浅谈抱箍螺栓连接钢管柱+贝雷梁支架系统的施工技术

陈益周

（大成工程建设集团有限公司，福建 厦门 361000）

1 工程简述

溪东路位于福建省东南部厦门市翔安区，是福建省国省干线横十线（G319）的重要组成部分，也是厦门市两环八射快速路网的重要组成部分，是拟建翔安机场对外的重要集疏运通道之一。溪东路工程北起翔安南路互通立交（茂林互通），往南延伸以全线高架形式上跨莲河中路后与滨海东大道互通立交（东园互通），并以跨海桥梁的形式穿过南港海通往大嶝岛，入岛后其主线为全线高架接至机场快速路高架层。本项目总体分两大部分：K4+736～K5+433为茂林互通；K5+433～K7+235为莲河段。

2 设计概况

茂林互通桩号K4+736～K5+433，桥梁全长697m，其中双港互通主线2号桥左幅共12联：3×30m+（21+35+30）m+3×30m+30m+4×30m+7×（3×30）m，右幅共11联：3×30m+（2×30+22）m+2×（4×30）m+7×（3×30）m，其中有2联为现浇箱梁，分别为左幅第2联和右幅第5联。箱梁为变截面悬臂单箱4室箱梁，左幅第2联顶板宽 17.116～21.533m，底板宽 13.616～18.033m，右幅第5联顶板宽18.363～22.128m，底板宽14.863～18.628m。现浇箱梁在墩柱的支点处设置横梁，增强梁体的整体性，其中端横梁宽1.5m，中横梁宽2m。桥面和底板设向外侧2.0%的双向横坡，通过顶底板倾斜横向形成，正常段箱梁顶板厚25cm，底板厚25cm，腹板厚45cm。近支点段顶板厚度不变，底板、腹板分别逐渐增厚至50cm、65cm。下部结构为柱式墩、桩基础；茂林互通左、右幅各7联，其中第2联上跨翔安南路。

3 选定支架形式

现浇箱梁支架的形式有多种，城市公路现浇箱梁常用支架形式有：盘扣式满堂支架、钢管柱贝雷梁+盘扣式组合支架、钢管柱+贝雷梁组合支架、抱箍螺栓连接钢管柱+贝雷梁组合支架。因本桥跨越城市主干道，桥梁墩柱较高，从地形、安全性能、施工难易、经济效益考虑，决定选用抱箍螺栓连接钢管柱+贝雷梁组合支架。

4 施工方法

茂林互通箱梁截面高度有2.0m和2.2m两种，最大宽度24.832m，抱箍螺栓连接钢管柱+贝雷梁组合支架根据合适的跨径进行布跨后，纵桥向钢管立柱最大跨径（立柱中心距离）为13.5m，横桥向根据箱梁截面宽度等间距布置，最大间距（立柱中心距）不超过3m。选择典型代表跨度进行设计计算，满足要求后，其他同类型桥跨可参照典型代表联跨进行抱箍螺栓连接钢管柱+贝雷梁组合支架模板施工。

抱箍螺栓连接钢管柱+贝雷梁组合支架模板由上而下的布置方式为：

（1）箱室、腹板下。1.5cm竹胶板底模→纵桥面5cm×5cm方钢（厚度2.5mm）→10a工字钢分配梁→纵桥向贝雷梁3×1.5m→双拼36b工字钢横梁→调坡、落架砂筒→φ630×7mm钢管立柱（12#槽钢连接）→C30钢筋混凝土预制块基础或扩大基础→基础处理。

（2）翼缘下。1.5cm竹胶板底模→纵桥面10cm×10cm方木→横桥向整体弧形架→横向10a工字钢分配梁→纵桥向贝雷梁3×1.5m→双拼36b工字钢横梁→调坡、落架砂筒→φ630×7mm钢管立柱（12#槽钢连接）→C30钢筋混凝土预制块基础或扩大基础→基础处理。

4.1 基础处理

根据设计地勘报告设计桥型布置图，支架模板的地基以素填土为主。将原地面的浮土清除、夯实后，根据支架立柱独立基础尺寸、支架单根立柱轴向力进行计算，当采用2m×2m的C30钢筋混凝土预制块基础，最大梁跨步设的出地基承载力容许值达到170kPa后，方可进行独立基础及上部施工。对于处在既有绿化带、人行道、泥浆池、桥梁基坑边缘的独立基础地基，如地基承载力达不到单根立柱轴向力对应的承载力值时，需进行换填处理，可在基础底下换填深度1m的水泥稳定碎石，并碾压密实，基础处理后的地基承载力应不小于计算要求的承载力。场地整平、测量放样后，安装2m×2m的C30钢筋混凝土预制块，厚度不小于30cm，基础内部设直径12mm双层螺纹钢筋网片，基础顶面设90cm×90cm×1.0cm预埋钢板。

4.2 抱箍螺栓连接钢管柱安装

（1）做好测量控制点的交接与核对工作，施工中钢管柱使用全站仪定位。

（2）采用Ф630×7mm螺旋焊接钢管做立柱，立柱底部和顶部均设70cm×70cm×1cm钢板垫与钢管焊接牢固，以提高立柱的稳定性。同时，钢管柱底板需采用6cm×6cm×1.0cm加筋板与钢板垫焊接牢固。承台宽度大于5m时，靠近墩柱的钢管立柱可直接立于承台上。钢管柱基础连接部立面图见图1。

图1 钢管柱基础连接部立面图

（3）根据现场施工环境，做好编号，确定钢管安装顺序，以施工方便为宜。

（4）安装钢管柱时，需先测量基础标高，计算钢管柱高度，钢管柱长度必须满足设计高度，钢管柱用吊车吊装，施工人员用登高车配合安装。

（5）钢管柱就位后，整排或多根钢管柱安装，应按设计标高割齐，钢管柱之间的纵、横向可采用钢抱箍+12#槽钢、M20螺栓（性能等级8.8）进行连接，钢抱箍连接钢管柱每侧3个螺栓应均匀拧到相似的坚固程度，并加垫垫片，用电动扳手安装螺母，拧紧力矩值需达到408N·m，抱箍钢管柱构造图见图2。

图2 抱箍钢管柱构造图

（6）钢管桩位应根据测量样的中心设置，并保护好标记。轴线定位允许偏差：a单桩的纵、横轴线位置±5mm；b两桩之间的中心间距±5cm；c竖直度0.1%。

（7）钢管柱如有接长，接头必须错开，错开的上、下距离不得小于1m，采用对口钢板焊接连接，焊缝等级应达到二级焊缝要求，并加焊4片钢板20cm×15cm。

4.3 砂筒安装

为了上部现浇梁施工完成后支架拆卸方便，需在每个钢管柱上设一个落架砂筒，砂筒分上、下两部分，均采用钢板封底；上砂筒钢板规格为长×宽×厚＝60cm×60cm×1.0cm，筒身采用Φ559mm×8mm钢管，含钢板总高度40cm；下砂筒钢板规格为长×宽×厚＝70cm×70cm×1.0cm，筒身采用Φ630mm×7mm钢管，含钢板高度40cm。施工时上、下砂筒内灌满砂后总高度应控制在60cm左右。砂筒安装应确保水平、与钢管柱轴线同轴。砂筒底钢板与钢管柱上钢板之间采用点焊或钢筋帮条焊接固定。

4.4 双拼36b工字钢横梁安装

在施工现场，两根36b工字钢上下应各用一块1cm厚、与工字钢等长、与两根工字钢等宽的钢板焊接，且2根一组连接，形成整体后用吊车进行安装，注意必须放在砂筒的中部。由于横坡的原因，在横梁与砂筒上钢板之间会形成小角度的横坡间隙，该间隙应采用同坡度楔形钢板填塞，确保横梁落在砂筒上不会形成单点受力。上砂筒钢板与横梁之间需采用8#等边角钢焊接固定。

4.5 纵向贝雷梁安装

贝雷梁安装必须按照设计位置排放。贝雷片与贝雷片之间用插销连接，梁与梁之间用支撑架连接，在地面分段拼装后，用吊车吊装就位。方案设计中，贝雷梁为简支梁，实际施工、安装中，两跨简支梁分跨处的贝雷梁之间应互相交叉嵌入，长度不得少于20cm，交叉嵌入部分横向需采用通长槽钢连接固定，形成连续梁。贝雷梁安装时，尽量使贝雷立杆，位置搁放在工字钢横梁处。

由于现浇梁底板纵坡，贝雷梁与工字钢横梁间有一个夹角，其间隙采用同坡度楔形钢板填塞，防止横梁单边受力。防止桁架滑移的措施：

（1）纵向：贝雷梁需在纵坡低处墩身端头与桥墩柱间用12#槽钢+木楔与墩身顶紧。

（2）横向：贝雷梁与双拼36b工字钢横梁之间，在横坡低处一侧横梁上，采用6.3cm×6.3cm等边角钢焊接作为贝雷梁的限位措施，再用U型卡将贝雷梁与横梁有效连接、卡控。

4.6 整体弧形架安装

现浇梁翼缘部分，需在横梁上采用整体弧形架固定支撑。整体弧形架由8#、6.3#槽钢、Φ48×3mm钢管组合焊接而成。弧形架采用钢管，7片为一组（标准段、间距90cm）连成整体，然后吊装至分配梁上，用U型卡与贝雷梁固定，或在8#槽钢上打孔，通过螺栓固定在贝雷梁上。弧形架与弧形架之间设置Φ48通长钢管，并用扣件固定在弧形架Φ48×3mm的钢管上，形成整体。

4.7 横向10a工字钢分配梁

腹板下，贝雷梁片上架设10a的工字钢分配梁，横桥向架设，间距90cm。

4.8 模板背楞

在底板10a工字钢分配梁上纵桥向摆5cm×5cm方钢，厚度2.5mm，间距20cm，作为模板背楞。翼缘及侧模部分的纵桥向摆放间距为25cm。方钢与贝雷梁或整体弧形架用铁丝捆绑固定，再铺、钉竹胶模板后，方可进行其他工序施工。

4.9 支架验收

支架施工完成后，项目部需先按规范测量验收支架的整体及各部位高程，满足设计要求后，报监理预验收、交通质监站验收，合格后支架预压。箱梁支架构造图见图3。

图3 箱梁支架构造图

5 结语

本文结合工程实例分析了抱箍螺栓连接钢管柱+贝雷梁支架系统的操作，抱箍采用标准构件作业，施工前根据基础高度测算每一联、每一跨的钢管柱长度，并以此下料，钢管柱之间的剪刀撑采用抱箍+槽钢通过螺栓连接，代替传统的剪刀撑槽钢与钢管柱焊接连接。抱箍螺栓采用电动扳手进行连接，施工人员简单培训即可操作，施工方便，操作简单，无需焊接与切割作业，极大地缩短了安装与拆除的时间，从而提高整体的施工效率，且所有构件都是标准件，可循环、重复使用，节省了大量的人力及材料损耗，缩短高空作业的时长，降低高空作业的安全风险，加快了材料的周转效率，最终有效地保证了施工进度。施工现场交通环境复杂，影响施工质量因素较多，需要制定完善的施工方案，加强施工细节控制，确保施工顺利进行。支架模板施工作为混凝土现浇箱梁的一部分，由于施工现场交通繁忙，车辆和行人较多，施工现场存在安全隐患，因此，必须在施工现场安排专业人员指挥施工，从而保证施工安全。