高速公路桥梁现浇箱梁钢管桩支架施工技术

摘要 高速公路建设飞速发展，桥梁项目满堂支架方案是常见现浇箱梁桥的施工方法，但受制于地形、地质条件，而钢管桩支架法能有效弥补常规满堂支架法的劣势。基于此文章结合某具体工程实践，论述了现浇箱梁钢管桩支架施工方案，总结了钢管桩支架施工技术要点，通过支架受力计算，验证了该方案的安全性能，以期能为同行提供借鉴。

关键词 路桥工程;现浇箱梁;钢管桩支架

中图分类号 U445.47文献标识码 A文章编号 2096-8949（2022）11-0124-03

引言

近年来，随着我国路桥工程行业的高速发展，满堂支架法作为桥梁预应力现浇箱梁施工中最常用的方式，在施工中出现了越来越多的弊端，已无法满足现阶段施工的实际需求。钢管桩支架法有效弥补了常规满堂支架法在施工中的劣势，因此文章分析高速公路桥梁现浇箱梁钢管桩支架施工技术，具有十分重要的参考意义[1]。

1 工程概况

某高架桥左线设计跨径组合为24.298 m+（24.408

+24.572+24.735）m+（24.901+25.072+25.246）m+3×

25 m+4×25 m+25 m，设计长度378.732 m。桥梁上部构造形式为25 m预制混凝土简支小箱梁及现浇预应力混凝土连续箱梁，第四联为现浇构造，其跨度形式为3×25 m，设计高度1.6 m，桥面宽27.684～24.392 m。全桥只有墩台顶部位置依次布设中横梁和端横梁。箱梁顶板和底板结构沿车道横坡设置，腹板为铅垂结构[2]。

2 现浇箱梁钢管桩支架施工方案

钢管桩的横向布置情况如图1所示。

2.1 地基处理

对地基进行平整并碾压，然后根据设计方案要求实施沉桩施工，沉桩过程中实时监测桩身位置和垂直度，出现偏差应立即进行调整。

每排桩沉桩到位后及时对桩顶标高进行测量，并将桩顶位置切割平整，根据设计要求在顶部设置1.5 m×

0.6 m的钢筋混凝土水平系梁，并进行钢板埋设。

2.2 钢管桩支架施工

钢管桩支架规格为：长12.0 m、管径Φ630 mm、壁厚10 mm，按照桩点布置情况运用25 t汽车吊将其运至指定部位并焊接，在各桩顶部分别焊接规格为65 cm×

65 cm钢托，并在各排桩之间按规范要求布设纵向剪刀撑。

设置完每排钢管桩，应在其墩顶位置水平安装工字钢，并通过焊接加强肋板使其与钢板牢固连接。

2.3 纵向贝雷梁及横向分配梁施工

根据设计图纸现场完成贝雷梁的组装工作，并通过吊装设备将其准确安装至横梁指定位置。

（1）贝雷梁上方设置工字钢分配梁，通过骑马螺栓或卡扣实现工字钢和贝雷梁之间的可靠连接，最后进行碗扣支架搭设。

（2）结合现场实际状况，分别选择LG60、LG90、LG120、LG300型立杆进行组合使用，为有效确保立杆接头位置不在同一连接区段，最大限度提升支架稳定性和可靠性，并分别选用长度为1.2 m、3.0 m立杆搭设首层支架，错开接头位置，并采用立杆进行接长处理，在顶部位置安装顶杆，便于顶托安装。

（3）安装完毕后，根据规范及设计要求进行纵、横向剪刀撑设置，以有效提升支架整体的稳定性和可靠性。最后支架搭设完成后在顶托上方布设纵、横向方木，准备模板拼装。在实施预压前必须对全部连接位置进行检查，防止出现松动、脱扣现象，影响施工质量和安全[3]。

3 现浇箱梁钢管桩支架施工技术要点

3.1 模板安装

箱梁外模使用规格为1.22 m×2.44 m×15 mm的整块覆膜竹胶板，长边沿纵向布置。

（1）支架体系搭设合格后，在顶托上方纵向布置[10方形槽钢，然后在其上部交叉铺设方木，并将顶托调节至标准位置。

（2）所用方木规格为10 cm×10 cm、铺设间距30 cm，有效确保方木与模板牢固连接。

（3）针对腹板侧模及翼缘板底模，使用规格为10 cm

×10 cm标准方木，按照30 cm間距设置加强肋。

（4）箱梁内部使用木模板，通过加工制作的木质支架进行支撑，支架应用5 cm×8 cm和10 cm×10 cm的方木拼装而成。

（5）为有效避免腹板混凝土浇筑时漏浆污染底板，在进行腹板模板制作时将其底脚位置增加20 cm充当压浆板。

（6）内模设置混凝土垫块和钢马镫，钢马镫应用直径20 mm的钢筋现场加工制作，在内模支架的各个立杆位置均应规范设置。

3.2 支架预压

为防止地基和支架产生非弹性变形，并将其弹性变形值准确测量出来，在实际施工中通过水袋预压法对支架体系实施超载预压试验。预压加载为总荷载的110%。

（1）加载顺序。对支架受力情况进行模拟加载，具体分为5个加载等级，总荷载为箱梁自身重力荷载。1级加载为总荷载的10%，2级加载为总荷载的50%，3级加载为总荷载的75%，4级加载为总荷载的100%，5级加载为总荷载的110%[4]。

（2）观测点布设。在三跨贝雷梁跨中及满堂支架端部的左、中、右三个部位分别设置沉降观测点，将其稳定设置于顶托木方上方。

（3）预压观测。现将荷载增加到总荷载的10%，记录观测点的高程。荷载增加到50%后对高程进行测量，间隔1 h后复测1次;荷载增加到75%后对高程进行测量，间隔1 h后复测1次;荷载增加到100%后对高程进行测量，间隔2 h复测1次。若接连2次测得的高差低于2 mm，可判定为沉降不再发展。经总监理工程师确认，将荷载增加至总荷载的110%，重复进行沉降观测，直至沉降逐渐稳定。如果当天沉降量不超过2 mm或连续3天沉降累加值不超过5 mm，则可移除荷载。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E

（4）卸载及支架调整。根据加载的相反顺序实施分级卸载，结合观测数据对支架形变量进行计算，根据起拱度合理调节梁底杆高度。

3.3 钢筋加工及安装

骨架钢筋焊接必须严格控制钢筋位移及变形。

（1）骨架焊接提前在钢筋料场制作，并安装可固定骨架的型钢，根据骨架规格在焊接体系上放样。

（2）在对骨架实施焊接时，要采用点焊的方式从中间向两侧对称焊接，并采用自下而上的顺序实施焊接。

（3）各焊缝必须一次焊接成型，相邻焊缝必须采用对称间隔焊接方式，严禁沿同一方向持续施焊。

（4）应用22#铁丝采用一面顺扣法进行绑扎作业，并确保铁丝头向下弯曲埋入混凝土内部。

（5）保护层采用塑料垫块，按照梅花形进行设置。

3.4 钢绞线安装

波纹管必须根据图纸设计位置进行准确定位，通过提前加工好的钢筋井字架实施固定，并焊接牢固[5]。

由于预应力束长且存在弯曲，混凝土浇筑完成后不易进行穿束，决定采用先张法施工;待波纹管安装合格后立即展开穿束工作，全面结合现场实际情况进行钢束制作，安装时要采用人、机配合的方式一步到位。

3.5 混凝土浇筑

箱梁混凝土分2次浇筑完成。

（1）首次浇筑至腹板和翼缘板交界上方2 cm位置，待凿毛完成及绑扎完顶板钢筋，并布设好标高控制点后再进行2次混凝土浇筑。

（2）浇筑顺序沿箱梁纵向从一端依次推进，先低处后高处，由中间向两侧对称施工，即：通过纵向分段、竖向分层的方式进行施工[6]。

（3）混凝土入模温度超过30℃时要立即暂停浇筑，采取降温措施待温度满足入模条件后方可继续进行施工。

（4）混凝土由商混站生产，并采用8 m3商混车送到现场，通过汽车泵输送入模。泵车需性能良好，具有足够的扬程。浇筑过程中严格控制出料口与浇筑面之间的高度，确保不得超过2 m，严格根据提前划分的施工段有序实施浇筑。

（5）各作业面配备10名专业振捣人员进行振捣，分别配备50型振动棒5台、30型振动棒2台参与施工作业。在钢筋间距较小的位置选择30型实施振捣，其余位置使用50型振捣[7]。

（6）合理掌控振捣时间，确保混凝土振捣到位。振捣时严格遵循“三不靠”原则，同时避免出现漏振、过振现象。

4 支架受力计算

4.1 施工荷载及组合计算

混凝土荷载g1=Hγ=1.60×26=41.6 kN/m2;混凝土堆积和人、机作用荷载g2=2.0 kN/m2;模板承载性能g=（41.6+2.0+2.0）×1.5=68.40 kN/m2。

4.2 钢管桩顶部横向工字钢受力计算

该工程设计钢管桩和贝雷梁高度分别为12 m和1.5 m，支架高度为5.3～6.5 m，宽30 m，高度、宽度之间的比值不超过2，按照《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》，风荷载对钢管桩支架的影响可忽略不计。

根据全国基本风压系数标准，当钢管桩桩径为0.63 m、高度为12 m时，其单桩承受风荷载换算为均布荷载为0.27 kN/m。选取中间部位的单排桩实际承载状况建立模型并实施分析（见图2）。

钢管桩立杆之间通过焊接槽钢实现水平方向相互连接，并按规范要求搭设纵向剪刀撑，交叉部位应满焊，实际运算时取值为1.2倍自重[8]。实际受力情况如图3。

通过图3能够看出：支撑横、竖反向作用力极限值分别为58.2 kN和1 680.7 kN，该位置弯矩影响下纵向水平作用力极限值49.1 kN、剪切极限值76.1 kN。桩体受力面积为0.018 535 4 m2，剪力τ=4.1 MPa，远低于Q235钢各项力学性能指标，水平向承载能力满足规范规定。

5 结论

综上所述，该文以工程实践为依托，根据现场施工条件，利用钢管桩、贝雷梁设计了现浇箱梁钢管桩支架支撑系统，总结了现浇箱梁钢管桩支架施工技术要点，具体包括支架搭设、支架预压、钢筋加工、钢绞线安装、混凝土浇筑等操作注意事项。该桥梁工程现浇箱梁钢管桩支架体系，经稳定性验算：

（1）钢管桩支架构件长细比λ=54.3<[λ]=150，满足要求。

（2）外部荷载P=73.5 MPa<[σ] =140 MPa，承载性能符合设计要求。

（3）截面轴心受压构件的纵向弯曲系数σ= 88.8 MPa

<[σ]=215 MPa，稳定性符合设计要求。钢管桩支架法能有效弥补常规满堂支架法的劣势，适宜于类似桥梁工程项目。

参考文献

[1]王庚午， 李崧巍， 丁波， 等. 小角度倾斜贝雷梁支架在斜交曲线变截面现浇箱梁施工中的应用[J]. 砖瓦， 2022（2）： 141-143.

[2]黄先滨， 王锋. 钢管桩支架在现浇箱梁桥中的优化应用[J]. 西部交技， 2016（7）： 62-65.

[3]余定军， 周明生. 钢管桩支架在小半径大横坡现浇箱梁施工中的应用[J]. 水运工程， 2010（12）： 144-148.

[4]程允武， 董海宇， 罗文涛. 钢管桩支架在和龙高架桥现浇箱梁中的应用[J]. 辽宁交通科技， 2004（9）： 54-56.

[5]王北辰， 李小刚， 王金伦. 钢管桩平台与满堂支架在水上现浇箱梁施工中的应用[J]. 公路交通科技（應用技术版）， 2013（10）： 121-124.

[6]尹德智. 现浇箱梁施工用盘扣支架布置优化及结构计算分析[J]. 低温建筑技术， 2021（7）： 100-103.

[7]程允武. 钢管桩支架在和龙高架桥现浇箱梁中的应用[J]. 广东交通职业技术学院学报， 2004（3）： 44-46.

[8]付士健. 钢管桩支架在大跨度现浇梁施工中的应用[C]//第九届桥梁与隧道工程技术论坛论文集， 2019： 160-166.

收稿日期：2022-03-14

作者简介：李洪（1990—），男，本科，工程师，研究方向：桥梁与隧道工程施工。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E