高墩柱现浇箱梁钢管柱+贝雷梁平台施工技术研究

2021-04-15

工程技术研究 2021年5期

中交第一航务工程局有限公司总承包分公司，天津 300000

随着工程建设行业的持续发展，高墩柱现浇箱梁施工技术已经比较常见，其中，钢管柱+贝雷梁平台法施工技术的发展日趋成熟。由于项目特点和各桥的桥跨结构不尽相同，因此对施工技术的而要求也有所差异。文章结合该项目特点，对其施工技术进行了研究和总结。

1 工程概况

K83+700湾塘特大桥为云南都匀至香格里拉高速公路7桥5隧重点控制工程，桥梁长度为1765m。该桥桥跨结构为后张法预应力连续T梁+现浇箱梁，单幅桥宽12.5m，下部结构主要为柱式墩和桩基础结构，其中现浇箱梁部分墩柱平均高度为38.5m，拟采用钢管柱+贝雷梁平台现浇箱梁施工工艺进行施工。

2 施工工艺流程

施工工艺流程如下：施工前准备→基础处理→钢管柱+贝雷梁平台搭设→底模板安装→支架预压→预拱度设置→侧模板安装→底腹板钢筋绑扎及预应力管道安装→内模板安装→顶板钢筋绑扎及安装→混凝土浇筑及养护→预应力张拉、压浆及封锚→支架及模板拆除，进行下道工序。

文章重点描述钢管柱+贝雷梁平台搭设、预压、拆除部分，下文针对这三道工序展开详细描述。

3 施工工艺操作要点

3.1 钢管柱+贝雷梁平台搭设

（1）搭设前准备。在平台搭设前根据测量所确定的处理范围，对基础进行处理，保证基础承载力满足要求。根据设计图纸尺寸放出现浇梁投影边线位置，每侧加宽1m作为支架边线。根据项目特点，选择搭拆方案，进行支架结构受力计算，确保支架施工结构稳定。

（2）支架基础施工。按照路基施工要求对基坑、浜塘和原泥浆池位置进行分层回填和分层夯实，分层厚度不大于30cm。首先将地基表层土处理干净后平整场地，然后采用压实设备将场地表面碾压密实，要求地基承载力大于等于150kPa。原地表处理后，填筑60cm厚的山皮土，面层铺设20cm厚的C20混凝土。一般基础两侧顺桥向设置排水沟，支架基础范围严禁积水。

（3）钢管立柱搭设在墩柱施工时，墩间系梁顶面预埋钢板。待系梁施工完成和平台混凝土基础浇筑完成后，及时在混凝土基础上根据方案布置直径为φ630mm×16mm的钢管，钢管与混凝土基础预埋钢板焊接，钢管之间采用I20a工字钢连接，同时在与墩柱系梁顶部位置对应处采用I20a工字钢横向与系梁预埋钢板焊接成整体。

（4）砂箱制作及安装钢管柱安装完后，在每根钢管顶部焊接2cm厚的钢板作为封口。砂箱采用12mm厚的钢板加工而成，装砂后可调整量程为0.5m，将其安装在立柱顶面与封口钢板进行焊接，砂箱上半部分采用C40混凝土浇筑而成，下半部分采用砂子进行填充并安装螺栓，拆除时松动螺栓让砂子流出则量程减少。

（5）柱顶横梁砂箱安装到位后，在砂箱顶部横桥向铺设双排I45a工字钢并相互焊接作为横梁，并将横梁点焊接在砂箱的上钢板位置。

（6）一般桥梁跨度较大时，其承重梁安装选择贝雷梁作为承重梁，贝雷梁由单层或双层、不加强或加强型贝雷片组成（具体由受力计算确定），腹板位置及竖隔板位置加密布置，其他位置正常布置。

（7）分配梁安装。①在贝雷梁上部采用双[14槽钢作为分配梁，每道分配梁长度为桥梁宽度，间距25cm设置一道。②位于双[14槽钢上方顺桥向设置10cm×15cm方木，腹板处方木净距为0.1m、底板处方木净距为0.15m。③受贝雷梁定尺尺寸影响，贝雷梁端部距离盖梁边较远，其在中跨部分0.8m，边跨部分1.5m，在分配梁上布置方木无法满足要求，改用布置[10槽钢，布置方式与方木一致。

3.2 平台预压

（1）钢管柱+贝雷梁平台预压方式。该工程支架预压采用砂袋预压，即在支架搭设完毕后，将平台上面的方木按设计给定标高拼装，并简单铺设底模。然后用砂袋作为压重物，采取汽车吊进行吊装，并通过人工配合的方式进行堆载预压。压重荷载的分布按照等效压载的原则进行布置，荷载位置与箱梁梁体自重荷载分布情况大致吻合，并按1.2倍的计算荷载进行试压。预压时，加载顺序应从支座位置向跨中位置依次对称进行，先根据初次预压重量吊装砂袋铺底，再按照梁体截面形式分次进行堆码，堆码形式如图1所示。

图1 预压堆码形式

（2）预压重量分配。预压所用编织袋应分袋过磅计量，以保证足够的预压重量，确保测量数据准确，为模板调整提供依据。编织袋的尺寸为100cm×100cm×120cm，每个砂袋装砂后重量约为1.5t。吊装时采用25t汽车吊自跨中位置向桥墩位置处进行吊装，根据各位置预压总重量按分布长度吊装相应重量的砂袋，吊装时吊车应有专人进行指挥。

（3）沉降观测点的设置。根据梁体断面形式，在每跨1/8、1/4、1/2、3/4、7/8的位置，以及软硬地基边界线、承台基坑与处理地基过渡区布置沉降观测点，横桥向在荷载较大的两侧边腹板、中腹板及箱室跨中部位等布置代表性的观测点，每个沉降观测点均布置在箱梁底模上。

观测基准点选择在距离支架20m范围以外，水准仪必须放置稳定并按操作规程进行观测，减少系统误差。在堆载预压的过程中，堆载前和堆载后进行三次沉降观测，若沉降量出现异常波动（沉降量超过2cm），则应立即停止堆载，当波动趋于稳定时才可以继续进行。全部加载完成后每天进行三次沉降观测，沉降稳定直至前后两天的沉降趋近于零时，经监理工程师同意，即可进行卸载。

（4）施加预压荷载。首先按预加荷载的50%进行加载预压，压载稳定后，对各观测点位进行测量，及时做好观测记录测量。观测无异常情况后，再进行下步加载和测量，若出现异常波动情况，应立即停止加载，每次按设计荷载的50%进行加载，直到加载至计算荷载的1.2倍。全部加载完成后静停24h，再进行最终的观测数据，并及时做好数据记录。

（5）预压荷载卸载。卸载前必须进行一次全面观测，仔细检查支架基础是否存在异常，检查支架钢管自身有无明显的异常情况。首先检查观测记录是否正常，数据是否齐全，检查结束后未有异常情况时才能进行下道工序施工。卸载顺序按照先加载的后卸载，后加载的先卸载的逆向顺序进行，同时注意分层匀速进行卸载。每次按照50%预加荷载进行卸载，并及时进行观测，记录数据，然后再进行下步卸载。全部砂袋卸载完成后，再进行最后一遍的全面观测。

（6）测量数据的处理。观测采用精密水准仪进行测量，对取得的数据进行分析、处理。当数据不存在异常情况时，取其平均沉降量作为最终沉降量数据进行参考。预压结束后，及时整理预压沉降观测记录，收集观测数据，计算得出各测点处地基的塑性变形值。通过对比剔除不合理的观测数据，然后将这些数据与理论值进行比对，分析加载过程中的操作是否合理，观测数据是否正确，存在变形量是否存在异常，从而对整个支架搭设体系和地基承载力做出判断和结论。在确认变形值满足合理要求的情况下，设置现浇箱梁底模的预拱度。

（7）预拱度设置。通过预压得出经验数据，指导后续施工。设置预拱度时，综合考虑设计预拱度与地基的沉降、架体的弹性变形。确定预拱度后，每跨底模在两端和跨中三点间按抛物线形式设置，使线形符合设计要求。

3.3 平台拆除

在预应力现浇梁张拉结束，压浆强度达到设计和规范要求后，在普通混凝土现浇箱梁整体强度达到90%以上后，将砂箱卸载，拆除底模板后，即可拆除支架。支架拆除时应从跨中向两端的顺序进行，先拆除顶部分配梁、贝雷梁及横梁，最后拆除钢管桩。

由于梁底操作空间较小，在进行贝雷片拆除时，应使用手拉葫芦将梁底部贝雷片缓慢拖拉出翼缘板，再吊装至存放位置处。横梁拆除时先使用钢丝绳结扎住一点，用吊车缓慢向外拖拽，待其伸出长度满足两点起吊平衡时，再吊下支架。在钢管桩拆除前，先解除横斜联，之后吊装振动锤进行拆除，受桥下净空限制，钢管桩一拔出随即割除，并运至下一联施工场地进行配置连接，以便再次使用。