鋼管立柱-貝雷梁式現(xiàn)澆箱梁支架施工技術(shù)

王名揚(yáng)

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550002)

1 工程概況

雙山大橋?yàn)榉蛛x式橋，左右幅全橋長(zhǎng)分別為472 m、468 m。左、右幅孔跨布置：3×46 m現(xiàn)澆箱梁+8×40 m預(yù)應(yīng)力T梁；全橋第一、第二和第三跨為46 m現(xiàn)澆箱梁，其中左、右幅第2跨和第3跨上跨東風(fēng)林大道，其余8跨為40 m預(yù)應(yīng)力T梁。主橋箱梁上部結(jié)構(gòu)形式為等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，斷面采用單箱雙室，單幅橋?qū)挒?2.25 m。箱梁梁高為2.8 m，斷面懸臂長(zhǎng)為2.125 m，箱室底板寬為8.0 m。箱梁頂、底板橫坡隨橋面，腹板保持鉛垂。箱梁跨中頂、底板厚25 cm，腹板厚50 cm。梁端加厚段頂、底板厚55 cm，腹板厚80 cm。

2 鋼管墩貝雷梁支架施工

2.1 貝雷梁支架布置

鋼柱貝雷梁支架結(jié)構(gòu)主要由混凝土樁基礎(chǔ)、鋼管立柱、墩身牛腿、工字鋼橫梁、貝雷片縱梁、扣件式鋼管支架組成。支架結(jié)構(gòu)傳力途徑為：模板-次楞-扣件式鋼管支架-工字鋼橫梁-貝雷梁縱片-工字鋼橫梁-鋼管墩(牛腿)-混凝土基礎(chǔ)樁基。貝雷梁上部與梁底之間仍采用扣件式鋼管支架，便于箱梁澆筑后支架尤其是鋼管墩貝雷梁的拆卸方便，也便于調(diào)整梁底標(biāo)高。

2.2 施工步驟

(1)基礎(chǔ)施工

各跨在跨中位置各布設(shè)一組鋼管墩，第一跨和第二跨單幅每組鋼管墩橫橋向布置三排，每排四根，每組共12根，規(guī)格為φ610 mm，相鄰的橫排縱向間距為3 m，橫向間距為2.819 m。第三跨單幅每組鋼管墩橫橋向布置兩排，每排四根，每組共8根，規(guī)格為φ1 020 mm，相鄰的橫排縱橋向間距為6 m，橫橋向間距為2.819 m。左、右幅第二跨和第三跨跨中鋼管墩基礎(chǔ)采用C30鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)，φ610 mm鋼管墩對(duì)應(yīng)樁徑為φ120 cm，φ1020 mm鋼管墩對(duì)應(yīng)樁徑為φ140 cm，基礎(chǔ)要求嵌入中風(fēng)化巖層2 m，且基底承載力不小于2.5 MPa。橫橋向每排樁基礎(chǔ)頂部設(shè)C30鋼筋混凝土的系梁，以增強(qiáng)基礎(chǔ)整體穩(wěn)定性。基礎(chǔ)頂預(yù)埋2 cm厚鋼板，φ610 mm鋼管墩樁基礎(chǔ)頂預(yù)埋鋼板尺寸為100 cm×100 cm，φ1 020 mm鋼管墩樁基礎(chǔ)頂預(yù)埋鋼板尺寸為140 cm×140 cm。鋼板底四個(gè)邊焊接L型φ25螺紋鋼筋并埋人樁基內(nèi)，四個(gè)角預(yù)留螺栓孔。

(2)牛腿預(yù)埋和鋼管墩施工

預(yù)先在左右幅1#、2#和3#混凝土永久墩墩頂外壁預(yù)埋鍵盒和φ32精軋螺紋鋼筋孔。斜腳式支承牛腿用φ32精軋螺紋鋼筋對(duì)穿鋼筋混凝土墩柱，牛腿安裝完成后，對(duì)固定平腿的φ32螺紋鋼筋與永久墩壁按67 kN預(yù)加水平力對(duì)拉，然后用螺母從兩端扭緊。墩柱牛腿上的橫梁工字鋼可采用鋼管腳手架呈“井”字將橫梁靠墩壁側(cè)對(duì)鎖定位。

鋼管立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度為2.5 m和6 m兩種，實(shí)際地形高差與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段相差不大時(shí)，可用混凝土基礎(chǔ)調(diào)整標(biāo)高。上一節(jié)鋼管立柱與已安裝好的下一節(jié)鋼管立柱連接時(shí)，用法蘭盤(pán)將兩節(jié)鋼管用螺栓固定。鋼管墩利用專(zhuān)門(mén)加工的墩帽與I56a工字鋼支承橫梁固接，墩腳與樁基頂預(yù)埋鋼板固結(jié)。

鋼管墩與鋼管墩之間按6 m/1道設(shè)置縱橫向斜撐，6 m/1道設(shè)置橫撐，都采用抱箍連接。各跨橫撐和斜撐具體布置按圖中所示進(jìn)行施工。鋼管墩安裝完畢后，自上而下間隔14 m左右從兩側(cè)拉浪風(fēng)至地面，增加鋼管墩橫向穩(wěn)定性，地錨用反“U”型Φ32圓鋼注漿錨固于中風(fēng)化巖層1 m以上進(jìn)行反拉。單根鋼管墩豎向垂直度偏差控制在H/3 000，且不大于30 mm，每安裝一節(jié)均應(yīng)當(dāng)?shù)蹙€(xiàn)校核。

(3)支承橫梁安裝

支承橫梁采用3×I56a工字鋼焊接在一起，在加工房焊成整體，安裝時(shí)注意標(biāo)高推算及控制，頂?shù)酌娼涌p采用斷焊，焊縫長(zhǎng)30 cm，間斷10 cm，端頭加強(qiáng)焊縫，以增強(qiáng)整體性。工字鋼之間用2 cm厚的徑板連接5道，徑板的焊接要用剖口焊，確保焊接質(zhì)量，焊接時(shí)在兩根外側(cè)的I56a工字鋼腹板位置臨時(shí)開(kāi)倉(cāng)，焊好后補(bǔ)強(qiáng)開(kāi)倉(cāng)孔；在工字鋼頂部和底部焊接補(bǔ)強(qiáng)塊，補(bǔ)強(qiáng)塊為2 cm厚鋼板，長(zhǎng)53 cm(3根I56a工字鋼寬度)，高3 cm。在鋼管墩頂與工字鋼橫梁應(yīng)焊1 cm厚徑板將其定位連接。將貝雷梁縱向位置用墨線(xiàn)在I56a工鋼橫梁上標(biāo)出，準(zhǔn)確安放縱向貝雷梁。

(4)貝雷梁安裝

貝雷梁布置時(shí)選用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度3 m為主，搭配1.5 m、 1 m兩種非標(biāo)長(zhǎng)度使用。兩側(cè)接縫采用斷焊，焊縫長(zhǎng)20 cm，間斷10 cm，上下端頭加強(qiáng)焊縫，以增強(qiáng)整體性。依據(jù)支架受力驗(yàn)算結(jié)果在每跨彎矩應(yīng)力最大位置用1 m×1.5 m的加強(qiáng)型貝雷梁，并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖對(duì)豎桿、弦桿和斜桿加強(qiáng)布置。每跨每排貝雷梁縱向按單層布置，腹板位置貝雷梁排距為45 cm，箱室位置貝雷梁排距為90 cm。

各跨貝雷主縱梁均按加強(qiáng)型單層布置，每排在貝雷片上、下增設(shè)加強(qiáng)弦桿，每排每片貝雷梁設(shè)聯(lián)接支撐架，共布置17排；分配梁采用I20a工字鋼，長(zhǎng)9 m，間距為70 cm，在貝雷梁節(jié)點(diǎn)位置橫向布置。工字鋼支承橫梁頂上的貝雷片梁支承弦桿應(yīng)采用“U”型騎馬卡將弦桿和橫梁進(jìn)行鎖緊。

2.3 支架預(yù)壓

為了檢查基礎(chǔ)承載力和地基沉降量，檢查支架剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性是否符合要求，消除現(xiàn)澆支架不可恢復(fù)的變形，并測(cè)出支架彈性變形量，以便在箱梁立模時(shí)預(yù)留，保證施工質(zhì)量，支架安裝完成后，對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，消除支架的非彈性變形并測(cè)出支架的彈性變形，為立模標(biāo)高提供依據(jù)。

3 現(xiàn)澆混凝土施工及支架拆除

3.1 澆筑混凝土施工

第一、第二和第三跨同時(shí)澆筑，分三個(gè)階段澆注。第一階段澆筑底板及下倒角；第二階段澆筑腹板至頂板上倒角底部；第三階段澆筑上倒角和頂板及翼緣板部份。每階段先澆筑中跨，并從每跨跨中向梁端一次澆筑成型。混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行下次混凝土澆筑施工。混凝土拌合站距離施工點(diǎn)約6 km，距離較遠(yuǎn)，計(jì)劃使用8臺(tái)混凝土罐車(chē)，兩臺(tái)天泵澆筑混凝土。

3.2 預(yù)留泄水孔

每一個(gè)封閉箱室內(nèi)在底板最低處留一排D10 cm的泄水孔，間距為1 m；每跨各箱室腹板中部(距梁底140 cm高度)每隔1 m設(shè)一個(gè)D10 cm的通氣孔。施工過(guò)程中及施工完成后保證箱室內(nèi)泄水孔和通氣孔通暢。工作縫位置應(yīng)在混凝土澆筑前確定，宜留在結(jié)構(gòu)受剪力和彎矩較小的部位，不得位于底板、腹板交接等位置。工作縫必須鑿毛，清除浮漿，沖洗干凈，不得有油污，以免影響二次澆注的混凝土粘結(jié)。

3.3 支架拆除

在箱梁預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，拆除支架。拆架程序應(yīng)遵循“由上而下，先搭后拆”的原則，拆除順序?yàn)椋喊踩W(wǎng)→頂板支架和模板→底模→腳手板→剪刀撐→小橫桿→大橫桿→立桿→分配梁→貝雷梁→支承橫梁(牛腿)→鋼管墩。施工時(shí)應(yīng)注意，在箱梁的預(yù)應(yīng)力束張拉完畢且管道內(nèi)漿體強(qiáng)度達(dá)到40 MPa后，方可卸架。支架卸架應(yīng)按事先擬定的程序進(jìn)行多次、對(duì)稱(chēng)、均勻、緩慢地卸架。模板和鋼管支架拆除后，然后轉(zhuǎn)到梁端位置用吊車(chē)分批吊到地面，位于箱梁和墩臺(tái)的所有施工預(yù)埋件，應(yīng)予以拆除，恢復(fù)原狀，并注意防銹和美觀(guān)。