連續箱梁采用貝雷梁式支架現澆法施工技術研究與應用

夏百松

五冶集團上海有限公司 上海 201900

1 前言

當前我國建筑施工技術正在高速的發展中，連續現澆箱梁支架搭設的方法選擇面越來越多，有采用碗扣式多功能鋼管腳手架搭設的，也有采用盤扣式鋼管腳手架搭設的，針對本項目地處山地丘陵地帶，并結合工期等多方面因素，我司采用貝雷梁式支架現澆法，通過工程實際驗證，此施工方法具有節約工期、減少成本、美觀實用等諸多優點，非常值得同類項目中推廣與應用。

2 工程概況

2.1 項目基本簡介

本項目位于河南省汝州市騎嶺鄉境內，屬于汝州市科教園區項目群中道路橋梁建設工程，新建市政道路全長1777.241m，春風路一號大橋位于K0+723.00處溝深29.5m，溝寬90米，該處設置4×25m預應力混凝土連續箱梁橋，全橋共一聯，全長113.16m，橋寬25m（5.5m人行道+14米行車道+5.5m人行道），單幅橋布置。基礎、墩身、蓋梁混凝土強度為C40混凝土，箱梁為C50混凝土。

2.2 項目地質情況

橋位處深溝最大深度為29m，根據地質勘探報告鉆孔，表層為雜填土、粉質黏土，下部為角閃花崗巖；各分布不均勻，橋位處地形起伏較大；依據設計圖紙提供雜填土地基承載力達到150kPa，粉質黏土地基承載力達到200kPa，角閃花崗巖地基承載力達到600kPa.

3 施工工藝介紹

3.1 施工工藝流程

K0+723春風路1橋為現澆連續箱梁共一聯，分四跨，春風路1橋箱梁底部距溝底最大高度約29m，綜合考慮現場地形地貌以及地質結構，綜合比選，擬采用貝雷梁式支架現澆法施工，箱梁縱坡通過貝雷梁調節，箱梁橫坡采用主分配梁上加墊方木調節。

施工工藝：施工準備→基礎施工→立柱安裝→橫梁安裝→貝雷梁安裝→分配梁安裝→支架預壓→箱梁施工→支架拆除。

3.2 施工技術參數

根據現澆箱梁的尺寸和現有材料的實際情況，本著安全、經濟和方便施工的原則，決定采用鋼管直徑為Φ529mm，壁厚δ＝10mm的鋼管柱貝雷梁式支架進行本橋連續梁的施工。

主跨箱梁底部支架采用鋼管樁支架配合貝雷片支架體系（支架采用焊接連接）。1、2、3號墩處利用承臺基礎作為支架基礎，其它部位為素C30混凝土，條形基礎混凝土施工前必須對基底承載力進行檢測，達不到設計要求時，必須進行加固處理。各橋跨之間采用Φ529*10mm無縫鋼管，鋼管接長采用法蘭連接，承臺鋼管采用Φ28mm螺栓連接。鋼管樁之間每隔2-5m采用[20槽鋼連接，鋼管樁頂部切割成20*30cm槽口，槽口上面橫橋向鋪設I40b雙拼工字鋼，長度14.5m。順橋向鋪設2片貝雷片組成的貝雷梁花梁，共計10道。貝雷梁橫橋向鋪設[16b槽鋼，間距60cm，共計168道。[16b槽鋼上順橋向鋪設5cm*10cm方木，間距20cm(腹板區)/30cm（空箱區）。方木上鋪設厚度2cm竹膠板做底模，翼緣板、側模采用碗口標準桿件進行支撐、加固。

3.3 支架基礎處理

為了滿足支架基礎的需要，支架基礎尺寸為13.6m*4m（兩橋墩跨中位置）、8.5m*1m（兩橋臺位置及橋墩位置），整體布置思路為橋位處場地順地勢進行整平、基礎位置作換填級配砂石處理，處理寬度為8m（基礎兩側均加寬2m）、長度為14m、深度為2m，換填位置地基承載力要求達到200kPa以上。如果換填深度超過2m，換填部位全部采用C15素砼進行換填[3]。

橋位1#-3#墩之間雜填土設計承載力達到150kPa，通過換填2m深，換填級配砂石材料擴散角為45。。平整后得場地作為2橋支架施工場地，換填處用推土機將表面進行整平后，用25噸壓路機碾壓5-6遍，碾壓密實平整后，在地基表面鋪筑10cm厚C25砼作為場地硬化處理[3]。

地基硬化做兩側雙向1%橫坡，路線兩側設30*30cm矩形排水溝砂漿封面。排水溝縱坡為2%，防止雨水侵泡條形基礎底部[1]。

橋臺位置支架基礎設置一排寬度為1.0m，長度為8.5m，高度為1.0m，基礎砼采用C30砼，砼澆筑前預埋2cm厚的法蘭鋼板與鋼管柱底板8根φ24螺栓連接，基礎上下層設置φ12鋼筋網片防止基礎開裂。橋墩位置支架基礎以橋梁1#、2#、3#墩承臺為基礎。在承臺頂面澆筑1.0m*0.5m條形基礎，砼澆筑前預埋2cm厚的法蘭鋼板與鋼管柱底板8根φ24螺栓連接。各橋跨中間位置支架基礎鋼管柱排距為3m，條形基礎寬度為4m，長度為13.6m，高度為1.0m（埋入地表），基礎砼采用C30砼，砼澆筑前預埋2cm厚的法蘭鋼板與鋼管柱底板8根φ24螺栓連接。基礎上下層設置φ12鋼筋網片防止基礎開裂。

4 具體施工方法

4.1 支架搭設方法

1測量放樣

施工測量工作有標高測量控制、平面坐標測量放樣及監控測量等，是箱梁施工的關鍵工作之一。支架搭設前應先測設橋跨中線并引控制樁，同時在橋端及跨中部位設置標高控制點，對支架的搭設高度進行嚴格控制。根據支架立桿的橫縱向間距進行現場預排定位，在基礎表面彈出墨線作為支架搭設定位的控制線。

2立柱及立柱基礎

梁柱式支架立柱采用529×10mm鋼管。立柱底部地梁采用現澆C30混凝土，立柱頂部焊接直徑70cm厚2cm鋼板，鋼板放置直徑65cm砂箱（砂箱內采用清潔干燥的中粗砂），雙拼I40b工字鋼橫梁垂直作用在砂箱上，為避免因梁底縱坡較大引起砂箱、工字鋼傾覆，砂箱底部焊接在鋼板上，雙拼40工字鋼焊接固定在貝雷梁上；橋墩臺位置鋼管柱采用[20槽鋼作為扶壁桿焊接固定墩臺預埋鐵上，跨中位置鋼管柱采用[20槽鋼對角焊接固定。橫粱臨時固定采用點焊連接固定。

3縱梁搭設

縱梁采用貝雷梁，用兩片貝雷片組成60cm寬的標準截面縱梁，按梁體結構荷載分布進行每組梁的對應布置，邊腹板、中腹板位置設置兩組貝雷，空箱區位置設置一組，翼緣板位置設置一組貝雷梁，貝雷梁與雙拼工字鋼采用U型絲卡固定。兩橋墩蓋梁之間凈跨度23m，貝雷片單片3m，施工過程中需考慮截短一頭的貝雷片，保證橋跨范圍的支撐長度，同時單孔貝雷片一頭設置方木支擋，避免貝雷片與蓋梁的硬性接觸。

4主分配橫梁

分配橫梁采用[20b槽鋼平鋪，在底板位置的[20b槽鋼的槽口內立方20b工字鋼作為底板區主分配梁，間距60cm布置，橫梁位置間距30cm，采用U型螺絲卡將主分配梁及貝雷梁兩者進行固定。

5次分配縱梁

分配縱梁采用10×10cm木方。木方間距在腹板和端橫梁位置按中心間距25cm布置，其余位置按中心間距30cm布置。

6箱梁底橫坡調整措施

根據梁底1.5%的橫坡，底板寬度為8m，梁底一側高于另一側12cm，為達到梁底橫坡按照設計要求施工，20b工字鋼與槽鋼且正正對應貝雷梁位置設置硬質木楔，在主分配8m范圍內來校正梁的底板橫坡高程。

7其他措施

箱梁底模采用2cm竹膠板鋪在木方之上，翼緣板位置，采用在分配橫梁上搭設鋼管滿堂架方式施工。滿堂支架采用橫橋向90cm，順橋向75cm，步距60cm布置，該位置支架支撐翼緣板同時還可以校正箱梁側模平整度、豎直度。

為保證施工人員上下安全，爬梯每兩層設置附著，墩身高度首節4m位置預埋2塊100×100×6mm鋼板，以后每4m預埋2塊100×100×6mm鋼板焊接固定在鋼筋骨架上，便于人行爬梯焊接附著在墩身上。

塔梯采用標準圖中的標準件進行拼裝，水平管尺寸有1200mm、2400mm兩種規格，均為Φ48×3鋼管，材料Q235，彈性模量E=206Gpa，水平管豎向間距為1500mm。豎管規格均為Φ48×3.25鋼管，l=3000，材料Q345B，彈性模量E=206GPa。底座4個，另外1200×1500mm連接斜撐若干，拼裝而成。

待首節模板翻升后即可開始人行步梯的安裝加固，人行步梯按照每兩節與墩柱預埋鐵通過扶臂桿焊接固定，確保爬梯使用安全。

4.2 支架落架方法

支架落架采用降低砂箱高度達到落梁目的。待貝雷梁整體下沉約2cm左右，抽取模板次分配梁、主分配梁，貝雷梁采用導鏈人工沿40b工字鋼滑移出翼緣板位置，采用吊車對稱吊出。

拆除第一步先拆除兩側翼緣板碗口支架，拆除第二步降低砂箱高度，便于工字鋼整體下沉2cm，相應的貝雷梁整體下沉2cm。然后抽取模板、方木以及槽鋼，對稱滑移貝雷梁至箱梁翼緣板，用吊車對稱吊裝至橋面。貝雷梁滑移采用手拉葫蘆人工對稱滑移至翼板邊緣后，用吊車吊至橋面。

4.3 支座安裝方法

本橋支座采用球形橡膠支座，按結構形式分為固定、單向、雙向三種。支座安裝前須送檢，并檢驗合格方可使用。由測量隊復核墊石位置、標高，并用墨線彈出墊石中心線，經檢查驗收合格后方可進行支座安裝。

4.4 模板安裝方法

在支架托撐上橫橋向鋪設［16b的槽鋼，間距為60cm（橫梁位置間距為30cm），順橋向鋪設10×10cm的方木，方木上拼裝δ=20mm厚的竹膠板作為箱梁底模，主分配梁與次分配梁之間采用鐵絲幫扎固定。安裝前先用全站儀放出箱梁的底板邊線，兩端點拉線確定底模的安裝邊線。安裝時將底模放在橫向方木上，縱向板與板相接處需在同一方木上，拼縫處如有縫隙可用硅膠進行填充。底模兩側各需比箱梁底板邊線寬出5～10cm，以便側模的固定，安裝完成后進行標高復測，復測無誤后再安裝側模。

4.5 支架預壓方法

為檢驗支架整體穩定性并驗證基礎的實際承載能力，使安裝間隙降低到最底程度。我項目計劃先行對一跨，在混凝土澆筑前先進行預壓試驗。預壓完成后，后續施工根據首次預壓結果進行施工。

1預壓目的

支架預壓的目的是檢驗支架及地基的強度及穩定性，測定在施工狀態下模架在恒載作用下所產生的變形量，消除支架的塑性變形及地基的沉降變形，測量出支架的彈性變形及地基的回彈量。

2預壓荷載

用砂袋對支架進行預壓，每袋重量約為1t，支架預壓荷載不應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；預壓荷載應按四級進行，按荷載值的60%、80%、100%，110%逐級加壓。

3加載與卸載

在鋪設好的底模支架上定出預壓區域并劃分為若干預壓單元，每個預壓單元內的預壓荷載采用均布形式。支架預壓按預壓單元進行三級加載，分別為單元內預壓荷載值的60%、80%、100%。縱向加載時，應從混凝土結構跨中開始向支點處進行對稱布載；橫向加載時，應從結構中心線向兩側進行對稱布載。預壓達到要求重量時，開始進入沉降觀測期，直到觀測數據滿足要求后方可卸載。支架預壓滿足要求后采用吊車進行卸載：卸載采取一次性卸載，卸載應支架兩側對稱、均衡、同步進行[2]。

4預壓監測

預壓時，沿梁體結構縱向每隔1/4跨徑布置一個監測斷面，每個監測斷面上橫向對稱設置5個點，在預壓前對底模及原地面的標高觀測一次，并記錄在冊。

預壓合格標準：各監測點最初24小時的沉降量平均值小于1mm；各監測點最初72小時的沉降量平均值小于5mm。

每級加載完成后，應對支架全面檢查，及時發現問題，消除隱患。

5立模標高的控制

根據設計圖紙出具的箱梁底板坐標表提供的節點標高、預拱度以及施工預壓沉降數據推算模板立模標高。支架預壓合格驗收后，根據預壓測得的支架彈性變形數據，進行支架標高調整。立模標高=設計標高+立模預拱度（設計預拱度+預壓沉降回彈梁+施工經驗調整值）。通過松動或者楔緊主分配梁下的墊塊來達到調整底模標高目的，同時要求第一次立模時標高控制須大致準確。

預拱度設置：取設計要求梁預拱度為f1(18.5mm)，支架在荷載作用下的彈性變形量為f2,立模預拱度f=f2-f1。

6底、腹板鋼筋綁扎

底模按照預壓計算的數據進行標高調整后并經監理工程師驗收合格后方案進行底板、腹板鋼筋綁扎。

鋼筋到現場首先驗收出廠合格證，并按規范進行取樣試驗。嚴禁不合格材料在本工程中使用。鋼筋加工應設專門場地，并根據場地情況做出周密布置，減少場地搬運，施工前認真學習圖紙，嚴格按照圖紙設計要求加工鋼筋并按不同用途分別掛牌堆放。

施工時，鋼筋骨架在支好的底板上依據箱梁的平面位置綁扎成形。為避免砼澆筑后出現露筋現象，在底部及兩側設置墊塊。底、腹板鋼筋綁扎完成后注意設置φ8cm的硬質PVC泄水孔與通氣孔。 鋼筋綁扎時應注意進行支座預埋螺栓的預埋施工。

7 內模安裝

當腹板鋼筋綁扎完成及底板鋼絞線、錨墊板安裝完畢并經監理工程師驗收合格后即可進行內模施工。內模一次性全部拼裝完成，在梁底板處不封閉。內模根據箱梁結構尺寸現場加工，框底部倒角用馬凳筋，支撐架定位采用方木與鋼管結合，設置縱、橫水平撐和部分斜撐，在內模底板上鋪設橫向方木，然后把內支撐鋼管支立在方木上，承受頂板方木所傳遞的頂板核載。為增加支架的整體穩定性，防止內模脹模，采用井字支架的搭設方式，設置上下兩道水平鋼管[3]。

為便于箱內的模板、支架拆除及張拉、壓漿施工，每跨箱室需預留一個施工人孔，人孔尺寸為120×80cm，施工完畢后封閉人孔。

8頂板鋼筋綁扎

頂板鋼筋安裝時注意護欄鋼筋的預埋，其它要求與底、腹板鋼筋綁扎基本一致，此處不再贅述。

9波紋管安裝

波紋管與腹板鋼筋同步安裝，波紋管安裝采用綁扎加固。波紋管定位及加固應嚴格按照圖紙坐標進行定位，直線段波紋管每間隔1m設置一道定位鋼筋，曲線段每50cm設置一道定位鋼筋，波紋管定位加固采用φ12鋼筋井字架形式焊接固定在腹板箍筋上。

5 結論及建議

貝雷梁式支架現澆法施工現澆連續箱梁，通過我司實際項目應用并不斷完善改進，因其有利于周轉、成本節約、現場形象好，同時具有安全可靠、保證結構質量等優勢，目前已在我司實際施工項目中應用，特別適用于山地丘陵地帶的連續現澆箱梁施工，在類似項目中非常建議推廣。