大跨度混凝土連續箱式梁貝雷支架施工技術

劉 陽

(核工業華南建設工程集團公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

某匝道選用預應力連續箱式梁作為上部結構，地板與頂板厚度為25 cm、斜腹板與直腹板厚度是45 cm梁寬9.5 cm，梁高1.8 cm。上跨交叉位置橋面高為24 m，跨徑最大值為33.8 m，河道主要為強風花崗巖、砂質粘土、粉質粘土、淤泥質土、淤泥等。

2 支架設計

2.1 工地條件

該項目在河道上建設互通匝道橋，因為下穿橋梁和匝道箱梁形成垂直交叉，因此無法將支架設置于下穿橋面上，需要跨過已完工的下穿橋梁。在此基礎上增加支架跨徑，使其整體能夠一次性通過橋面。

2.2 支架系統設計

要想解決該項目箱梁跨徑大的問題，首先對河道基礎和支架受力等因素進行分析，其次可以借助貝雷梁、鋼管立柱與鋼管樁基礎組合支架作為現澆箱梁支撐體系，并借助鋼牛腿降低支架的受力跨徑，進而提高提高支架安全性與穩定性。

(1)在支架基礎方面，應充分考慮到惡淤泥質黏土層地質條件，將630×12鋼管樁打入持力層，鋼管與梁長方向垂直，每排設置5根，將其設為立柱，以此為支架基礎提供安全保障，(2)若是將鋼管立柱作為支架支撐，則需要對基礎鋼管進行接長處理，并利用連接系將立柱橫向水平連接起來，增加其穩定性。同時將鋼牛腿支撐設置于鋼管頂部，選擇Φ426×8鋼管作為牛腿斜支撐材料，將750 mm×750 mm×10 mm規格的鋼板焊接于鋼管立柱頂端。(3)將工字鋼型號分配梁設置于立柱頂面，通過雙拼I32b方式設置工字鋼(4)選擇48×3.2規格鋼管作為翼緣板支撐，選擇可調頂托安裝與鋼板頂端，采用鋼墊片設計鋼管底端，并添加槽鋼(5)選擇300 cm×150 cm×18 cm規格貝雷片作為縱向貝雷梁材料，單層鋪設貝雷片，設置8組共16排(6)將28可調節螺紋底托安裝于貝雷梁頂，將I10縱向放置于底托上，橫向分配梁選擇50 mm×50 mm規格方鋼，并鋪設于工字鋼上。

2.3 載荷分析

新澆混凝土自重：q2=26 KN/m3，施工人員及運輸儀器載荷q3=2.5 KN/m3，新澆混凝土對模板產生的側壓力按p=0.22γ0β1β2v1/2和p=γH計算，取兩者較小值，傾倒混凝土時產生的豎向載荷q4=2.0 KN/m3振搗混凝土時產生的豎向載荷q5=2.0 KN/m3

計算可得p1=0.22γ0β1β2v1/2=30.6 KN/m3；p2γH=89.7 KN/m3

上式中P是新澆混凝土對模板的最大側壓力；t0是混凝土初凝時間；T是混凝土的溫度；H是混凝土側壓力計算位置處到混凝土頂面的總高度=3.45 m；外加劑修正系數不摻加外劑時取1，摻加具有緩凝作用的外加劑時取1.2；混凝土坍落角度修正系數，取1.15。

由于兩者之中取小值，因此P=30.6 KN/m3

由于支架支撐在下方的土木不能承受過大的水平載荷，因此在對支架進行受力分析時，考慮翼緣板處混凝土自重q2，施工人員和機械的載荷q3，青島混凝土產生的豎向載荷q4，振搗混凝土產生的豎向載荷q5即可，建立有限元模型對支架進行受力分析，可知最大拉應力271.5 MPa，最大壓應力為238.5 MPa。同時，預壓按照60%、100%、120%進行3級堆載預壓，在預壓敷設完畢后，開始對支架、模板展開預壓，預壓荷載按梁體混凝土自身量120%考慮，預壓釆取砂卵石土裝堆裁預壓。連續梁段混凝固土1334 m3按鋼筋稅2.65 t/n3計算，預壓1 334×265×1.2=4 242(1)。取毎5 m一個觀測斷面，預壓187.5“現場取10袋裝車后送至分部拌和站過磅后測得単袋砂土平均1.8 t，堆載面積5×5 m現場卵石土重度20 KN/m，

3 施工技術

3.1 鋼管樁施工

(1)沉樁施工。樁長30 m左右，選擇振動錘進行施工活動，并借助履帶式起重機予以配合。起重機將鋼管樁吊起，完成定位后將樁放下，通過自重進入土層，穩定之后確定樁垂直度和位置，之后低檔振動使樁緩慢下沉，達到一定深度之后選擇高檔振動，成樁之后結束振動。

臨近墩位位置應對2排鋼管樁進行施工，先是對外側鋼管樁進行施工，單排樁的錘擊順序為由一側逐個到另一側。利用全站儀對鋼管樁垂直度以及偏位加以控制，偏位誤差要在10 cm范圍內，垂直度誤差不能超過0.5%。

(2)接樁。分3次錘擊鋼管樁，樁的上節余量應該保持在65 cm左右，待地面露出高度為2 m左右時停止錘擊，將其與下節鋼管樁進行焊接。選擇等強度連接處理焊接接頭，接長施工中先切齊接頭，再對管節對口垂直度進行校正，以確保接口實現良好對接，對口間隙為2.5 mm左右，保證樁頂完整性。并對接頭周邊進行滿焊處理，將8 mm鋼板焊接于接頭位置，數量為6塊。

完成接頭焊接施工之后，需要進行冷卻，時間為5 min，期間禁止使用冷水降溫，之后開展打樁施工，下沉深度滿足設計標高之后停止打樁作業。之后對鋼管樁上端變形情況進行監察，若是出現損傷則需要通過截斷、修復等手段使其滿足要求，并將焊接有害物清除干凈。

(3)成樁。以標高為基準控制鋼管樁下沉深度，并結合貫入度進行輔助控制，借助標高展開校核，鋼管樁頂部誤差范圍是-10 cm～10 cm。若是貫入度符合標準然而樁尖標高不符合要求，需要錘擊3陣，每陣10擊，平均貫入度需要控制在10 cm范圍內。

(4)注意事項。施工時應該確保鋼管樁垂直度和中心位置，垂直度偏差范圍控制在0.5%以內。打樁作業中需要對垂直度進行實時監控，可以選用經緯儀或是長條水準尺作為檢測工具，同時認真填寫記錄。若是發現鋼管樁傾斜，需要及時采取有效措施加以調整。

對樁管貫入度保持良好的觀察，以提高其基礎承載性能，對最后貫入度、錘擊總數、每米錘擊數以及最后1 m的錘擊數進行記錄，成樁之后開展樁尖標高計算工作。

保持錘擊過程的連續性，防止樁周邊土恢復，進而增加下沉難度。若是沉樁困難或是進尺非常緩慢，要嚴禁強行沉樁，防止鋼管樁出現變形或是偏位等問題，同時認真分析其原因，合理制定優化策略。待完成鋼管樁錘擊以及驗收等工作后，需要立刻開展樁頂板焊接和橫向梁安裝作業，以此提高鋼管樁穩定性。

3.2 立柱安裝

立柱以鋼管為基礎進行接長處理，材料為630×12規格鋼管，并將750 mm×750 mm×10 mm規格鋼板焊接于頂部。

在立柱上提前做好剛牛腿支撐焊接作業，將426×8規格鋼管牛腿支撐焊接與立柱頂部，焊接前應該對鋼管進行弧形坡處理，以提高鋼管焊接效果。

立柱安裝時，選擇起重機加以輔助，并使用鋼槽等材料進行臨時斜支撐焊接，確保立桿能夠穩定豎立，選擇橫撐與剪刀撐對相鄰立柱進行連接，另外，促使立柱能夠稱為一個整體，就位之后需要監測鋼管樁平面位置以及豎直度等。

將750 mm×750 mm×10 mm規格鋼板焊接于鋼管頂端，選擇加勁板連接鋼管和鋼板。鋼管牛腿支撐的焊接質量對支撐架安裝效果有著重要影響，對支架穩定性亦有著直接影響，因此，需要對鋼管牛腿支撐的焊接質量加以重視。

3.3 鋼橫梁施工

在就近地面或是加工場對工字鋼橫梁進行雙拼焊接，焊縫長為200 mm，間距為1 m左右。選擇鋼板焊接浮板對鋼橫梁接長進行連接，對工字鋼與鋼板周邊進行滿焊處理。通過其中在鋼管柱上吊裝雙拼件，保證位置精準性，同時和鋼管上鋼板進行焊接，提高鋼橫梁穩定性。

3.4 貝雷架施工

選擇汽車起重機與人工配合方式對2片構件與貝雷片進行組拼，之后根據支架跨度通過接長與組拼等方式使其達到12 m左右，對貝雷梁段進行整跨。

選擇汽車起重機逐排將貝雷梁段吊裝到鋼橫梁上，同時檢查其安裝位置，借助U型卡固定工字鋼和貝雷片，另外，借助橫向連接方式對貝雷片進行穩固處理，每隔6 m設置一道橫向連接，使貝雷架成為一個整體，以提高貝雷架施工效果。

需要擰緊貝雷梁與連接件螺栓，避免由于螺栓松動問題影響結構物強度。

3.5 安裝分配梁支撐

將28可調托撐加裝于貝雷梁頂部，縱向間距為700 mm，選用I10設計成縱向分配梁，并將其縱向放置于底托上。橫向分配兩材料為50 mm×50 mm規格方鋼，鋪設于工字鋼上，起間距為100 mm。開展拆模施工時，可以將可調托撐松開，為模板底部創造松動空間，以促進支架拆卸施工。

3.6 搭設翼板鋼管架

采用扣件式腳手架進行翼板支撐搭設施工。立桿支撐橫橋上，橫向間距是70mm，縱向間距是90mm，將可調頂托安裝于鋼管頂部，并將成型方鋼放置于頂托上，縱向間距設計為900mm，將方木安裝于方鋼上橫向間距設計為300mm。

3.7 安裝支架模板

支架側模和底模選在竹膠板材料厚度為12 mm，將定型鋼模板設計為弧形邊模，模板施工選擇人工與機械配合方式進行，安裝前應該進行預拱度設置。

3.8 預壓支架

支架預壓是支架搭設后、使用前進行的重要工作， 其性能的好壞直接關系到工程建設的安全性問題。預壓時首先設置沉降觀測點，之后利用砂袋進行預壓，預壓達到的荷載是原荷載的1.2倍，按60%、100%、120%逐級進行加壓，每次加載完成，等待約1 h后對其變形的程度進行觀察和測量，由專人記錄好數據，以便與觀測點數據對比分析，當第一次沉降量平均值<2.0 mm時才能進入第二級的堆載，當最后一級的預壓完成后，每隔6 h進行一次觀測，確定最后兩次沉降量的平均值之差<2.0 mm之后開始卸載，在卸載6 h之后，統一對觀測點標高重新測量。

在進行支架使用前預壓的目的是：(1)模擬施工過程，檢驗支架的剛度、強度和穩定性。(2)消除地基的沉降，消除支架的變形。通過支架的沉降，觀測出支架的彈性變形，有利于后期對模板標高的調整。

3.9 拆除支架

在支架拆除施工中，需要遵守先搭后拆，由上而下、一步一清原則開展工作，禁止上下同時進行拆除施工。可以借助可調支撐落下支架模板，并由中間向兩邊進行拆除。混凝土強度為75%時可以進行側模拆除作業。拆模環境溫度、同表層溫度與芯部溫度差值需要低于15 ℃。氣溫波動較大條件下禁止開展拆模作業。(1)借助小膠錘并采用人工方式將可調底托螺栓以及底盤卡片松開，為u板底板創造松動空間，進而順利開展支架拆卸作業。借助扁頭撬棍將工字鋼、方鋼以及底腹板模板一次拆除。(2)對槽鋼、翼板鋼管架、鋼管架頂托以及翼板模板等旋轉卸下。(3)將貝雷梁橫向拆除，借助起重機逐排將其吊卸到地面，之后轉移到下一作業面進行安裝作業或是退場工作。(4)借助氣焊將立柱頂端與工字鋼焊接割除，施工中保證用火安全，借助起重機將雙拼工字鋼卸落。

3.10 混凝土澆筑

梁體混凝土澆筑的時候采用的是梁體兩端向中間位置連續推進的方式，水平分層、兩側對稱和連續澆筑的澆筑方式。在進行澆筑的時候，同一個斷面應該首先澆筑底板，然后在以此進行腹板、頂板、翼緣板和橋面。

4 結 語

綜上所述，根據工程實例，對貝雷梁支架相關施工技術進行詳細分析，使施工工期緊張與施工難度大等問題得到有效解決，此外貝雷梁力學性質穩定，可以在現場進行組裝、拆卸，快捷簡單，施工速度快，能加大的縮短工期，節約施工成本。