鋼管貝雷梁支架在現澆箱梁施工中的應用

吳仁武

中交三航局廈門分公司 福建廈門 361006

1 工程概況

舊鎮互通主線橋是漳浦縣迎賓大道建設工程K線互通上的一座整體式橋梁，橋梁中心樁號K8+795.5，起訖里程樁號：K8+741.5～K8+849.5，全長108m，孔數-孔徑：28+48+28，交角96°6′56″。上部構造為預應力砼變截面箱梁，下部構造中墩及基礎為花瓶墩、樁基礎，橋臺及基礎為肋板臺、樁基礎。本橋平面位于A=244.949、217.371及R=350m的右偏轉左偏的反向曲線上，縱面位于-1.790%的下坡上。

2 鋼管貝雷梁支架施工方案

本工程3跨整1聯（28+48+28m預應力砼）箱梁支架均采用鋼管貝雷片支架。

各跨現澆支架布置基礎形式如下：

邊支墩全部立放在橋梁承臺上，中支墩全部采用3.5m＊0.9m＊0.5m、0.9m＊0.9m＊0.5mC30鋼筋混凝土擴大基礎

2.1 貝雷支架安裝施工順序及具體步驟

（1）施工流程

（2）基礎。①邊支墩。根據承臺尺寸分別在承臺上立一定數量φ630×6mm鋼管或在承臺兩側采用0.9m＊0.9m＊0.5mC30鋼筋混凝土擴大基礎②中支墩。中支墩基礎采用由3.5m＊0.9m＊0.5mC30鋼筋混凝土擴大基礎

（3）鋼管立柱。鋼管立柱要按設計位置進行架設，鋼管立柱要和上下鋼板點焊，接觸面不能有縫隙，必要時可在上鋼板處加限位措施。鋼管橫向加固采用10號槽鋼，要求滿焊。

（4）工字鋼橫梁。根據箱梁支架的寬度分別將不同長度的2I36b工字鋼用1cm厚鋼板按1.2m間距在內側焊成一組再吊裝，如果工字鋼與鋼管之間有縫隙，要用鋼板墊實。

（5）貝雷縱梁。為了能夠對每一個構件之間的互通性能檢查，首先需要對其實施試裝處理。在實際的試裝當中若是產生銷子和螺栓以及配件裝拆比較困難，就需要對其所存在的原因及時找出并改進[1]。不能對貝雷桁架和配件結構進行改變，也不能對貝雷桁架和配件實施焊接以及氣割處理。在拼裝中需要對一節貝雷桁架的陽頭插到另一節的陰節當中，并且需要和銷孔對準，再將銷子和保險插銷插上。單片貝雷用U型箍與旁邊的的貝雷連接，墩身空檔處可用單片貝雷過渡。

2.2 模板、貝雷支架安裝施工工藝

支架搭設完畢、調整頂托標高后，安裝底模；進行堆載預壓后，按照預測的試驗測出支架的彈性變形值，將其模板合理的調整到設計位置，接著安裝側模及翼模；側模完成安裝之后實施底板和腹板的安裝以及綁扎，在完成內模的安裝；繼而實施頂板鋼筋的綁扎，并且在完成之后實施端模的安裝、各鋸齒塊模板的安裝。

底板的橫向寬度需要能夠大于梁底的寬度，梁底側模板需要設置為兩個，并且需要各大于梁底邊線的5cm，從而便于在底模中進行側模的設置。模板之間錯臺不能大于兩毫米；模板的拼接縫需要將其設置為縱橫成線，防止產生錯縫的情況。鋪設底模前需先放置好支座。在底模板完成鋪設之后需要實施平面放樣，以此來對底板縱橫向的標高進行測量，縱橫向之間的距離間隔為五米，按照測量實際結果對底模板有效調整到合理的位置。底板的標高完成調整之后，實施再次測量標高，如果標高和相關要求不相符合就需要再次調整。

在完成底模的鋪設以及安裝之后，需要對橋梁的中心軸線中心標注，對于箱梁的平面位置需要合理的放樣處理，并且在底模中可以將側模以及內腹模和鋼筋布置的位置標注出來。

內腹模橫支撐和豎支撐形成組合“#”字架。支撐鋼管通過φ16鋼筋門字架支撐在底板上。

內模安裝完成后需進行全面標高測量，根據測量結果將內頂模板標高調整到設計標高，在澆注過程中派專人檢查內模的位置變化情況。為了方便人員進入內模操作，需在每個跨段的中箱頂板模板上開孔，孔口大小為80cm×60cm。

2.3 模板、貝雷支架拆除施工工藝

在完成之后，需要確保支撐和模板以及支架滿足相應的基礎條件中以后，還需要根據拆除內模加固支撐→張拉、壓漿（待漿體強度達90%以上、滿足設計和規范的要求）→由跨中向兩端頭對稱拆除翼緣板部位支撐、支架→由跨中向兩端頭對稱拆除底、腹板部位支撐、支架順序進行。一定要禁止對于沒有完成拆裝的內模豎向支撐，也就是在拆支架、未拆完翼緣板部分支撐支架即拆底腹板部位支撐支架，以此來避免結構在實際的體系轉換當中出現荷載破壞而將梁體拉裂。

支架拆除的順序為：每聯應從中間跨開始向兩邊依次對稱分跨進行，對每孔拆除時需要首先將每跨的中間位置拆除，并且從中間向兩邊對稱的拆除，使得箱梁能夠逐漸的受力，以此防止出現裂紋，對于橫向下的支架，需要在橫梁預應力張拉之后才可以將其拆除。

在對支架拆除之前需要保證貝雷梁底安全網進行密布，箱梁的兩側需要及時的防護并且做到位，保證在對材料的拆除中不會產生掉落的情況，尤其是對于側模支架進行卸落三角木之后需要首先對竹膠板和方木拆除到橋面，在對支架的拆除中需要保證材料不會產生掉落的情況。外側模板在完成拆除之后需要再將其從底模板逐漸從上往下拆除，在拆除當中需要指派專人進行指揮和對交通疏散，以此保證拆除過程的安全性。

2.4 支架預壓及預拱度的設置

應用逐孔預壓以及觀測的方法，荷載為箱梁重量的1.2倍，荷載布置按照箱梁截面變化設置。加載過程為荷載的0→50%→80%→100%，加載過程中逐級觀測支架體系及支架基礎的變形量，滿載后要靜壓觀測3天且變形量穩定（每天沉降量不超過3mm）后方可卸載，卸載過程與加載相反，順序為100%→80%→50%→0。

堆載材料腹板板部位采用鋼筋，其余部位采用砂袋。

預壓的方法：

（1）荷載重量的確定及其布置方式：本連續梁為預應力混凝土箱梁：0#臺-1#墩（單幅）混凝土方量為21.09m2/m，堆載荷載重量為21.09×2.6×1.2＝65.801t/m，其中單個腹板：1.15m2/m（3.588t/m），單個頂、底板：2.598m2/m（8.106t/m）；1#墩-2#墩（單幅）混凝土方量為21.59m2/m，堆載荷載重量為21.59×2.6×1.2＝67.361t/m，其中單個腹板：1.233m2/m（3.847t/m），單個頂、底板：2.598m2/m（8.106t/m）；2#墩-3#臺（單幅）混凝土方量為21.09m2/m，堆載荷載重量為21.09×2.6×1.2＝65.801t/m，其中單個腹板：1.15m2/m（3.588t/m），單個頂、底板：2.598m2/m（8.106t/m）。箱梁腹板位置采用鋼筋預壓，頂、底板及墩頂橫隔梁位置采用砂袋預壓。

（2）箱梁各段荷載截面見如下：

A-A截面：

0#臺—1#墩段長度28m，混凝土重G=（22.59m2+19.59m2）/2×28m×2.6t/m3=1535.352t，堆載 1842.422t。

1#墩-2#墩段長度48m，混凝土重G=（22.59m2+19.59m2）×24m×2.6t/m3=2632.032t，堆載 3158.438t。

2#墩—3#臺段長度28m，混凝土重G=（22.59m2+19.59m2）/2×28m×2.6t/m3=1535.352t，堆載 1842.422t。

（3）預壓步驟。本工程現澆箱梁采取逐孔逐級加載的方式預壓。加載步驟為荷載的0→50%→80%→100%，加載過程中逐級觀測支架體系及支架基礎的變形量，滿載后要靜壓觀測3天且變形量穩定（每天沉降量不超過3mm）后方可卸載，卸載過程與加載相反，順序為100%→80%→50%→0，同時也需要逐級測量支架及基礎的變形量。

（4）沉降觀測要求。①沉降觀測點的布置。為掌握支架體系在模擬加載過程中的變形量，需要設置一定的觀測點，在堆載過程中的每一階段都要認真測量。其中支架沉降觀測標采用φ10鋼筋，用細鐵絲上端吊掛于模板底縱向小方木上，讓其自然垂吊，下端切平，離地約20cm；滿堂支架在支架沉降觀測標對應的支架基礎位置設地基沉降觀測標，其基礎沉降觀測標采用Φ16鋼筋，長10cm，頂端磨圓，埋于基礎混凝土面層上，露頭1cm；鋼管貝雷梁支架基礎沉降觀測點則是在支架基礎貝雷縱梁底部作紅油漆點標記，標記位置要求在離支架沉降觀測標較近且便于觀測的地方。根據箱梁截面變化的情況每隔4～6m設置一個觀測斷面，每斷面在兩側翼板、兩側腹板及底板下各設一個觀測點。在離支架附近一百米范圍內選取一個地方埋設沉降觀測基點。基點要求穩定、不易被破壞、通視條件好。②沉降觀測要求。要求在堆載預壓的過程中均認真對各觀測標、觀測點進行觀側，觀測要求人員固定、設備固定。在加載前先進行首次觀測，在加載到每一級荷載都要停頓，觀測數據采集完畢后再繼續加載直至滿載，滿載后連續靜載觀測三天，每天上下午各觀測一次；卸載過程中也是逐級觀測，卸載完畢后進行末次觀測。每次觀測的項目主要有：測量支架沉降觀測標下端面到支架基礎面之間的距離（要求在基礎面對應位置做好紅油漆標記；測量支架基礎面上的觀測標（觀測點）高程。每次觀測完畢后要及時對數據進行整理，若變形量過大或變化異常，要立即停止堆載，查明原因，采取正確的應對措施。支架沉降觀測全過程通知監理進行旁站。

（5）注意事項。①堆載應注意用油毛氈保護底模；②在堆載的過程中，箱梁左右同步、對稱進行；③每個砂袋重1t，要求秤重準確，嚴格計量，同時要求吊裝的汽車起重機要有計重裝置，起吊過程復核砂袋重量；④要嚴格控制荷載的布置符合設計方案要求，以砂袋每節段袋數控制為主，斷面尺寸作為檢核，禁止超載；⑤砂袋存放場地要求平整、干燥，四周挖排水溝，堆放位置要便于裝運；⑥要備足夠的彩條布或油布，砂袋頂面要覆蓋，防止被雨淋加重，導致支架超載跨塌。⑦在堆載過程中，有專人檢查支架及地基情況，發現異常立即停止作業，通知有關人員現場研究對策。

（6）預壓數據整理。在堆載預壓完成之后，需要對沉降觀測數據進行整理，同時做好數據的分析工作，對每一個支架和基礎彈性變形以及變形量等進行計算，將其作為模板實現預拱度的依據。

（7）預壓施工中的安全注意事項。①在預壓施工之前，項目部相關人員和部門需要對支架基礎和貝雷支架做好全面的檢查，在完成驗收合格之后，同時將其簽字確認之后才可以實施預壓施工。②在預壓施工中，支架周邊需要做好封閉，并且樹立相應的安全標語和標牌，禁止非施工人員進到施工現場。③在預壓施工當中，對于各個施工區域的門口都需要進行安全施工標語的張貼。④需要安排專人實施整天24h值班，避免非施工人員在預壓施工作業區域。⑤在預壓施工之前，項目部需要對預壓施工作業實施專項技術交底，組織人員和機械設備以及材料等組織工作，對其統一指揮和協調，避免產生蠻干和亂干等情況。⑥在預壓施工當中，需要對該工作進行合理指揮，對信號有效明確。⑦對相關規定進行嚴格執行，對壓重范圍按照劃定的區域實施，避免過載和偏載情況出現。⑧在預壓重量超過70%時，測量人員需要采用儀器來支架和基礎變形、下沉等進行觀察，對發現變形和下車速度比較快時，就需要及時的通知進行停止施工，將施工作業人員及時的撤離。⑨在確保預壓重量到位之后，需要派專人全天跟蹤巡視，禁止相關人員在預壓施工區域進行活動。⑩卸載過程中，要統一指揮，分級、對稱卸載，嚴禁往下亂丟亂扔。（11）在保證的情況下，有必要日夜派遣專人，為了監控整個支撐過程，最好掛一些細線來檢查下沉的支撐量 因為它更直觀。如果出現異常，則需要報告領導的時間，立即停止裝載并等待，以確保施工的安全性，找到負載的原因。

（8）施工預拱度的設置。為了能夠使得箱梁在完成施工之后達到相應的要求，箱梁模板在調整時需要進行預拱度的設置，在對預拱度的設置中需要重視以下相關要素：①由結構自重及活載一半所引起的彈性撓度δ1，超靜定結構由混凝土收縮、徐變及溫度變化而引起的撓度δ5。（δ1+δ5，設計理論撓度）；②支架在荷載作用下的彈性變形δ2，支架承受施工荷載引起的非彈性變形δ3，支架基礎在受載后的非彈性沉降δ4。（δ2+δ3+δ4，施工撓度）。箱梁預拱度最大值為梁跨的中間，支座處為零，按照二次拋物線法設置。通過箱梁的撓度和支承的變形計算的前拱的總和被設定為梁的中間跨度點作為前梁的最大值。另一點處的前彎曲在中點處最高，并且支撐件的彈性變形位于梁的末端。根據計算出的底部高度，再次調整箱形梁的壓制底部的壓制高度。

全部加載后，不可立即卸載，隨時對觀測點進行觀測，直至穩定后，再進行卸載。卸載必須對稱，逐級進行。卸載的同時，并對不同的觀測點進行標高測量，然后通過預壓前后同一點標高差值及貝雷片支架的彈性變形量、梁的撓度等得出底模的預拱度之和，通過木楔子調整底模標高。預拱度最高值設在梁的跨中，其他各點的預拱度由中間最高值向兩端零值按二次拋物線進行分配，預拱度計算公式為：

δx=[4δX（L-X）]/L2

δx——距左支點x的預拱度值；δ——跨中預拱度值；

L——跨距；X——距左支點的距離

3 結語

綜上所述，本鋼管貝雷梁支架在本工程現澆箱梁施工中的應用中，其施工簡便，在確保了施工進度、質量、安全的同時，產生了良好的社會經濟效益。