基于貝雷梁柱式支架法的高鐵道岔連續箱梁施工技術

摘要：簡述了貝雷梁柱式支架法技術特點，根據某高鐵工程變寬度道岔現澆預應力混凝土連續箱梁工程結構特點和實際需要，提出了貝雷梁柱式支架設計方案。運用該設計方案，給該連續箱梁工程安裝貝雷梁柱式支架，為變寬度道岔現澆預應力混凝土連續箱梁工程施工提供借鑒和參考。

關鍵詞：高速鐵路；連續箱梁；貝雷梁柱式支架法；施工技術

0 引言

高速鐵路現澆箱梁支架，通常選用滿堂支架法或貝雷梁柱式支架法[1-2]。滿堂支架法適用于施工周期長、作業區域平坦開闊、土質狀況良好的工況，但是不適用于施工現場空間有限、地形高低錯落、環保要求高、施工周期短的復雜工況。根據某高鐵工程變寬度道岔現澆預應力混凝土連續箱梁工程結構特點和實際需要，提出了貝雷梁柱式支架設計方案。

1 貝雷梁柱式支架法技術特點

1.1 適用于復雜地形

高速鐵路橋梁工程不僅遇到場地空間有限、地面高差大等情況，還會遇到高鐵道岔連續箱梁的斷面結構變化大、施工工序復雜的情況。采用貝雷梁柱式支架法占地空間小，適用于多種復雜地形。通過調節其鋼管樁高度可匹配差異化高程的地勢，通過調節其基礎承臺長度和鋼管柱距離可匹配連續箱梁寬窄度變化需求，可有效降低施工場地處理成本和提高施工區域的安全穩定性。

1.2 裝配便捷控制精準

采用貝雷梁柱式支架法，通過貝雷梁與鋼管柱的拼裝設計，可確保裝配過程更加便捷、支架支撐結構更加穩定，與滿堂支架法相比更具安全性和經濟性。通過支架結構的科學合理設置，對高鐵道岔連續箱梁梁體的線性結構實施精準控制，可為實現梁體混凝土澆筑施工達到內部結構穩定、外部橋體美觀的效果奠定基礎。

1.3 施工過程綠色環保

與滿堂支架法相比，采用貝雷梁柱式支架法進行道岔連續箱梁施工，其占地空間小，有效降低了對植被及河道的干預破壞，施工場地可快速恢復原貌，施工過程綠色環保[3]。采用貝雷梁柱式支架法進行道岔連續箱梁施工，為施工現場的布局和管理創造了更為有利的操作空間，有助于開展綠色文明施工。

2 工程概述

某高鐵大橋總長為1356.7m，設有兩聯變寬度道岔現澆預應力混凝土連續箱梁。其中一聯全長為243.5m，總質量為13523t，邊跨跨度為33.13m，中跨跨度為34.21m，梁體為斜腹板單箱三室箱截面結構。另一聯全長為151.2m，總質量為7513t，邊跨跨度為32.87m，中跨跨度為33.65m，其梁體同樣為斜腹板結構，不同之處是其單箱四室箱截面轉換為單箱兩室箱截面。這兩聯變寬度道岔連續箱梁均在箱梁支點設置橫隔墻，橫隔墻上設置過人洞，箱梁腹板設置通風口，底板設置泄水孔。

3 貝雷梁柱式支架設計方案

3.1 貝雷梁柱式支架組成

根據該橋變寬度道岔現澆預應力混凝土連續箱梁的結構特點和實際需要，確定采用貝雷梁柱式支架法進行施工。該貝雷梁柱式支架的整體結構，從下至上分別由基礎承臺、鋼管柱、砂箱、分配梁、貝雷梁、橫梁、方木、底模、側模和支撐等結構組成。

3.2 鋼管柱的設置

基礎承臺的混凝土厚度一般為1.7m，其長度與連續箱梁橫截面的寬度基本相同，其寬度需根據支搭貝雷梁柱式支架的需要確定。鋼管柱選用直徑為630mm、壁厚為12mm的鋼材制作。在基礎承臺上共設置2排、每排9根鋼管柱，其底部通過埋設在基礎承臺上表面的鋼板焊接固定。鋼管柱之間使用槽鋼相連。

3.3 貝雷梁的設置

每根鋼管柱的頂端設有砂箱，砂箱上端設置使用工字鋼制作的分配梁。分配梁上搭設貝雷梁。砂箱里按設計高度填充砂子，其作用是在完成箱梁混凝土施工后卸除砂子，以便拆除其上部的分配梁等支架結構；分配梁的作用是將其上部的載荷平T+rlVdyHiwmwKUIoyFrMKg==均分配到鋼管柱上。選用規范的321加強型單層雙排結構的貝雷梁。

現澆連續箱梁的各邊緣翼緣板位置等距離裝配4片貝雷梁，在底模和腹模位置等距離裝配36片加強型單層貝雷梁。底模下端貝雷梁的間隔距離，應參考連續箱梁橫截面寬度進行設置。貝雷梁上端橫向鋪裝工字鋼制作的橫梁，其間隔為0.5m。該橫梁上端豎向鋪裝間距為0.25m的方木，以達到平整支撐連續箱梁底模的功能。

現澆連續箱梁外端側模選用鋼結構模板，內端側模選用鋼木結構模板。全部貝雷梁柱式支架結構和模板，采取一次性架設成型。在設計階段進行貝雷梁柱式支架的穩定性、剛度、強度等驗證，其設計應滿足規范和標準要求。貝雷梁柱式支架橫截面如圖1所示。

4 貝雷梁柱式支架安裝技術

4.1 安裝施工工序

在準備好貝雷梁柱式支架和模板的全部配件材料，配備所需施工機械和工具，安排好施工作業人員的基礎上，按照下列施工工序開展貝雷梁柱式支架安裝施工。施工流程如下：地基基礎和承臺施工→吊裝鋼管柱→在鋼管柱上設置砂箱→安裝分配梁→安裝貝雷梁→安裝橫梁→安裝方木→安裝底模→安裝側模→安裝支撐。

4.2 安裝施工要點

4.2.1 修筑基礎和承臺

貝雷梁柱式支架施工區域地形復雜，在確保貝雷梁柱式支架施工質量的前提下，應根據地基的實際工況，制定適宜的施工方案，在確保施工需求的基礎上保證經濟性[4]。完成每單聯箱梁的墩柱施工后，進行貝雷梁柱式支架基礎地基和承臺施工。

依據該現澆連續箱梁設計方案，臨時地基基礎承載力應滿足大于200kPa的標準。該施工區域原地表承載力基本滿足設計要求，只是局部存在低于200kPa的情況，因此要測定地基承載力實際情況，對低于設計承載力的區域實施換填處理。待地基承載力滿足設計要求后，方可按設計圖紙修筑承臺。

4.2.2 裝設鋼管柱

應參照該連續箱梁的墩柱高度，設計為分節組裝式鋼管柱，以便合理配置不同高度的鋼管柱，并以節為單位按順序吊裝。吊裝過程中應保證鋼管柱的垂直度，使用吊錘法調整其垂直度偏差低于1%。在焊接鋼管柱底部與承臺預埋鋼板之間的焊縫時，應保證焊縫的密實和飽滿。

鋼管柱之間使用槽鋼橫向連接，并采用法蘭盤方法實現牢固連接。鋼管柱之間的斜向連接使用槽鋼或工字鋼焊接固定，確保焊接質量符合技術要求。砂箱安裝在鋼管柱頂端，其高度在0.5～0.8m之間。鋼管柱與墩身使用16型槽鋼連接穩固。

4.2.3 鋪裝分配梁

在砂箱上端鋪裝使用工字鋼制作的分配梁[5]。依據該連續箱梁實際工況，經測算選取雙拼結構的45b型工字鋼作為分配梁，以將其上端載荷均勻的分配到下端的鋼管柱上，防止鋼管柱底部的支撐力不均衡。

4.2.4 吊裝貝雷梁

在分配梁上端安裝預先拼接完成的貝雷梁。按設計要求設置貝雷梁的間距，并參照連續箱梁截面的實際差異進行適當調整。為確保貝雷梁的牢固性，在各跨貝雷梁的1/4及3/4的下端位置各加裝1整根14型槽鋼，并在貝雷梁和槽鋼之間使用U型螺栓緊固連接，以保證貝雷梁連接穩固。

4.2.5 裝設橫梁和方木

在貝雷梁的上端裝設使用12.6型工字鋼制作的橫梁，在橫梁上端鋪設方木。鋪設的方木即為底模支座，其上端用于布設現澆連續箱梁的底模。連續箱梁底模應參考梁體實際截面尺寸進行設置，在底模正式布設前應進行周密的測算。

4.2.6 支架預壓和觀測

在完成底模施工后，進行貝雷梁柱式支架的預壓檢測，預壓載荷值設定為1.1倍的額定載荷值。在支架的1/4跨、1/2跨、3/4跨、鋼管樁周邊以及懸臂端部模板等位置設觀察點位。在預壓加載后每隔6h進行一次支架沉降及形變觀測，以保證沉降參數滿足設計標準。直至沉降參數恒定后將觀察點位拆除。觀察點位拆除后，仍需及時觀測支架回彈參數和沉降參數，為后續支架、箱梁裝設施工的沉降數據提供參考。

4.2.7 布設模板

布設模板應保證接縫的嚴密性，并保證梁體預埋件裝配點位正確和緊固效果，底模的高差應低于1mm。模板布設完成后，使用雙面膠實施底模及側模的密封處理，并使用隔離劑做刷涂處理。混凝土澆筑時應派專人檢測模板變化，及時檢測出模板出現松動、形變的位置，并處置跑模、漏漿等問題，確保模板在澆筑過程中的偏差值滿足設計規范標準。在完成模板布設和結構支撐后，即完成貝雷梁柱式支架的安裝施工。

4.2.8 鋼筋制備和綁扎

鋼筋制備加工前，應進行表面清潔處理，清除鋼筋外表的銹蝕、油污、浮皮等，禁止使用帶有片狀、顆粒狀銹蝕的鋼筋，鋼筋的外觀、規格尺寸應與設計標準相符，加工制備后的鋼筋應直順、無局部彎曲、端面無斜切。

依據梁段主體鋼筋的間距差異，制備型號對應的定位卡尺，定時檢驗定位卡尺測量的精確度。參照現澆梁段模板外形等特征，設計好各個鋼筋的插裝點位和次序，以提高綁扎效率。鋼筋層間應做點焊定位支撐，保證各層鋼筋平面無翹曲情況，層間距滿足設計標準。用鐵絲綁扎時，其端頭應做內彎處理，防止外伸破壞保護層。

為使混凝土保護層的厚度滿足設計要求，在模板與主筋之間做混凝土墊塊支撐處理，保證混凝土墊塊強度高于梁體混凝土設計強度。配置完混凝土墊塊后，在主筋上予以固定，避免因其松動造成混凝土澆筑后的梁體外觀受到破壞。在裝配底模鋼筋、腹模鋼筋、橋面鋼筋時，如果鋼筋裝設與預應力管道相沖突，可將鋼筋做適當移位或彎曲處理，以確保預應力管道的直順效果。

4.2.9 混凝土澆筑施工

梁體混凝土應按照水平分層、斜向分段的模式實施一次性連續澆筑。初始澆筑位置應選擇箱梁兩端的腹板位置，實施同步勻稱澆筑。

梁體混凝土振搗選用插入式振搗器，保證振搗棒等距離垂直插入到下層約10cm深處，插入間距應小于0.6m，直至混凝土表層色澤勻稱、出現灰漿時，停止振搗。振搗棒拔出時應緩慢，避免產生混凝土孔隙。振搗過程中避免與預埋件和模板發生碰撞。

完成箱梁澆筑后應立即實施灑水養護。根據施工現場溫濕度參數確定最終養護周期。期間應對梁體實施定時灑水，保證表面混凝土的濕潤程度，避免產生裂縫。

4.2.10 預應力張拉和支架拆除

待現澆混凝土達到初凝效果后，實施預應力鋼絲束裝設。待混凝土彈性模量、強度滿足設計要求后，實施預應力張拉施工。張拉選用雙控方式，即控制張拉力值，且核對鋼絞線伸長值來驗證預應力張拉效果。

在拆卸支架和模板之前，應先通過卸砂孔將每個鋼管柱頂部砂箱中的砂子同步卸除，以確保貝雷架同步平穩降落，為拆除貝雷梁和模板做好準備。在拆卸模板過程中，應先松動調節桿，再進行各部位拆卸。模板拆卸應以橫向對稱為原則，按先翼緣板后底板模板、先跨中后墩側的順序完成拆卸。

該道岔連續箱梁支架拆除以緩慢、對稱、勻速、全孔多點的原則實施。在卸除砂箱里的砂子、貝雷架降落一段距離后，按照與安裝時相反的順序拆除貝雷梁柱式支架的組成件，并配合使用卷揚機、起重機和運輸車輛，將拆卸下來的零部件運出施工現場。

5 結束語

貝雷梁柱式支架法具有適應復雜地形空間、環保施工效果好、施工周期短等特征，可應用于地形復雜的連續箱梁工程施工。本文根據某高速鐵路變寬度道岔連續箱梁工程的特點，將貝雷梁柱式支架技術應用于該工程施工，制定貝雷梁柱式支架設計方案，按照該設計方案實施貝雷梁柱式支架的安裝施工，達到了預期目的，為高鐵變寬度道岔連續箱梁實施貝雷梁柱式支架技術提供了借鑒和參考。

參考文獻

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