貝雷梁結合鋼管支架在現澆箱梁施工中的應用

李金遠

（莆田市建設工程質量安全站，福建 莆田 351100）

0 引言

現澆箱梁的模板支架形式常規采用滿堂式支架，一旦遇到跨路、跨河和灘涂地等特殊場地時，因場地要求高、工期長和底部無法通行等缺點導致滿堂式支架無法適用；貝雷梁柱式支架法以其施工速度快、承載力高和機械化程度高等特點被廣泛應用于該特殊場地。如果橋梁處于彎道上，其縱橫坡度與常規情況下相比，坡度相對較大，如果直接采用貝雷梁作為支架，梁底應做成傾斜面，不僅增大鋼管樁加工難度，還容易出現貝雷梁橫向失穩現象。因此，采取貝雷梁結合鋼管支架形式，以鋼管樁+貝雷梁作為下層重要支撐，以滿堂式鋼管腳手架作為上部支撐對現澆箱梁的梁底縱橫坡進行調整，從而確保現澆箱梁的施工質量。本文結合工程案例，探討貝雷梁結合鋼管支架在現澆箱梁施工中的應用，可為類似項目提供經驗參考。

1 工程概況

木蘭大道（三期）PPP項目位于福建省莆田市，其中11#仙港大道立交WN匝道橋全長798m，分6聯布置，跨徑具體如下：3×30m+2×30m+2×30m+（35+41.5+46.5+40）m+（40+40+36+36）m+（40+40+58+55+45+35）m，前三聯上部結構采用預制小箱梁，后三聯上部結構采用現澆預應力混凝土箱梁，下部結構采用花瓶墩、柱式墩和倒T蓋梁，樁基采用沖孔灌注樁，11#橋在第四聯現澆箱梁處跨越仙港大道（如圖1所示），縱坡為4%，橫坡為5%。13#石馬立交B匝道橋全長118m，跨徑布置如下：20m+3×26m+20m，上部結構采用現澆預應力混凝土箱梁，下部結構采用花瓶墩，樁基采用沖孔灌注樁，B匝道橋跨越仙港大道，現澆箱梁的設計情況如表1所示。

表1 現澆箱梁的設計情況

圖1 11#橋第四聯現澆箱梁跨越仙港大道平面圖

2 連續箱梁支架方案

匝道橋位于莆田市仙游縣蓋尾鎮，該地氣候溫和，光照充足，四季分明，降水主要集中在4～9月，雨量充沛。查看勘探報告可知，場區巖性從上到下依次為素填土、粉質黏土和砂土狀強風化花崗巖，查看動力觸探結果發現砂土狀強風化花崗巖的地基承載力≥260kPa。項目部根據橋址所處的地質情況、周邊環境、設計要求和施工工期等情況，確定連續箱梁支架方案如下：

（1）11#橋第四、五聯現澆箱梁模板支架形式采用貝雷梁結合鋼管支架，架體寬度為11.8m，下部結構采用鋼管立柱+條形基礎，鋼管立柱每跨設置4排，跨距為9.95～15.0m，鋼管立柱安裝間距為2.45～3.2m，立柱選用圓鋼管，規格為529mm×10mm，柱頂采用鋼板封閉，在柱頂焊接雙拼I45a工字鋼，接著將321型貝雷梁安裝在工字鋼上，采用卡扣固定。將I20b工字鋼作為上部支撐梁安裝在貝雷梁上，安裝間距為0.9m，接著在上部支撐梁上搭設盤扣支架，一般情況下立桿縱向間距為1.2m，橫向間距為0.9m，步距為1.5m，翼板立桿橫向間距調整為1.2m，根據梁底高程情況對鋼管架頂高程進行適當調整。在盤扣支架頂托上鋪設I14工字鋼作為分配梁，在其上鋪設10cm×10cm方木，鋪設間距為25cm。

（2）11#橋第六聯和B匝道橋現澆箱梁模板支架形式采用盤扣支架，支架基礎為20cm厚的素混凝土墊層（強度為C25），立桿選用材質為Q355和尺寸為60.3mm×3.2mm的圓鋼管，底腹板和翼板的立桿橫向間距分別為0.9m和1.2m，縱向間距為1.2m，水平桿步距為1.5m。

3 貝雷梁結合鋼管支架在現澆箱梁施工中的應用

3.1 支架基礎施工

由于支架所處區域的素填土和粉質黏土的強度較低，在基礎施工前應進行清表處理，采用壓路機碾壓密實，基底地基承載力的重型動力觸探檢測結果≥200kPa。如果檢測結果不滿足設計要求，則應將地基承載力不足的土質挖除，并以分層厚度為30cm回填卵石土，分層碾壓密實，確保地基承載力符合設計要求。地基處理后應按照規定澆筑墊層混凝土，在支架搭設范圍的基礎四周設置排水溝，尺寸為30cm×30cm，并采用水泥砂漿抹面，防止地表水進入基底[1]。鋼管立柱基礎采用11.7m×3.8m×1.5m條形基礎，混凝土強度為C30。在鋼管立柱位置應布設加強鋼筋網，以柱子中心為準布設1.5m×1.5m鋼筋網，鋼筋直徑為16mm，鋼柱下部應預埋厚度為12mm鋼板，鋼板與底下鋼筋網之間采用4根直徑為20mm鋼筋進行錨固，鋼筋長度為30cm，鋼板尺寸為700mm×700mm。條形基礎混凝土澆搗時應嚴格控制頂面高程，確保混凝土表面平整密實。

3.2 鋼管柱安裝

根據支架設計方案在承臺或者條形基礎施工時按照規定預埋鋼管柱的鋼板，待承臺或者條形基礎混凝土強度達到設計強度70%即可開始施工鋼管柱[2]。鋼管樁下料時應根據基礎頂面實測高程與箱梁底部設計高程的差值進行計算，上下端口應平整，鋼管柱不得有扭曲現象，上下端口采用12mm厚鋼板進行焊接。在基礎或者承臺上進行測量放線，將柱子中線標注出來，并在預埋鋼板上畫出立柱的邊線，采用吊車將鋼管柱吊運就位后即可2人同時開始對稱分層施焊，焊縫應飽滿充實，焊縫分3層，高度≥6mm。如果出現鋼管柱長度不足需要接長時，鋼管柱滿焊后在焊縫位置以三等分形式加焊厚度為6mm的鋼板，鋼板尺寸為120mm×200mm，以此進行補強[3]。鋼管柱之間的支撐均采用I20a槽鋼，對撐與斜撐各設置2道，在加設支撐位置應加焊厚度為12mm 的耳板，耳板尺寸為100mm×200mm，焊接應飽滿，焊縫厚度≥6mm。為了防止支架出現側移現象，在橋墩位置設置抱箍，采用I20a槽鋼將鋼管柱與橋墩連接在一起，確保鋼管柱的整體穩定性。

3.3 貝雷梁支架安裝

在鋼管柱頂面鋼板上將主橫梁的位置測放出來，該工程主橫梁采用工字鋼，根據橋面的寬度合理地對工字鋼進行下料，采用厚度為12mm的鋼板將2根I45a工字鋼焊接成雙拼橫梁，鋼板尺寸為100mm×200mm，工字鋼采用吊車吊運就位后，并與鋼管柱頂面鋼板焊接在一起。橫梁安裝完成后根據貝雷梁布置圖將其安裝位置采用紅漆進行標注，貝雷梁應在地面上根據分段安裝圖進行組裝，以貝雷銷和定型支撐片分別做縱向和橫向連接，采用鋼管將2段貝雷梁固定在一起，防止貝雷梁出現側滑現象[4]。為了防止貝雷梁因安裝順序不同出現應力分布不均的情況，該工程從橋面中間往兩邊進行貝雷梁安裝，采用U型卡將貝雷梁緊固在橫梁上，個別貝雷梁與工字鋼之間存在縫隙情況，則應立即采用合適厚度的鋼板進行墊實，確保貝雷梁安裝到位[5]。貝雷梁縱向方向應以間距90cm和規格I20b工字鋼進行布設上部支撐梁，工字鋼搭接必須處于貝雷梁上，避免出現受力薄弱點，工字鋼頂面應平整。

3.4 鋼管支架安裝

盤扣支架的立桿尺寸為60mm×3.2mm，型號為A-XT型，水平桿、豎向斜桿和水平斜桿尺寸均為48mm×2.5mm，可調托座尺寸為48mm×6.5mm，型號為A-ST型。盤扣支架的立桿縱向間距為1.2m，翼板立桿橫向間距為1.2m，腹板區域立桿橫向間距為0.9m，水平桿步距均為1.5m。支架搭設之前應在I20b工字鋼上彈出支架設計軸線，從箱梁兩側開始往跨中測放立桿中線，從而有效地避免立桿出現錯位或者搭偏現象[6]。在工字鋼上安裝可調底座，底座絲桿外露長度≤30cm，底座的受力重心與下部工字鋼支撐梁受力重心應保持一致。將立桿插入可調底座的立桿套筒，掃地桿距離I20b工字鋼頂面≤55cm，水平桿在圓盤小孔處抵住立桿，采用插銷進行敲緊固定。接著安裝斜桿，同樣在圓盤大孔處與立桿進行固定和連接[7]。11#橋第四、五聯現澆箱梁高度最大為2.5m，翼緣位置側面為斜面，在混凝土澆搗時將受到較大側壓力，因此在該處箱梁左右兩邊立桿底部增設3組抗滑鋼筋，將直徑為22mm的鋼筋焊接在工字鋼上，鋼筋插入立桿鋼管長度為150mm，以此來限制立桿側滑。

3.5 組合支架預壓

為了消除支架變形和驗證支架承載力情況，按照規定進行支架預壓作業。將支架上箱梁模板和自重的總和再乘以1.2倍即可得到該工程支架的預壓荷載。從跨中開始向支點進行對稱均勻加載，先從腹板和箱室底部開始再往腹板頂部和翼緣板等位置進行加載，按照0.6倍、0.8倍和1.0倍預壓荷載值分3級進行加載，加載時應注意輕拿輕放，確保支架受荷均勻[8]。為了準確地測量支架變形情況，在混凝土條形基礎的中點、1/4長度和端部等位置各布置2個監測點，在墩與墩之間的貝雷梁底部的中點、1/4跨和端部等斷面布置監測點，在箱梁底部中心、邊緣和翼緣板邊緣等斷面布置監測點（如圖2所示），在每根鋼管立柱上約1.0m位置布置1個監測點，在支架預壓前應對所有監測點原始標高進行測量與記錄，在分級加載過程中應注意加強監測點沉降情況測量，待支架預壓后全部卸載則應按照規定對回彈量進行測量，每級加載后，支架沉降觀測頻率為1次/6h，支架平均沉降量差值＜2mm方可進入下一級加載，最后一級加載后，待24h觀測后，如果平均沉降量差值＜1mm，則證明支架承載力和穩定性滿足設計要求。

圖2 箱梁支架監測點布置圖

4 結束語

該工程現澆連續箱梁采用貝雷梁結合鋼管支架，該支架形式具有承載力高、梁底高程調整靈活和支架穩定性高等特點，完美地解決箱梁梁底高程調整難度大等難題，該支架操作簡便，在作業面上可以靈活地組織流水施工，為后續箱梁施工提供便利的條件。實踐表明，該組合支架形式合理有效，在后續現澆連續箱梁混凝土澆搗過程中沒有出現支架明顯沉降和支架失穩等現象，支架穩定性良好，施工效果顯著。