匝道橋超長貝雷架在高支模架中的應用

嚴忠勇YAN Zhong-yong

（四川省第十五建筑有限公司，南充 637000）

1 工程概況和特點

某市城區路匝道橋工程項目起點順接陳壽路，下行與桂花路平交，橋梁跨徑布置為（26.5+35.5+31）m+（4×30）m，全長218.5m；橋梁上部構造：本橋孔跨布置為：（26.5m+35.5m+31m）+（4×30）m 兩聯單箱單室預應力混凝土連續梁。主梁縱向按部分預應力混凝土A 類構件設計，橫梁按普通鋼筋混凝土構件進行設計。上部箱梁采用單箱單室截面，混凝土箱梁頂板寬為9m，底板寬5m，懸臂寬2.0m，第一聯箱梁梁高1.9m，第二聯箱梁梁高1.7m。箱梁頂板厚25cm，底板厚25cm，腹板厚50cm，為增強支點處抗剪能力在支承附近腹板由50cm 加寬至80cm。

2 方案選擇

由于0——1 號橋臺處于高邊陡坡處，無法搭設落地式支撐架，經分析研究比較并結合模板工程工藝水平、設計要求和現場條件，決定采用盤扣式鋼管架作為本模板工程的支撐體系（0 號橋臺與1 號墩之間采用鋼管柱和貝雷架作為縱向承重梁體系，貝雷架跨度21m），加鋼立柱作為承力構件，其他地方采用盤扣式支撐架的施工方案。

3 支承體系簡介

①支承體系主要由鋼管立柱（包含柱間支撐系統）、加強型貝雷架、橫向轉換工字梁、橋面橫向次梁組成。具體規格參數如表1。

表1 支承體系構件概況

加強型貝雷架主要通過增加加強弦桿的方式，提高貝雷架桁架上下弦桿強度與剛度，最終達到增強桁架強度與剛度以提高桁架承載能力的目的。加強型貝雷架結構構件組成如表2。

表2 加強型貝雷架概況

②有限元建模分析。采用空間鋼結構分析設計軟件3D3S V14.0 建立本工程整體計算模型。主要對支承結構體系在使用過程中的承載能力進行技術評估，本次分析驗算主要考察結構在恒荷載、施工活荷載、風荷載作用下結構構件承載能力及變形是否滿足相關規范標準要求。因為施工階段，故荷載組合考慮為1.0D+1.4L+1.2W。圖1 為支承結構體系計算模型。

表3 恒活荷載取值

經模型變形分析結果，結構豎向跨中撓度為71mm，約為跨度的3.4/1000，結構縱向水平變形約為9mm，結構橫向水平變形約為4.5mm；結構內力驗算結果為結構豎向施工荷載作用下貝雷架結構構件內力未超過構件容許承載能力。如圖1 所示。

圖1 貝雷架支承體系計算模型

4 主要施工要點

①高支撐架正式搭設前，應按住房和城鄉建設部和省、市關于危大工程安全管理的有關規定編制高支模安全專項施工方案并經專家論證通過，由企業技術負責人、總監理工程師、建設單位項目負責人審批同意后實施。

②高支模架搭設前，公司技術負責人或授權的技術人員應向項目全體管理人員進行安全技術和專項方案交底（一級交底），方案編制人員應向管理人員進行專項安全技術交底（二級交底），施工人員應向全體參加施工的作業人員進行專項安全技術交底和施工技術交底（三級交底）。

③腳手架安裝與拆除人員必須經考核合格并持證上崗，架子工必須戴好安全帽、系好安全帶、穿防滑鞋。用于高支撐架的各種原材料、構配件應有合格證并現場見證抽樣送檢檢測合格才能用于工程中。

④貝雷架應用50*50 角鋼橫向用螺栓固定牢固形成整體，間距為2000mm。貝雷架上的盤扣式支撐架最大起拱量應80mm。

⑤豎向結構（柱）與水平結構分開澆筑，以便利用其與支撐架體連接，形成可靠整體；

澆筑時按梁中間向兩端對稱推進澆搗，由標高低的地方向標高高的地方推進。事先根據澆搗砼的時間間隔和砼供應情況設計施工縫的留設位置。

砼澆筑中應先澆筑里面的砼，然后由內至外澆筑，嚴格控制砼的梁板上堆料高度，梁上堆料高度不超過300mm，板上堆料高度不超過150mm。砼澆筑前輸送管線的布置方式符合方案要求，澆筑過程中堅決避免堆載過大現象，要設專人對支撐架的變形進行實時監測，發現異常及時處理。

⑥支撐架搭設完成后應由施工單位組織，經方案編制人、項目技術負責人、企業技術負責人或授權的技術人員和總監理工程師共同驗收合格后才能進行下道工序。

⑦架體主要構造措施：為了滿足高寬比要求及防止架發生傾覆事故，搭設過程中要采取臨時固定措施，連墻件為抱柱連接，按水平間距按兩步三跨進行設置。豎向剪刀撐和水平剪刀撐設置為加強型。水平剪刀撐共設置兩道，分別在豎向剪刀撐的交點平面處、掃地桿處，剪刀撐寬度為4m，豎向剪刀撐設置在架體外側周邊及內部縱、橫向每隔4 跨且不大于5m，由底至頂連續設置。豎向剪刀撐斜桿與地面的傾角應為45-60 度，豎向斜桿滿布設置，沿高度每隔4 個標準步距設置水平斜桿，應在立柱周全外側和中間有結構墩柱的部位，豎向間距按步距每步與每個墩柱設置一個固結點；用抱柱的方式連墻件（如圖2），以提高整體穩定性和提高抵抗側向變形的能力。蓋梁與箱梁體系之間的連接，用4m 長鋼管在每步水平系桿處連接，每邊不小于兩跨。

圖2 連墻件

⑧支架預壓。

1）支架預壓前檢查內容。

支架在搭設完畢、檢查驗收合格后開始預壓。

2）預壓方式及設計預壓荷載大小。

擬用砂袋堆載的方式全支架預壓。為防止雨季砂袋吸水，現場準備一定數量的薄膜予以覆蓋。

根據《鋼管滿堂支架預壓技術規程》（JGJ/T194-2009），支架設計預壓荷載應不小于支架承受的混凝土結構恒載與模板重量之和的1.1 倍。即按箱梁自重與施工荷載累加后的1.1 倍進行分級加載預壓以取得基本數據，根據壓載數據及結構設計預拱度進行立模標高設置。

3）預壓流程。

按設計預壓荷載的30%，60%，80%，100%分4 級預壓，每級預壓完成后12 小時觀察其變形情況。

4）觀測方法及觀測記錄內容。

采用水準儀配合塔尺觀測，在臨近堅硬地表上設置好后視高程點（絕對高程值不變），通過水準儀觀測待測點與后視點之間的高差值，從而測出各測點的沉降值。

觀測精度控制在2mm 以內。

每斷面測點的測量原始數據記錄與原始數據記錄表；根據原始記錄表，將原始數據匯總到成果匯總表。

5）觀測點布置。

堆碼砂袋前在底模上及與其相對應的基礎上設置觀測點。觀測點設置方式為：每跨縱向在距墩柱50cm 點、1/4梁、跨中和3/4 梁跨處設置5 個觀測斷面，每個斷面在翼緣板中部、腹板處、標準頂底板處均設置觀測點，為便于觀測，模板底觀測點采用?16 的二級鋼筋向下引致距地面高1m 位置進行觀測，此外，與底模對應的基礎上也設置基礎沉降觀測點，如圖3 所示。

圖3 觀測點橫向布置示意圖

對于多箱室截面，除翼緣外，每道腹板及每箱室標準頂底板處均設觀測點。

6）加載及卸載。

采用砂袋預壓，每個砂袋重約1t 左右，采用人工配合小型挖機進行裝袋，平板運輸車運至預壓現場，人工配合汽車吊根據箱梁荷載分布情況，對稱模擬荷載分布堆載。

加載前，根據箱梁底板、腹板、隔梁及翼緣板的體積分別計算出各區域的加載重量，按照計算結果逐級加載。根據預壓荷載分4 級加載。第1 次加載為預壓荷載的30%；第2 次加載至預壓荷載的60%；第3 次加載至預壓荷載的80%，第4 次加載至預壓荷載的100%。每級加載完成后，立即開始沉降變形觀測，之后每12h 觀測一次支架及基礎的沉降量，如果12h 沉降量小于2mm，說明沉降已經穩定，即可進行下級加載。加載應從跨中向梁端、結構中心線向兩側進行均勻布載。加載一跨預壓荷載為450 噸；本支架每立方米空間所用支架重量為45.3kg/m3。

加載過程中檢查支架各桿件的受力情況，安排專人逐個檢查頂托的受力情況，若有個別頂托未受力，人工通過調節桿調整，保證支架各頂托受力一致。

全部預壓荷載施加完后，繼續沉降觀測，每間隔24 小時監測一次，監測數據滿足規范要求后方可進行支架卸載，預壓荷載采取一次性，并且對稱、均衡及同步卸載。

卸載6h 后，監測各監測點標高。卸載材料堆放整齊，且堆放高度不能過高，防止倒塌造成危害。如果砂袋不繼續使用，及時清運至郫縣棄渣場棄渣，運距約32km。

5 結構受力計算

由于貝雷架及承重橫梁、支撐架受力有、變形和穩定性計算內容較多，在此不詳細計算，經驗算，滿足結構變形及受力和穩定性要求。貝雷架鋼立柱驗算結果如表4。

表4 貝雷架鋼立柱驗算結果

鋼管樁單樁豎向極限承載力標準值Quk =鋼管樁承載力為975*0.5=487.5kN，滿足要求。3.14*0.6*1.8*200+0.48*3.144*0.6*0.6*2188=975kN

表5 立柱基礎設置

6 結語

該工程于2020 年11 月開始進行橋梁砼施工，至12月底結束，架體變形控制在設計范圍內，結構穩定可靠，確保了結構質量和施工安全，取得了較好的經濟和社會效果。