贝雷梁支架在现浇预应力盖梁中的应用

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[摘要]结合首都机场高速黄港-西甸高架桥工程实例，探讨如何合理利用贝雷梁支架的整体加固，一次性完成马道和护栏的搭设，为各工序的衔接开展有利条件；钢筋笼子采用整体吊装代替在铺好的底模上绑扎，打破传统的按部就班的施工方式，缩短盖梁的流水作业时间；并针对各工序应重点控制事项提出相关处理措施。

[关键词]贝雷梁支架；预应力盖梁；控制；措施；效益

中图分类号：TU378文献标识码： A

一、前言

贝雷梁支架在路桥施工中应用相当广泛，具有拼装快、不易丢失零件、整体吊装、结构受力明确等优点。在人们普遍采用碗扣型满堂支架现浇构造物的今天，贝雷梁支架的应用仍然处处可见。随着城市交通车辆的快速增长，城市立交桥随之大量修建。传统的满堂支架不易满足桥跨以下交通需要，为确保施工的同时维持交通，采用贝雷梁支架进行上部砼现浇，是解决交通矛盾的有效方法。特别是在桥墩高度不是很大、盖梁结构形式单一、大型起吊设备施工时不影响交通等情况下，可做到“安全、快速、经济”施工。

二、工程概况

首都机场高速属奥运工程，黄港-西甸高架桥全长2.09km，共设84片预应力盖梁，群桩+承台基础，0～6#轴为圆柱，7～48#轴为方柱，柱高7～12m。一般地段盖梁长度33.5m，梁高1.8～1.9m。

三、贝雷梁支架系统的特点

1、贝雷梁支架与其他材料相比，具有结构简单、承载力大、不易丢失零件，装拆方便等特点。

2、贝雷梁支架可以充分利用机械施工，各构件只需一个销子就可以连接，接头拼装速度是其他材料施工无法比拟的，可节约大量的工人费。

3、贝雷梁支架可以整体拆卸，再整体吊装，在逐轴施工时可以省去再次组装的人工和机械费用。

4、贝雷梁支架施工地基处理面积小，较满堂支架省去很多地基处理材料。

5、使用加强弦杆，可使每片贝雷片的容许承载力提高近一倍，以满足各种现浇构件施工的需要。

6、采用贝雷梁支架进行上部砼现浇，是解决交通矛盾的有效方法。

四、方案设计

利用原设计的群桩承台作为支撑基础，搭设贝雷梁支架，然后安装底模板，搭设施工马道和吊装钢筋笼子，形成施工作业面，进行预应力束安装、安装侧模板、加固、预埋筋安装等，检查合格后完成混凝土浇筑。（见图1）

图1贝雷梁支架系统设计图

类比现浇箱梁，盖梁结构形式简单，相应地其贝雷架支撑系统结构简单，受力明确，鉴于前人对贝雷架结构的力学计算研究颇深，此处不再罗列此支撑系统的荷载计算过程，转而对其各工序的实施和重点控制事项及采取的措施分析如下：

1、地基处理

地基处理工作主要是清除支架地段原地面杂物、淤泥及承台基坑积水等。对于用承台地段可以直接在承台上进行贝雷梁支架搭设。对于没有承台或者承台尺寸不能满足支架架设地段可以采用含水量合适的素土、或石灰土、或碎石土分层回填压实至设计标高；或对原地面整平用压路机压实，必要时对原地面20cm范围做5%掺灰处理。具体要求为：地基压实度≥85%，用压路机压实后无“弹簧”土，平整度±30mm。然后在其上浇注10～15cm厚C20砼，用震动器振捣密实并进行养护。机场南线1标在处理地基时，对于7～48#轴支架直接搭设在承台上。但对于匝道桥和0～6#轴，由于墩柱直径为1.5m，承台尺寸不满足支架搭设要求，我们采用了在承台处帮边20cm，由于当时雨天多，工期紧，原地面土的含水量较大，采用掺入5%的生石灰翻拌处理后再压实，浇筑10cm厚C20砼。（见图2）

图2支腿位置地基处理

2、安放底座

根据设计图纸，用钢尺放出底座十字线，并标示清楚。保证基础平整，按标示的底座位置先安放支腿，支腿采用逐层安装（再次使用时采用整体吊装），层与层之间必须用贝雷梁专用螺栓连接牢固，左右向采用拉杆加钢管进行稳定处理。（见图3）

图3施工中的盖梁

3、安装横梁、U托和工字钢

横梁在施工现场组装完成后整体吊装，两片横梁分别在墩柱两侧组装，并把与墩柱接触部

位用土工布包裹起来，防止破坏墩柱的外观质量。然后由一台20t的吊车在一侧即可完成吊装作业。吊装时要选择好吊点，防止横梁向一侧鼓出。实际操作中注意每吊装一片横梁都要做临时加固处理；可以采用粗绳直接栓在墩柱上，也可以用铁丝在墩柱预埋筋上。横梁安装完毕后加剪刀撑和端头花架进行加固。检查横梁与支腿结合处是否存在接触不实的情况，若存在要采用加垫钢板处理。然后按设计间距安放工字钢，工字钢较盖梁宽度每侧长出60～100cm，用来搭设马道和护栏。最后安放上托座，安放完毕后用钢管扣件进行加固，以提高其整体稳定性，并依设计标高将U型上托座调至设计标高位置。

4、铺设底模

底模采用方木上敷设竹胶板的方式在现场加工区制作，由于每块模板尺寸不同，制作时注意每块模板进行标号，做好方木的接头错位处理。安装是采用吊车分块安放，铺设时注意使其两纵向方木接头处于U型上托座上，如有些存在探头板现象要另加U托。模板安放完毕后由测量队放样定出盖梁中心线对模板进行位置调整并用水准仪进行标高复核。在底模方木与工字钢接触有夹角处打塞木楔，另外在盖梁两端起坡较大处安放垂直于底模的U托，用来防止浇筑混凝土时底模滑出。

5、钢筋笼吊装

钢筋笼子在现场绑扎成型，垫块绑扎要满足设计要求，保证不会漏筋。由两台25t吊车进行整体吊装（对钢筋笼子过长的可采用3台吊车进行吊装），吊装前用记号笔在钢筋笼子上做出定位标记。吊装时一定要注意吊点的选择，防止钢筋笼子弯曲变形，整个吊装过程要轻起轻放。（见图4）

图4盖梁钢筋笼吊装

6、预应力筋安装

钢筋笼子吊装完成后进行位置校正和其他钢筋的绑扎，然后进行波纹管定位工作，定位筋每50cm一道，确保浇筑混凝土时不会改变钢绞线坐标。之后进行预应力筋编号穿束。穿束结束后安装锚具，注意检查压浆口和出浆口位置，确保以后的张拉压浆过程中不会出现问题。锚具安装过程中注意不要破坏张拉区加强筋，防止由于端头强度不足引起锚具处的混凝土破坏。

7、侧模安装

模板接缝处加海绵条或双面胶防止漏浆，背楞要做加强处理。尤其是墩柱位置由于底部无法使用对拉螺栓，所以要采用刚度大的材料对其进行加固，在机场南线的盖梁施工中我们采用了双槽钢后焊接工字钢的形式进行加固，结果显示没有出现任何问题。拉设缆风绳时要注意跨中模板有可能出现较大变形的位置多拉设几道。实际施工结果显示跨中拉设缆风绳和跨中没有拉设缆风绳的盖梁在外观质量上存在一定差异。（见图5）

图5盖梁侧模的安装与加固

五、质量控制

1、认真进行地基处理，特别是无承台处地基要分层回填夯实，并用压路机碾压到密实度≮85%，外观达到平整，压路机压后无“弹簧”现象。然后在其上浇注10～15cm厚C20砼，用震动器振捣密实并进行养护。

2、搭设前对贝雷架进行检查，检查贝雷架有无弯曲、接头开焊、断裂、螺栓连接是否牢固现象，否则要进行处理，无误后方可实施支架搭设。

3、事前要控制支架搭设的高程，使得底座上托悬出高度≯40cm。对于墩柱高度不合适的可以在支腿下部加铁板凳进行调整。

4、支腿安放后，进行加固并检查支腿的垂直度，并用钢管扣件将贝雷梁支腿与墩柱抱接起来保证支架的稳定，符合要求后方可进行横梁吊装。

5、架设横梁前要在横梁与墩柱接触处包裹土工布，避免碰撞破坏墩柱外观质量。

6、架设横梁后检查支腿与横梁接触面是否存在空隙，若存在则采用加垫钢板的方法消除此现象，因为这种现象会导致横梁架设的跨径变大，对结构受力来讲是非常不利的。

7、对支撑底模U托要采用钢管扣接使其形成整体，保证其稳定性。计算确定U托的安放间距，试验确定单根U托的承载力。在机场南线的盖梁施工中试验结论显示单根U托承载力的安全系数较低，我们采用了在上顶托底部加焊钢筋头的办法解决了这个问题。钢筋头全部用的是下脚料，物尽其用，既保证了安全又节约了成本，这样做是很合适的。

8、检查底模是否存在探头板现象，若存在必须加设顶托。

9、现浇支架最关键的一点是支架的稳定，支架往往因为发生失稳酿成大祸，造成经济损失并产生不良的影响，根据机场南线施工实践，在保证贝雷梁支架竖直度和平面线形的情况下，每隔一片贝雷片设置一道剪刀撑，并用垂直于底模的U托进行加固,防止底模的滑移，实践证明这些措施是很奏效的。

10、检查模板接缝处是否漏浆和是否进行加固处理，尤其是墩柱处由于底部无法穿对拉螺栓。在机场南线的施工中我们采取接缝处粘贴双面胶防止漏浆，并用加强背楞防止模板变形，对于墩柱处经过反复计算，我们采用了双槽钢后焊接工字钢的形式进行加固，结果显示没有出现任何问题。

11、在合理位置拉设缆风绳，尤其是在跨中容易出现较大变形位置。

六、经济与社会效益

1、节约工期1个月，人工费节省30万元

本工法与其他材料相比，整体拼装速度提高近1倍。由于充分利用机械，现场搭设1个贝雷梁支架一般需20个工日，而碗扣式满堂支架则需30～40个工日。就机场南线贝雷梁支架施工而言，节约工期1个月，工费约30万元。因屡屡进度在全线领先，多次获得业主及监理单位的好评，在北京市场取得了很高的信誉，赢得了显著的社会效益。

2、用于地基处理的石灰、砂石料节省16.8万元

在机场南线项目采取贝雷梁支架施工的盖梁，每片就省去砂石料50m3，按当时北京的市场最低价40元/ m3计算，每片盖梁就节省2000元，84片盖梁共节约16.8万元。对于其他受地理条件限制区域，砂石料价格较高，这方面的成本也是很大的。

3、1天浇筑1片冬施预应力盖梁，总成本降低150余万元

由于贝雷梁支架为杆件受轴向拉压力，再加上加强弦杆承载力提高约1倍，每搭设1片贝雷梁支架，贝雷梁用量在11～12t，在逐轴施工的情况下，免去了支架的反复组装，充分利用机械施工，节省了大量的人工、缩短了施工周期，在机场南线盖梁施工中，即使在冬施的情况下，我们依然可以在1天时间内完成1片预应力盖梁的施工（其中还包括盖梁拆模、倒运模板等工作）。就机场南线盖梁施工而言，降低成本约150万元。

4、施工的同时维持交通

在机场南线的34轴盖梁，地处顺黄路与导改路的接头处，同时此处又是通往上辛堡村的主要路口，交通流量大。传统的满堂支架根本无法满足桥跨以下交通需要，为确保施工的同时维持交通，我们采用贝雷梁支架进行上部砼现浇，有效的解决了交通矛盾。

七、结语

1、利用贝雷梁支架进行现浇盖梁施工，可以整体拆卸，再整体吊装，充分利用机械施工，在逐轴作业时施工速度快，可以省去再次组装的人工和机械费用。

2、较满堂支架施工节省地基处理材料，能有效解决交通矛盾，经济和社会效益明显。

参考文献：

[1] 中华人民共和国行业推荐性标准，《公路桥涵施工技术规范》JTJ/F50-2011，人民交通出版社。

[2]《装配式公路钢桥多用途使作手册》，人民交通出版社，科研设计所。

[3]《路桥施工计算手册》，人民交通出版社。

[4] 中华人民共和国交通部部标准，《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86，人民交通出版社。