置圖

圖2 貝雷梁布置圖

2.2 支架主要受力檢算

支架受力分析采用大型有限元計算軟件MIDAS/Civil2006進行建模計算，所建模型與實際情況基本一致。通過模型對實際荷載的模擬計算結果可知，支架設計滿足規范要求，主要受力分析結果如圖3、圖4所示。

圖3 支架整體穩定性分析

圖4 支架整體變形分析

2.2.1 鋼管支架整體穩定性分析

根據企業標準的整體穩定系數為5.0，經檢算支架的整體穩定系數7.6＞5滿足要求。

2.2.2 支架整體變形檢算

3 施工工藝流程及技術要點

3.1 施工工藝流程（如圖5）

3.2 鋼管貝雷梁支架施工技術

3.2.1 基礎施工

圖5 支架法施工工藝流程圖[2]

該橋3#-4#墩現澆梁跨中支架基礎采用挖孔樁和承臺方案，墩身側鋼管柱直接安裝于墩身承臺上，施工墩身承臺時在臺頂處預埋連接鋼板。跨中基礎挖孔樁樁徑Φ130cm，孔深15m，采用人工挖孔作業，開挖至持力層并進行承載力試驗，樁端承載力滿足要求后安裝Φ12鋼筋籠和澆筑樁身混凝土，樁端承載力要求不小于300kPa。

承臺結構尺寸為11m×5m×1m，采用C25混凝土澆筑。其底部鋪設一層Φ12mm鋼筋網，鋼筋間距200mm；頂部預埋鋼管柱連接鋼板，鋼板厚16mm，直徑1260mm，安裝時嚴格控制鋼板水平及標高，并在鋼板中心預留10cm的孔洞以利于排除空氣和振搗，避免造成鋼板底部的混凝土形成空洞不密實。

3.2.2 柱式支架安裝

（1）材料準備：鋼管柱采用?800mm鋼管，壁厚16mm，根據現場施工的基礎及箱梁標高，計算出每排鋼管柱高度，統籌考慮所需如6m、3m、2m、1m、0.5m、0.3m、0.2m等各種規格的鋼管數量后組織進場。貝雷梁采用長3m×高1.5m、2m×1.5m、1.5m×1.5m的貝雷片組合。

（2）底座安裝：每根鋼管柱底部用一短節長0.3～0.5mΦ800mm鋼管作為底座，安裝時采用水準儀調平后，沿鋼管外緣與承臺預埋鋼板滿焊牢固，并用厚20mm加勁鋼板焊接于底座四周進行加固，每個底座均勻分布焊接12塊加勁鋼板，如圖6所示。

圖6 鋼管柱底座安裝圖

圖7 活動端構造圖

（3）鋼管柱安裝：從底座開始按照技術交底所確定的管節長度依序安裝管柱，采用專用Φ20mm高強螺栓連接，通過線錘、水平尺及測量儀器配合監測鋼管柱的垂直度，將其控制在≤H/500且≤50mm以內。管柱頂端的調節活動端在安裝橫向Ⅰ56型鋼分配梁前必須經測量復核標高后確定其外伸量，外伸量不宜超過活動端長度的1/3，其構造如圖7所示。

（4）縱橫向連接系安裝：鋼管柱縱向連接系采用Ⅰ20型鋼連接，每層連接件豎向間距6m；靠墩身側管柱通過Ⅰ20型鋼連接于墩身的預埋鋼板，扶墻連接每層豎向間距10m。橫向連接系除豎向每6m用Ⅰ20型鋼焊接外，豎向每10m采用[14型鋼在兩管間作“Z”型連接。鋼管柱安裝過程中每層縱橫向連接及時焊接牢固以加強穩定性，嚴禁將每根管柱全部安裝后再安裝連接系。

（5）柱頂分配梁安裝：每排管柱頂分配梁采用雙根Ⅰ56型鋼，每根長13m。分配梁安放于管柱的活動端上后，兩側采用∠75×75×8角鋼固定于活動端上對其進行卡位，防止分配梁產生移位。

（6）貝雷梁安裝：貝雷梁分5組共計19片，按跨徑長度采用3m、2m、1.5m的貝雷片組合。貝雷片按要求間距安放于I56分配梁上，每片間除通過“花窗”連接系連接外，另在縱向每6m增設一根橫向∠75×75×8角鋼貫通連接貝雷片，并用Φ16鋼筋加工成“U”型卡將貝雷片與Ⅰ56分配梁連接固定，如圖8所示。

圖8 U型卡連接加固圖

（7）橫梁安裝：貝雷梁安裝完畢后在其頂面放置Ⅰ20型鋼分配橫梁，其縱向間距50cm，每根工字鋼兩端采用Φ16mm鋼筋“U”型卡與貝雷片連接固定，兩側外伸懸挑出貝雷梁外約1.5m以利于作業。支架安裝完成后如圖9所示。

3.2.3 支架預壓

圖9 支架整體安裝圖

支架預壓前在貝雷梁底部靠近墩柱處、梁跨1/4、跨中各布置一排觀測點，共5排觀測點，每排在梁底范圍布3個觀測點，兩側翼緣板處各布置1個，共5個觀測點，合計25個觀測點。采用砂袋預壓，在支架需預壓范圍的Ⅰ20型鋼分配橫梁上滿鋪10×10cm方木，橫向間距30cm，按支架承受的最大荷載分三級加載：60%、100%、120%。砂袋加載和卸載按對稱、分層、分級進行，嚴禁在同一斷面一次性加載至預壓重量。支架預壓成果如表1所示，觀測沉降值滿足要求。

表1 支架預壓成果表

3.2.4 底模、側模安裝

32m箱梁側模采用寬2.0m和2.3m共計32塊的定型鋼模，鋼模的面板厚6mm；底模采用10×10cm方木和厚12mm竹膠板組合的木模板。模板在荷載預壓完成后安裝，對其各項控制要素反復校核調整，消除模板拼裝誤差，直到模板線形達到驗標要求，并在底模下方和橋面安裝橫向連接兩邊側模的Φ22mm圓鋼拉桿，拉桿縱向間距2m，防止混凝土澆筑時側模跑模移位。

3.2.5 鋼筋、波紋管及鋼絞線制安

（1）鋼筋制安：半成品在鋼筋加工廠加工后運輸至作業面綁扎成型，安裝順序為：梁體底板→腹板→頂板。安裝時采用角鋼制作的卡具控制間距和層距，綁扎絲間隔綁扎，梅花型布置，絲頭往結構內側不得伸入保護層內。當梁體底板、腹板筋與預應力波紋管相抵觸時不得截斷鋼筋，只允許調整梁體鋼筋間距。鋼筋綁扎時接頭在同一截面不能超過50%，鋼筋保護層采用專用混凝土墊塊，其數量不得少于4個/m2。

（2）波紋管安裝：采用內徑Φ90mm金屬波紋管，使用前檢查確認無變形損傷、銹蝕現象后方可使用。波紋管位置必須牢固、正確，安裝前，測量組按管道設計位置放樣，將定位鋼筋網片安放于梁體鋼筋骨架上，定位網片間距0.5m，曲線段適當加密。縱向預應力管道坐標偏差不大于4mm，橫向坐標偏差不大于4mm，安裝完成后，檢查管道表面有無孔洞或裂縫，如有立即更換或用膠帶封補。

（3）鋼絞線安裝：鋼絞線采用先穿法安裝，嚴格按計算的下料長度下料，用砂輪切割機切割，并在鋼絞線兩端統一進行編束，然后分兩根或三根一組進行人工穿束。

3.2.6 內模安裝

鋼絞線、底腹板鋼筋安裝并驗收合格后安裝內模。內模采用厚12mm竹膠板與10cm×10cm方木組合模板，支架采用碗扣式鋼管、Φ48.3×3.0鋼管及可調頂托共同作為內模的支撐體系，即箱梁內中部采用碗扣式鋼管，兩端變截面、腹板模板及倒角部分采用Φ48.3×3.0鋼管支撐。支架下端采用混凝土墊塊進行支墊，避免支架直接支撐在底模上造成漏筋。

3.2.7 混凝土澆筑和養護

箱梁混凝土等級為C50，坍落度控制在18～20cm，混凝土澆筑時縱橋向按從跨中向兩端進行，橫橋向按“先底板與腹板倒角，其次底板，后腹板，最后頂板”的順序澆筑，橫橋向澆筑順序如圖10所示。澆筑時兩側腹板混凝土的高度控制基本一致，在支座、梁端、接觸網基礎等鋼筋密集區采用Φ30mm型振搗棒，其他部位采用Φ50mm振搗棒搗固，嚴防振動器碰觸波紋管和模板，但Φ30mm型小直徑振搗棒功率低、作用半徑較小，作業時適當延長振搗時間，專人監控。振搗棒移動間距不超過其作用半徑的1.5倍，振搗過程中要做到快插慢拔，與側模保持5～10cm的間距，插入下層混凝土5～10cm左右。所有部位均振搗密實，搗固時間要適當掌握，不能漏振、過振，以混凝土不再沉落、表面呈現浮漿為度。

圖10 箱梁橫橋向混凝土澆筑順序圖

頂板混凝土表面進行二次收漿抹面，以防止表面收縮裂紋的產生，并于終凝前在道床底座板范圍內用鋼刷拉毛。梁體混凝土收漿后及時用土工布覆蓋和灑水養護，養護時間不小于14d，灑水次數視環境濕度而定，以能保持混凝土表面經常處于濕潤狀態為宜。

3.2.8 鋼絞線張拉

在梁體混凝土強度達到設計值80%且齡期不小于5d后進行鋼絞線初張拉，在混凝土強度及彈性模量達到設計值且齡期不少于10d后實施終張拉。張拉程序：0→預緊力（0.20σcon）→σcon持續5min錨固，兩端同步、左右對稱張拉，最大不平衡束不超過1束。預應力采用雙控措施，張拉過程中保持兩端伸長量基本一致。張拉預應力值以壓力表讀數為主，以預應力筋伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值差控制在±6%以內。終張拉完成24h后檢查確認無滑絲、斷絲現象，即可切割錨外多余鋼絞線，用砂輪切割機切割。

3.2.9 管道壓漿

在預應力終張拉后48h內完成管道壓漿，采用真空輔助壓漿工藝，從箱梁低端向高端壓漿。壓漿時，先將灌漿閥、排氣閥全部關閉，真空閥打開，啟動真空泵，觀察真空壓力表讀數，即管內的真空度。當管內的真空度維持在-0.06～-0.08MPa時，啟動灌漿泵，打開灌漿閥開始壓漿。當漿體經過空氣濾清器時，關掉真空泵及抽氣閥，打開排氣閥，觀察排氣管的出漿情況，當漿體稠度和灌入前稠度一致時，關掉排氣閥，繼續灌漿不小于3min，使管道內的壓力維持0.5～0.6MPa，最后關掉灌漿閥。同一孔道的壓漿工序需一次連續作業完成，漿體從攪拌到壓入梁體的時間不超過40min，其溫度控制在5～30℃之間。

3.2.10 支架卸落和拆除

（1）落梁：預應力初張拉后，可進行支架落梁和拆除。落梁時采用4臺100t千斤頂分別置于每排4根鋼管柱的調節活動端上，同時將活動端向上頂起2～5mm后，取出活動端內的鋼楔塊，待千斤頂回落時柱頂上的Ⅰ56型鋼分配梁、貝雷梁、Ⅰ20型鋼橫梁、模板等同時卸落，即完成落梁作業。

（2）支架拆除：支架拆除順序依次為：側模→底模→Ⅰ20型鋼橫梁→貝雷梁→Ⅰ56型鋼分配梁→鋼管柱及連接系，拆除貝雷梁時按“縱橋向對稱均衡、橫橋向基本同步”的原則分階段循環拆除[3]。拆除貝雷片采用4臺倒鏈葫蘆分別置于4根Ⅰ56型鋼分配梁上，將貝雷片同步緩慢往外側拉至箱梁翼板邊緣下方，然后用吊車或塔吊配合起吊拆除。Ⅰ56型鋼分配梁和鋼管柱采用兩臺5t卷揚機配合拆除，先在每根鋼管柱正上方的箱梁頂板和底板內埋設Φ100mmPVC預留孔，然后拆除支架時卷揚機放于橋面上，其鋼絲繩穿過預留孔達到鋼管柱位置，以利于垂直起吊、卸落鋼管。

4 支架施工注意事頂

（1）作業人員必須經體檢合格后方可進行高空作業，并做好安全防護措施。

（2）鋼管柱的底座與承臺預埋鋼板必須連接焊接牢固，安裝管柱時必須控制其垂直度滿足要求。

（3）支架預壓后，必須安排專人重新檢查管柱的連接螺栓、連接系接頭是否有松動或脫落情況。

（4）貝雷片的連接銷、連接系以及與分配梁的卡位措施等安裝到位、牢固。

（5）支架拆除時，必須安排專人指揮吊車或卷揚機等作業，慢拆慢放，管柱的縱橫向連接系不允許一次全部拆除后再拆除管柱，避免管柱失穩。嚴禁讓拆除的構件直接自由墜落。

5 結語

鋼管貝雷梁柱式支架操作方便、基礎處理難度小、受地勢影響小，安全可靠，且鋼管柱及貝雷梁結構載荷能力強，抗彎剛度大，變形量小，可準確控制橋面標高[4]。其在云桂鐵路馬內雙線大橋高墩支架現澆梁的成功應用，突破了一般將滿堂支架等施工支架控制在30m高度以內的范疇，既克服了山嶺地區因交通不便、施工場地有限而無法進行移動模架等大構件運輸和組裝的難題，也克服了滿堂碗扣式支架施工繁瑣、基礎處理量大、變形量較大的缺點，可供同類橋梁工程施工提供借鑒。

[1]崔昌洪，韋健江.鋼管貝雷梁柱式支架在高墩大跨現澆箱梁施工中的運用[J].公路，2005（10）：10-16.

[2]鐵建設.高速鐵路橋涵工程施工技術指南[S].北京：中國鐵道出版社，2010.

[3]中華人民共和國鐵道部.TB10110-2011鐵路混凝土梁支架法現澆施工技術規程[S].北京：中國鐵道出版社，2011.

[4]唐林.現澆連續梁貝雷梁柱式支架法施工技術[J].山西建筑，2010，36（7）：118-119.

責任編輯：孫蘇，李紅

區縣建設

重慶涪陵區規范招投標監管助力陽光招標

涪陵區城鄉建委著力提高監管水平，不斷強化招投標服務標準化建設。一是規范全流程監管，強化制度建設。今年以來，制定執行了規范招投標資質設置管理、限額以下工程承包商庫管理辦法、房屋和市政工程施工標準招標文件、涪陵區招投標活動現場管理規定、投標突發事件應急處置預案等5個制度性文件。二是規范關鍵環節監管，強化陽光公正。制定執行了招投標雙人監管制度、建設工程開評標監督制度、建設工程招標公開告知制度、建設工程招標文件備案審查制度、建設工程招投標不良行為通報制度等5項制度。三是規范權力清單管理，強化監督制約。細化削權分權，完善招投標內部審批表格10張，落實首問首辦責任，簡化優化方便群眾辦事。1-8月，共辦理房屋建筑和市政工程招標報建142個，中標金額318556萬元。其中，國有投資項目招標103個，中標金額146972萬元，節約投資33429萬元。處罰通報不良行為1起，罰款102.6萬元，無招投標服務投訴。（來源：涪陵區城鄉建委）

Construction Technology of Steel Pipe&Bailey Beam Bracket System for High Pier Simply-supported Cast-in-place Girder

To establish cast-in-place bridge girders in the mountain area,it is key to adopt an appropriate bracket support system under the limited construction conditions.With thedouble-linebridgeon Yungui Railway asacase,wherethebracket support system of steel pipe&bailey beam isapplied in the high pier simply-supported cast-in-place girder,the bracket design,installation and dismantling as well as the construction technology and tips for box girder areintroduced,in hopeof providing somereferencesfor similar programs.

steel pipe&bailey beam;bracket;high pier;cast-in-placegirder

U445

A

1671-9107（2017）10-0012-05

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.10.012

2017-01-20

甘小江（1977-），男，廣西扶綏人，本科，工程師，主要從事鐵路工程施工工作。