滨海滩涂软基现浇箱梁组合支架关键技术

周长清

（中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，杭州311122）

1 引言

目前，中国的现浇箱梁数量也越来越多，在软土地基条件下，传统的支架基础处理方式是将原地基进行换填（塘渣等），然后进行混凝土硬化处理。 但是，软土地基换填深度较深，硬化混凝土均为永久投入，该方法成本费用较高。 通过研究滩涂软基现浇箱梁支架施工方法，采用贝雷梁支架和满堂支架组合方案，不仅施工简便、速度快、安全可靠，并能节约成本。

2 工程案例

2.1 工程简介

玉环市漩门大道（桥梁）工程三号桥位于玉环新城（漩门三期）核心区，设计横向分上下行2 幅，采用3×25 m 预应力混凝土连续箱梁，全长80 m，全宽60 m。

2.2 工程地质

本工程位于玉环市漩门三期围垦区， 现状多为养殖塘及滩涂。 地貌单元属海岸平原，场地内地形略有起伏，地表为杂填土、耕土覆盖，其下为杂填土、淤泥、粉质黏土、黏土、砂砾等土层。 大部分为海积杂填土、淤泥质土，厚度0～15 m，高含水量、高压缩性、低强度的软土，工程地质性质差[1]。

3 支架方案比选

根据本桥所处的滨海滩涂的工程地质条件和箱梁结构形式， 现浇箱梁支架方案拟采用盘扣式满堂支架和贝雷梁支架两种方案，分别从支架受力、安全性能、施工难易以及经济成本等几个方面进行分析比较，优缺点如下：

1）本桥位于滩涂软弱地基，地基承载力较差，采用盘扣式满堂支架施工需对地基进行加固处理，处理不好，现浇梁施工过程中地基有可能出现不均匀沉降，易发生安全事故；滩涂软土层较深，地基处理工程量大，临时工程成本高，因此，盘扣式满堂支架不适用于本项目施工[2]。

2）采用短跨度贝雷梁支架施工，跨中需设置临时支墩，临时支墩基础一般可采用钻孔灌注桩或插打钢管桩， 采用钻孔灌注桩成本太高，且施工周期长；而采用插打钢管桩则需配置大型打桩机械（如振动打桩锤、大吨位吊机），大型机械投入大，且现浇箱梁完工后，由于本桥桥下净空只有3 m 多，空间太小，大型吊机无法实施，钢管桩拔除相对困难，短跨度贝雷梁支架也不适用。

3）全跨度贝雷梁支架具有施工简便、速度快，而且具有施工安全、操作简单等的优点。

综合以上几种支架方案优缺点，结合本桥桥跨不大（25 m）的特点，考虑箱梁断面变化、箱梁精确调整模板标高和拆卸模架的要求， 最终确定采用全跨度贝雷梁支架和满堂支架组合的支架方案，即利用桥梁承台作为贝雷梁支架支撑点，在贝雷梁支架与箱梁模板之间用盘扣式满堂支架。

4 组合支架关键技术

4.1 组合支架结构设计

支架设计是整体现浇箱梁支架施工的关键， 需具有足够的强度、刚度和承载能力，结构受力明确，能准确测定出结构弹性变形和非弹性变形，便于施工操作。 为适应箱梁纵坡、横坡和平面弯曲变化能方便地精确调整模板标高和拆卸模架的特点，需在贝雷梁支架上搭设矮满堂支架。 综合考虑，组合支架结构设计自下而上由承台基础、横向贝雷梁、贝雷梁纵梁、槽钢分配横梁、盘扣满堂支架等组成[3]。

贝雷梁支架结构设计如图1 所示。

4.2 支架验算复核

支架验算复核也是现浇箱梁施工关键技术之一， 主要关乎工程施工的安全、质量。 贝雷梁组合支架结构体系采用品茗建筑安全技术软件V13 进行验算，各个构件结构的强度、刚度和变形均满足要求。

为了安全起见，针对贝雷梁组合支架体系，用Midas Civil建模（见图2），再次复核，也均满足要求。

图2 贝雷梁组合支架Midas Civil 建模示意图

4.3 贝雷梁安装

1）贝雷梁采用装配式钢桁架组装，贝雷梁横梁采用3 片连成一组，间距60 cm；贝雷片纵梁（纵桥向）2 片或3 片连成一组，腹板位置采用3 片连成一组，组内间距60 cm；箱室位置2 片连成一组，组内间距90 cm；组间间距均为90 cm。 横梁6组，纵梁15 组。 详见图1。

图1 贝雷梁组合支架结构图

2）先将贝雷梁在地面上拼装、分组连接好。 在拼装过程中发现个别构件装拆困难需要及时更换或加以改进。 改进时不能改变贝雷桁架及其配件结构形式和受力方向，也不能使用电焊、气割对贝雷桁架及其配件进行改进，防止改变其材料性能。

3）先将横向贝雷梁吊装到设计位置并固定好。 纵向贝雷梁吊装时根据设计位置在横向贝雷梁上用记号笔或红油漆画出纵向贝雷梁的安装位置， 然后按照由中间往两边的顺序进行安装， 贝雷梁吊装时必须设置两个起吊点， 并且等距离分布，保持吊装过程中贝雷梁平衡，以避免吊装过程中产生扭曲应力，造成贝雷片变形，影响受力。

4）每组贝雷架主梁跨间用标准支撑架联结成一体，组与组之间用支撑架作横联， 再用普通钢管和型钢将3 组贝雷架主梁连成整体，每3 m 一道，交叉施作，确保所有贝雷片形成一个整体稳定。

4.4 盘扣支架安装

贝雷梁支架上部采用承插型盘扣式钢管支架， 采用φ48 mm×3.2 mm 标准盘扣件，立杆采用套管承插连接，水平杆和斜杆采用杆端扣接头的方法卡入连接盘，用楔形插销连接，形成结构几何不变体系的钢管支架。 在贝雷梁上部的分配梁（槽钢）作为盘扣支架支撑梁。在桥台侧自台背前缘线顺桥向1.8 m 范围、桥墩自桥梁分孔线顺桥向2.40 m 范围和腹板范围内搭设纵、横向间距均为60 cm 的立杆；其他部位搭设纵、横向间距分别为90 cm、60 cm 的立杆，水平杆和斜杆及时安装。 然后在顶托上安装10 cm 方钢主龙骨，在方钢上横向安装10 cm×10 cm 的横楞方木，中心间距25 cm，横楞方木上1.5 cm 的竹胶板（结构形式见图1）。

安装工艺：安装20#槽钢分配梁→安放立杆、可调底座→竖立杆、安放纵横扫地杆→安装底层（第一步）横杆→紧立杆连接销→安装（第二步）横杆→设置剪刀撑→安装顶托→安放主龙骨（方钢）→安放底模下次龙骨(方木）→铺设底模。

4.5 支架预压

为消除支架承受荷载作用后产生的非弹性变形， 并收集支架的弹性变形数据，作为箱梁设置预拱度的参考依据。 在支架及底模安装完成后，必须进行预压处理。

预压采用定制水袋充水加载。 设计要求预压荷载不少于箱梁恒载与施工荷载之总和的1.1 倍，通过计算复核选用箱梁自重的1.2 倍作为预压荷载。 预压重量按计算荷载的20%→50%→100%→120%分4 次逐级加载。 加载时，纵向、横向都要均匀、对称加载，严禁集中加载。

预压时纵向按箱梁墩顶1/4L、1/2L、3/4L （L 为箱梁的长度）及两端共5 个横断面布置，每个横断面设置5 个观测点。根据观测结果绘制出沉降曲线， 并检查支架各扣件的受力情况， 以此确定由于施工支架本身变形须设置的底模施工预拱度。

4.6 贝雷梁平移和拆除

4.6.1 贝雷梁平移

现浇箱梁为左、右两幅，先施工左幅，再施工右幅，为了减少贝雷梁支架拆除转场再搭设带来的不便， 采用贝雷梁支架整体平移技术，不仅能加快实施进度，而且降低成本。

在贝雷梁支架和临时支撑梁（墩）之间设置平移装置：上下各设置20 mm 钢板，中间放置φ20 mm 圆钢，间距根据上部荷载而定，本工程为15 cm。移动贝雷梁支架体系时，利用电动或手动葫芦作为迁移动力系统， 将贝雷梁支架整体移动到指定位置。

4.6.2 贝雷梁拆除

贝雷梁拆除自外侧向内侧顺序进行。 先拆除贝雷梁与横向贝雷梁的连接，再拆除每组贝雷片的横向连接。 由于桥下空间小，吊装困难，因此，在慢行道承台位置安装葫芦倒链或卷扬机，用葫芦或卷扬机将每片纵向贝雷梁整体拉出至桥外，然后用两台25 t 的吊车分别在梁1/3 位置同时起吊，将其放在现浇梁或地面上， 然后用同样方法依次吊走里面的贝雷梁至现浇梁桥面。

5 结语

通过对滨海滩涂软弱地基贝雷梁组合支架施工关键技术的研究，此方案利用了永久的主体结构（承台）作为支架基础，安全、可靠、稳定，减少支架基础换填处理的费用和混凝土硬化的费用，减少资源浪费，加快了施工进度，提高了安全系数，有效解决了滨海滩涂等软弱地基现浇箱梁支架的技术问题，并取得了较好的经济效益，可为类似工程施工提供借鉴。