大跨度混凝土连续箱式梁贝雷支架施工技术

刘 阳

(核工业华南建设工程集团公司，贵州 贵阳 550000)

1 工程概况

某匝道选用预应力连续箱式梁作为上部结构，地板与顶板厚度为25 cm、斜腹板与直腹板厚度是45 cm梁宽9.5 cm，梁高1.8 cm。上跨交叉位置桥面高为24 m，跨径最大值为33.8 m，河道主要为强风花岗岩、砂质粘土、粉质粘土、淤泥质土、淤泥等。

2 支架设计

2.1 工地条件

该项目在河道上建设互通匝道桥，因为下穿桥梁和匝道箱梁形成垂直交叉，因此无法将支架设置于下穿桥面上，需要跨过已完工的下穿桥梁。在此基础上增加支架跨径，使其整体能够一次性通过桥面。

2.2 支架系统设计

要想解决该项目箱梁跨径大的问题，首先对河道基础和支架受力等因素进行分析，其次可以借助贝雷梁、钢管立柱与钢管桩基础组合支架作为现浇箱梁支撑体系，并借助钢牛腿降低支架的受力跨径，进而提高提高支架安全性与稳定性。

(1)在支架基础方面，应充分考虑到恶淤泥质黏土层地质条件，将630×12钢管桩打入持力层，钢管与梁长方向垂直，每排设置5根，将其设为立柱，以此为支架基础提供安全保障，(2)若是将钢管立柱作为支架支撑，则需要对基础钢管进行接长处理，并利用连接系将立柱横向水平连接起来，增加其稳定性。同时将钢牛腿支撑设置于钢管顶部，选择Φ426×8钢管作为牛腿斜支撑材料，将750 mm×750 mm×10 mm规格的钢板焊接于钢管立柱顶端。(3)将工字钢型号分配梁设置于立柱顶面，通过双拼I32b方式设置工字钢(4)选择48×3.2规格钢管作为翼缘板支撑，选择可调顶托安装与钢板顶端，采用钢垫片设计钢管底端，并添加槽钢(5)选择300 cm×150 cm×18 cm规格贝雷片作为纵向贝雷梁材料，单层铺设贝雷片，设置8组共16排(6)将28可调节螺纹底托安装于贝雷梁顶，将I10纵向放置于底托上，横向分配梁选择50 mm×50 mm规格方钢，并铺设于工字钢上。

2.3 载荷分析

新浇混凝土自重：q2=26 KN/m3，施工人员及运输仪器载荷q3=2.5 KN/m3，新浇混凝土对模板产生的侧压力按p=0.22γ0β1β2v1/2和p=γH计算，取两者较小值，倾倒混凝土时产生的竖向载荷q4=2.0 KN/m3振捣混凝土时产生的竖向载荷q5=2.0 KN/m3

计算可得p1=0.22γ0β1β2v1/2=30.6 KN/m3；p2γH=89.7 KN/m3

上式中P是新浇混凝土对模板的最大侧压力；t0是混凝土初凝时间；T是混凝土的温度；H是混凝土侧压力计算位置处到混凝土顶面的总高度=3.45 m；外加剂修正系数不掺加外剂时取1，掺加具有缓凝作用的外加剂时取1.2；混凝土坍落角度修正系数，取1.15。

由于两者之中取小值，因此P=30.6 KN/m3

由于支架支撑在下方的土木不能承受过大的水平载荷，因此在对支架进行受力分析时，考虑翼缘板处混凝土自重q2，施工人员和机械的载荷q3，青岛混凝土产生的竖向载荷q4，振捣混凝土产生的竖向载荷q5即可，建立有限元模型对支架进行受力分析，可知最大拉应力271.5 MPa，最大压应力为238.5 MPa。同时，预压按照60%、100%、120%进行3级堆载预压，在预压敷设完毕后，开始对支架、模板展开预压，预压荷载按梁体混凝土自身量120%考虑，预压釆取砂卵石土装堆裁预压。连续梁段混凝固土1334 m3按钢筋税2.65 t/n3计算，预压1 334×265×1.2=4 242(1)。取毎5 m一个观测断面，预压187.5“现场取10袋装车后送至分部拌和站过磅后測得単袋砂土平均1.8 t，堆載面积5×5 m现场卵石土重度20 KN/m，

3 施工技术

3.1 钢管桩施工

(1)沉桩施工。桩长30 m左右，选择振动锤进行施工活动，并借助履带式起重机予以配合。起重机将钢管桩吊起，完成定位后将桩放下，通过自重进入土层，稳定之后确定桩垂直度和位置，之后低档振动使桩缓慢下沉，达到一定深度之后选择高档振动，成桩之后结束振动。

临近墩位位置应对2排钢管桩进行施工，先是对外侧钢管桩进行施工，单排桩的锤击顺序为由一侧逐个到另一侧。利用全站仪对钢管桩垂直度以及偏位加以控制，偏位误差要在10 cm范围内，垂直度误差不能超过0.5%。

(2)接桩。分3次锤击钢管桩，桩的上节余量应该保持在65 cm左右，待地面露出高度为2 m左右时停止锤击，将其与下节钢管桩进行焊接。选择等强度连接处理焊接接头，接长施工中先切齐接头，再对管节对口垂直度进行校正，以确保接口实现良好对接，对口间隙为2.5 mm左右，保证桩顶完整性。并对接头周边进行满焊处理，将8 mm钢板焊接于接头位置，数量为6块。

完成接头焊接施工之后，需要进行冷却，时间为5 min，期间禁止使用冷水降温，之后开展打桩施工，下沉深度满足设计标高之后停止打桩作业。之后对钢管桩上端变形情况进行监察，若是出现损伤则需要通过截断、修复等手段使其满足要求，并将焊接有害物清除干净。

(3)成桩。以标高为基准控制钢管桩下沉深度，并结合贯入度进行辅助控制，借助标高展开校核，钢管桩顶部误差范围是-10 cm～10 cm。若是贯入度符合标准然而桩尖标高不符合要求，需要锤击3阵，每阵10击，平均贯入度需要控制在10 cm范围内。

(4)注意事项。施工时应该确保钢管桩垂直度和中心位置，垂直度偏差范围控制在0.5%以内。打桩作业中需要对垂直度进行实时监控，可以选用经纬仪或是长条水准尺作为检测工具，同时认真填写记录。若是发现钢管桩倾斜，需要及时采取有效措施加以调整。

对桩管贯入度保持良好的观察，以提高其基础承载性能，对最后贯入度、锤击总数、每米锤击数以及最后1 m的锤击数进行记录，成桩之后开展桩尖标高计算工作。

保持锤击过程的连续性，防止桩周边土恢复，进而增加下沉难度。若是沉桩困难或是进尺非常缓慢，要严禁强行沉桩，防止钢管桩出现变形或是偏位等问题，同时认真分析其原因，合理制定优化策略。待完成钢管桩锤击以及验收等工作后，需要立刻开展桩顶板焊接和横向梁安装作业，以此提高钢管桩稳定性。

3.2 立柱安装

立柱以钢管为基础进行接长处理，材料为630×12规格钢管，并将750 mm×750 mm×10 mm规格钢板焊接于顶部。

在立柱上提前做好刚牛腿支撑焊接作业，将426×8规格钢管牛腿支撑焊接与立柱顶部，焊接前应该对钢管进行弧形坡处理，以提高钢管焊接效果。

立柱安装时，选择起重机加以辅助，并使用钢槽等材料进行临时斜支撑焊接，确保立杆能够稳定竖立，选择横撑与剪刀撑对相邻立柱进行连接，另外，促使立柱能够称为一个整体，就位之后需要监测钢管桩平面位置以及竖直度等。

将750 mm×750 mm×10 mm规格钢板焊接于钢管顶端，选择加劲板连接钢管和钢板。钢管牛腿支撑的焊接质量对支撑架安装效果有着重要影响，对支架稳定性亦有着直接影响，因此，需要对钢管牛腿支撑的焊接质量加以重视。

3.3 钢横梁施工

在就近地面或是加工场对工字钢横梁进行双拼焊接，焊缝长为200 mm，间距为1 m左右。选择钢板焊接浮板对钢横梁接长进行连接，对工字钢与钢板周边进行满焊处理。通过其中在钢管柱上吊装双拼件，保证位置精准性，同时和钢管上钢板进行焊接，提高钢横梁稳定性。

3.4 贝雷架施工

选择汽车起重机与人工配合方式对2片构件与贝雷片进行组拼，之后根据支架跨度通过接长与组拼等方式使其达到12 m左右，对贝雷梁段进行整跨。

选择汽车起重机逐排将贝雷梁段吊装到钢横梁上，同时检查其安装位置，借助U型卡固定工字钢和贝雷片，另外，借助横向连接方式对贝雷片进行稳固处理，每隔6 m设置一道横向连接，使贝雷架成为一个整体，以提高贝雷架施工效果。

需要拧紧贝雷梁与连接件螺栓，避免由于螺栓松动问题影响结构物强度。

3.5 安装分配梁支撑

将28可调托撑加装于贝雷梁顶部，纵向间距为700 mm，选用I10设计成纵向分配梁，并将其纵向放置于底托上。横向分配两材料为50 mm×50 mm规格方钢，铺设于工字钢上，起间距为100 mm。开展拆模施工时，可以将可调托撑松开，为模板底部创造松动空间，以促进支架拆卸施工。

3.6 搭设翼板钢管架

采用扣件式脚手架进行翼板支撑搭设施工。立杆支撑横桥上，横向间距是70mm，纵向间距是90mm，将可调顶托安装于钢管顶部，并将成型方钢放置于顶托上，纵向间距设计为900mm，将方木安装于方钢上横向间距设计为300mm。

3.7 安装支架模板

支架侧模和底模选在竹胶板材料厚度为12 mm，将定型钢模板设计为弧形边模，模板施工选择人工与机械配合方式进行，安装前应该进行预拱度设置。

3.8 预压支架

支架预压是支架搭设后、使用前进行的重要工作， 其性能的好坏直接关系到工程建设的安全性问题。预压时首先设置沉降观测点，之后利用砂袋进行预压，预压达到的荷载是原荷载的1.2倍，按60%、100%、120%逐级进行加压，每次加载完成，等待约1 h后对其变形的程度进行观察和测量，由专人记录好数据，以便与观测点数据对比分析，当第一次沉降量平均值<2.0 mm时才能进入第二级的堆载，当最后一级的预压完成后，每隔6 h进行一次观测，确定最后两次沉降量的平均值之差<2.0 mm之后开始卸载，在卸载6 h之后，统一对观测点标高重新测量。

在进行支架使用前预压的目的是：(1)模拟施工过程，检验支架的刚度、强度和稳定性。(2)消除地基的沉降，消除支架的变形。通过支架的沉降，观测出支架的弹性变形，有利于后期对模板标高的调整。

3.9 拆除支架

在支架拆除施工中，需要遵守先搭后拆，由上而下、一步一清原则开展工作，禁止上下同时进行拆除施工。可以借助可调支撑落下支架模板，并由中间向两边进行拆除。混凝土强度为75%时可以进行侧模拆除作业。拆模环境温度、同表层温度与芯部温度差值需要低于15 ℃。气温波动较大条件下禁止开展拆模作业。(1)借助小胶锤并采用人工方式将可调底托螺栓以及底盘卡片松开，为u板底板创造松动空间，进而顺利开展支架拆卸作业。借助扁头撬棍将工字钢、方钢以及底腹板模板一次拆除。(2)对槽钢、翼板钢管架、钢管架顶托以及翼板模板等旋转卸下。(3)将贝雷梁横向拆除，借助起重机逐排将其吊卸到地面，之后转移到下一作业面进行安装作业或是退场工作。(4)借助气焊将立柱顶端与工字钢焊接割除，施工中保证用火安全，借助起重机将双拼工字钢卸落。

3.10 混凝土浇筑

梁体混凝土浇筑的时候采用的是梁体两端向中间位置连续推进的方式，水平分层、两侧对称和连续浇筑的浇筑方式。在进行浇筑的时候，同一个断面应该首先浇筑底板，然后在以此进行腹板、顶板、翼缘板和桥面。

4 结 语

综上所述，根据工程实例，对贝雷梁支架相关施工技术进行详细分析，使施工工期紧张与施工难度大等问题得到有效解决，此外贝雷梁力学性质稳定，可以在现场进行组装、拆卸，快捷简单，施工速度快，能加大的缩短工期，节约施工成本。