探析公路工程橋梁現(xiàn)澆箱梁貝雷梁支架設(shè)計(jì)及施工過(guò)程技術(shù)的運(yùn)用

劉德陽(yáng)

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)路橋工程有限公司，湖北 宜昌 443002)

0 引 言

橋梁支架施工指的是搭設(shè)橋位上的支架，在支架上對(duì)模板進(jìn)行安裝，對(duì)鋼筋骨架進(jìn)行綁扎，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土澆筑，當(dāng)澆筑的混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后將支架和模板拆除的一種施工方法。該方法造價(jià)低廉，施工簡(jiǎn)單，不需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)制，梁體主筋能夠不中斷，不需要大型運(yùn)輸和起吊設(shè)備并且適用于多種橋梁結(jié)構(gòu)，因此在橋梁施工中應(yīng)用得十分廣泛[1]。而對(duì)于橋梁工程現(xiàn)澆箱梁而言，其在橋梁支架施工中較為適用的支架是貝雷梁支架。貝雷梁支架是一種由縱梁、橫梁、銷(xiāo)子、貝雷桁架片構(gòu)成的，通過(guò)螺栓、鉸接拼接成的桁梁。由于其架設(shè)十分迅速，并且具備良好的機(jī)動(dòng)性，在橋梁工程現(xiàn)澆箱梁的施工中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)橋梁工程現(xiàn)澆箱梁的橋梁支架施工，對(duì)其貝雷梁支架設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行深入研究。

1 橋梁工程現(xiàn)澆箱梁貝雷梁支架設(shè)計(jì)

根據(jù)濟(jì)南至泰安高速公路工程錦繡川特大橋現(xiàn)澆箱梁貝雷梁支架布置形式對(duì)貝雷梁支架進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的橋梁工程現(xiàn)澆箱梁貝雷梁支架結(jié)合鋼管門(mén)式支架與貝雷梁進(jìn)行搭設(shè)，以箱梁橫向?qū)挾葹橐罁?jù)對(duì)多片貝雷梁進(jìn)行布置，其中在外側(cè)翼緣板下布設(shè)2片貝雷梁，將其布設(shè)在墩身處，并在縱橋向上接一個(gè)3 m單元當(dāng)作墩頂段的支撐模板[2]。設(shè)計(jì)的貝雷梁支架的底模與端部支撐系統(tǒng)具體見(jiàn)表1。使用的貝雷片性能參數(shù)具體見(jiàn)表2。

表1 設(shè)計(jì)的貝雷梁支架的底模與端部支撐系統(tǒng)

表2 使用的貝雷片性能參數(shù)

對(duì)于貝雷梁的縱向，采用多跨布置，并對(duì)支墩進(jìn)行設(shè)立。將橋梁工程現(xiàn)澆箱梁的梁高設(shè)為3.1 m，腹板厚度設(shè)為60 cm，底板、頂板厚度設(shè)為40 cm，并在支點(diǎn)處局部進(jìn)行加厚，則貝雷梁上作用的荷載取值為箱梁混凝土實(shí)際重量的1.4倍。設(shè)計(jì)貝雷梁的布置示意圖如圖1所示。

圖1 設(shè)計(jì)貝雷梁的布置示意圖

2 橋梁工程現(xiàn)澆箱梁貝雷梁支架施工過(guò)程

對(duì)設(shè)計(jì)的橋梁工程現(xiàn)澆箱梁貝雷梁支架進(jìn)行施工。首先對(duì)貝雷梁支架進(jìn)行搭設(shè)，將貝雷梁當(dāng)作搭設(shè)支架的施工平臺(tái)，把承臺(tái)當(dāng)作支撐點(diǎn)，在各跨上分別設(shè)置2排臨時(shí)支墩。在施工時(shí)首先適當(dāng)加固地基，包括進(jìn)行換填處理等。完成加固處理的地基需要達(dá)到180 kPa以上的承載力。于基坑內(nèi)對(duì)C30條形基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行澆筑，并在條形基礎(chǔ)上對(duì)鋼管柱進(jìn)行設(shè)立，選擇的鋼管柱為X630型號(hào)鋼管柱，高度在5～15 m[3]。通過(guò)雙工字鋼對(duì)支柱頂橫梁進(jìn)行連接，將貝雷梁作為縱向主承重梁，通過(guò)I12工字鋼進(jìn)行橫向加固。其中工字鋼的間距設(shè)置為每道0.75 m，在貝雷梁節(jié)點(diǎn)上對(duì)工字鋼進(jìn)行交錯(cuò)布置。通過(guò)方木搭接上部支架的橫、縱向，方木的尺寸為10 cm×10 cm。芯模、側(cè)模板、底模板采用光面竹膠板，利用鋁塑板處理倒角處。除此之外，為保障縱梁下能夠安全地通行，在貝雷片縱梁上加設(shè)防護(hù)網(wǎng)，以保障能夠安全地施工。搭設(shè)貝雷梁支架時(shí)，吊裝鋼管立柱的具體過(guò)程如圖2所示。

圖2 吊裝鋼管立柱的具體過(guò)程

拼接貝雷梁的具體過(guò)程如圖3所示。

圖3 拼接貝雷梁的具體過(guò)程

接著對(duì)貝雷梁支架進(jìn)行預(yù)壓。完成支架搭設(shè)后，按照各階段實(shí)際設(shè)計(jì)荷載的1.2倍，用沙袋、鋼錠進(jìn)行預(yù)壓。在一端開(kāi)始進(jìn)行加載，對(duì)實(shí)際施工情況進(jìn)行模擬，進(jìn)行分層加載，具體加載高度分別為0.5 m、1 m、1.5 m、2 m、2.5 m,則分層加載所對(duì)應(yīng)的荷載值分別為195 t、390 t、585 t、780 t、975 t。按照高程控制點(diǎn)，在臨時(shí)墩、模板、縱橫間隔 5 m處分別對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)行48 h預(yù)壓后觀測(cè)其沉降并進(jìn)行記錄。

完成預(yù)壓加載后，以支架彈性為依據(jù)，通過(guò)鋼管架對(duì)預(yù)拱度進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)二次拋物線(xiàn)設(shè)置預(yù)拱度，將跨中作為最大值進(jìn)行設(shè)置。接著對(duì)底模、翼板底模、腹板側(cè)模進(jìn)行安裝，保障翼板底模與箱梁側(cè)模連成一體,并以設(shè)計(jì)圖為依據(jù)進(jìn)行鋼筋的綁扎。然后進(jìn)行混凝土的澆筑，采用的混凝土為商品混凝土，利用輸送泵對(duì)商品混凝土進(jìn)行輸送以進(jìn)行澆筑。澆筑混凝土?xí)r，首先進(jìn)行中間的澆筑，再進(jìn)行兩側(cè)的澆筑，避免出現(xiàn)混凝土偏壓現(xiàn)象而導(dǎo)致整體失穩(wěn)。其中箱梁混凝土需要分成兩次進(jìn)行澆筑。首次澆筑是澆筑腹板與底板，此時(shí)首先應(yīng)澆筑底板，將其振搗密實(shí)之后再澆筑腹板。底板一定要先于腹板澆筑，以免出現(xiàn)腹板混凝土坍塌的現(xiàn)象。第二次澆筑是對(duì)翼緣板和箱梁頂板進(jìn)行澆筑。首次澆筑與第二次澆筑的時(shí)間間隔應(yīng)控制在3 d以?xún)?nèi)，從跨中開(kāi)始，對(duì)稱(chēng)向兩端進(jìn)行澆筑。混凝土灌注則先對(duì)橫隔梁進(jìn)行現(xiàn)澆，接著向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行澆筑。在對(duì)腹板進(jìn)行灌注時(shí)，需要沿整體橫截面分段分層以斜坡層方式向兩側(cè)推進(jìn)。其中斜坡層傾角保持在20°至25°范圍內(nèi)，每層灌注混凝土的厚度保持在 30 cm 以?xún)?nèi)。對(duì)于底板，使用鋼管或PVC 管依據(jù)設(shè)計(jì)要求預(yù)留通氣孔，預(yù)留的通氣孔尺寸為φ7.5 cm 。并根據(jù)設(shè)計(jì)要求在各箱室中的最低點(diǎn)設(shè)置排水孔，所設(shè)置的排水孔的直徑為10 cm。腹板使用的振動(dòng)器為插入式振動(dòng)器，頂板和底板使用的振動(dòng)器為平板振動(dòng)器。

模板由內(nèi)模、側(cè)模、底模三部分構(gòu)成，預(yù)先對(duì)組件進(jìn)行制作，在澆筑時(shí)進(jìn)行拼裝。當(dāng)?shù)谝淮螡仓细窈螅壓娩摻钸M(jìn)行第二次澆筑。

在張拉時(shí)采用對(duì)稱(chēng)張拉的方法，首先對(duì)腹板束進(jìn)行張拉，接著再對(duì)底板束進(jìn)行張拉。張拉箱梁預(yù)應(yīng)力時(shí)采用雙控的方式，也就是以控制張拉力為主，根據(jù)鋼束的伸長(zhǎng)量來(lái)校核。完成張拉后必須盡快封錨孔道壓漿，壓漿時(shí)所用灰漿的膨脹劑量、泌水率、水灰比、稠度、強(qiáng)度均需按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與施工方案規(guī)范中的要求進(jìn)行控制。

最后需要拆除貝雷梁支架，首先人工拆除方木與模板，接著拆除貝雷片橫向聯(lián)系。利用吊車(chē)將翼板下面的貝雷片吊走，并利用同樣的方法將底板下面的貝雷片吊走，再通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)吊走臨時(shí)墩和工字鋼橫梁，完成拆除。