高支架现浇箱梁施工技术

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摘要：本文箱梁支架采用贝雷梁和型钢组合支架施工，通过结构软件对组合支架计算分析，确保该施工方案的安全可行。可为类似工程提供参考和借鉴。

关键词：高支架 现浇箱梁贝雷梁 组合支架 施工方案

Abstract：This article mainly talks about using bailey beam and steel combination bracket for construction, analyzing the combined bracket via software to ensure the safety and feasibility of construction program，providing a reference for a similar project.

Key word：high trestle；cast-in-situ box girder；bailey beam

combined bracket；construction program

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1 概述

1.1 工程概况

大榭第二大桥I标侧引桥采用预应力砼连续箱梁布置，支架现浇，基本跨径30～40m。靠近主桥段箱梁桥下净空高达30m，为了确保箱梁施工质量、安全符合设计要求，箱梁支架需采用有足够强度、刚度的组合支架。

1.2 工程特点

（1）箱梁高支架施工区域内地质条件复杂，需结合实际地质情况分别对各位置进行设计施工。

（2）箱梁投影区域内管线较多，包括有石油管线、大工业供水管线、新建雨（污）水管线，通信管线等，互相交错，设计施工时需进行管线避让保护。

2 现浇箱梁支架设计

2.1 设计方案选定

箱梁跨度大、净空高、地形复杂、施工场地狭小，支架系统要有足够的强度、刚度和整体稳定性才能确保施工安全和质量。普通门架的施工工艺已不能满足施工需要，必须采用其它技术措施和施工方案。

结合实际情况并经详细的经济技术比较，采用钢管立柱和贝雷梁组合支架法实现箱梁的支架施工。该组合支架荷载传递途径明确，对钢管立柱和贝雷梁要求低；支架构件较大，数量少，可周转利用，较易保证施工安全。支架主要分为上下两部分：上部分是支撑结构，主要由钢管立柱贝雷梁组成，各部位之间进行刚性连接，连接成一个整体；下部分是承重结构，主要有条形砼基础和钢管桩两种。

2.2 设计布置形式

组合支架采用钢管作为支撑墩，双拼工字钢作为立柱顶分配横梁，贝雷片作主梁，贝雷梁上部搭设可调重型门式支架，立柱下为条形砼基础或钢管桩基础。具体布置形式如下：

门式支架：门架采用重型门式支架，支架布置在支垫槽钢上，高度控制在2-4层。横向间距：在空箱底部及翼缘下间距0.9m，腹板处加密为0.6m；纵向布置间距：在墩柱两侧过渡区内间距0.6m，其它位置均为1.0m。

门架分配梁：贝雷梁上横向设置[20槽钢，作为门架支垫，将门架受到的力均匀分布到贝雷梁上，间距同门式支架搭设间距。

贝雷纵梁：支架纵向承重梁由16排（8组）单层单排加强型贝雷片桁架组成。每组贝雷梁间距0.9m，在腹板处加密为0.6m。

横梁：横向承重梁由双拼I40a工字钢组成，工字钢布置在每排钢管立柱顶部。

立柱：箱梁跨中设置6排钢管立柱，每排设置4根，立柱直径为600mm壁厚10mm的钢管；墩柱两侧钢管立柱直接利用既有承台作为支撑基础，不需要处理地基，避免地基沉降带来的影响，节约了投资，加快了施工进度。

条形砼基础：每排钢管立柱底部布置一条条形砼基础，基础为钢筋混凝土结构长13m，宽2m。该基础施工简单，抗弯刚度大，能将集中的立柱荷载均匀分散到整个基地面积上，避免发出不均匀沉降，避免对地下管线产生干扰。

桩基础：桩基础采用与钢管立柱相同尺寸的钢管，与立柱一一对应，根据每排地质条件确定桩长。

3 支架稳定验算

支架验算顺序是按照受力传递方向从上到下逐项验算（各项以最不利受力情况进行分析）。通过验算检验设计的支架是否满足施工要求。

3.1 施工条件

以pdx51-52跨为例，施工区域主要为软土路基，地形均相对平坦，地面高度以承台顶标高2.4m计，净空高度为26.6～27.8m。

图3-1 箱梁立面图

3.2 支架验算

支架所受荷载主要包括现浇箱梁混凝土重量、混凝土浇筑时的施工荷载、贝雷梁、钢管立柱和条形砼基础自重等。采用等截面法对箱梁各断面进行换算：

图3-2 等截面换算图

（1）在集中荷载P的作用下，受力简化模型如下：

图3-3受力简化图

经软件计算分析：门架及门架支垫槽钢受力均符合设计要求。

（2）跨中最不利位置的贝雷纵梁计算结果： ＝241.3KN•m ＜=788.2 KN•m； ＝1.2 164.8＝197.8KN＜ =245.2KN； ＝2.2mm＜ 。贝雷梁受力满足要求。

（3）单条条形砼基础承受上部最大压强为160Kpa

（4）钢管桩与钢管立柱一一对应，钢管桩承载力约为钢管立柱承重。该跨桩基上部结构总荷载（箱梁自重、模板支架自重、施工荷载、贝雷梁和钢管立柱自重等）传递到钢管桩的压力为19693 kN＜钢管桩的实际承载力22262kN。钢管桩承载力满足支架承重要求。

3.3 验算结果

通过计算，该箱梁组合支架各构件分别满足设计强度和承载力变形要求。计算中，贝雷梁、横梁、钢管立柱承重系数均取1.2，仍满足要求，箱梁整体结构安全。

4 现浇箱梁支架施工

4.1 支架基础施工

4.1.1 钢管桩基础施工

钢管桩直径600mm，壁厚为10mm，根据具体地质条件确定桩长，一般约为35m。根据设计的钢管桩桩位，采用90振动锤，吊车吊打形式将钢管桩打入地基中。

钢管桩施工工艺流程：清理地表桩位测放吊桩吊机移动就位插桩振动下沉、接桩施打至设计深度桩顶切割。

4.1.2 条形砼基础施工

条形砼基础作为支架的承重结构，需要满足支架体系承载力要求，避免发生不均匀沉降。条形基础地基可采用原砼道路，对于较差土质要进行掺入10%的石灰特殊处理，并保证地基承载力特征值满足200Kpa。基础四周设置排水沟。

条形砼基础施工工艺流程：地基整平压实测量放样绑扎钢筋安装模板安装预埋钢板测量复核砼浇筑拆模养护。

4.1.3 钢管桩与条形砼基础施工工艺对比

钢管桩基础施工安全系数高，但施工工序复杂、需租用大型设备、效率低、造价高、沉桩质量难以控制、材料周转周期长。

条形砼基础属于一次性投入，虽无法进行周转，但施工工序简单、速度快、造价低、能够满足技术要求，起到降本增效的效果。

综合以上两种施工工艺，在地基承载力允许的情况下，建议在同类工程中采用条形砼基础作为箱梁支架的主要承重基础。

4.2 钢管立柱施工

钢管立柱作为支撑结构在整个支架体系中起到至关重要的作用。在保证每排钢管排架承载力的前提下，重点保证钢管立柱的整体稳定性和抗倾覆能力。

（1）根据支架总高度确定立柱高度，每联钢管立柱采用相同高度，保证每联的连续性。

（2）将每4根钢管通过[20槽钢焊接固定拼装成整体框架。框架四周由槽钢焊接成“之”字形联系撑加固，对角柱子之间由槽钢焊接成“十”字交叉形联系撑加固，每个框架设置上下两层联系撑。使钢管立柱之间形成受力整体，可以增强立柱刚度和抗倾覆能力，可以提高机械化作业程度和工效，节省作业时间。

（3）位于承台（条形基础）上的钢管立柱，直接安放于承台（条形基础）的预埋钢板上，进行焊接固定，以增加临时支墩的稳定性。

（4）安放于钢管桩上时，钢管桩顶部要焊接内衬钢板，内衬钢板成“十”字交叉式。内衬钢板顶与桩端水平并在上部焊接2mm厚800*800mm封板。

（5）安装前，检查钢板标高是否相同。用履带吊将钢管框架整体吊装安放于条形基础（钢管桩）上，与钢板焊接固定并在周边焊接4块三角钢板。

（6）安装时必须保证钢管支架的垂直度，避免偏心受压。支立完成后，及时进行顶部横梁和钢管间的连接构件安装，然后拆除临时风绳。

图4-1 钢管平面布置图

4.3 横梁施工

（1）每排钢管立柱顶部横向设置I40a工字钢作为横向承重梁。安装时要求检查工字钢与水平钢板之间紧密连接，空隙处添加钢板进行支垫。

（2）横梁由工字钢双拼焊接而成。根据原材尽量选用适当长度，将焊接接口安置在钢管立柱顶部中心位置，接长位置增加加劲板。

（3）安装完成后，将横梁与钢管顶部水平钢板点焊连接，增强钢管立柱的整体稳定性。

4.4 贝雷梁施工

（1）贝雷梁由16排单层单排加强型贝雷片组成，最大跨度为9 m。纵桥向根据跨度的不同，采用不同片数组合连成一排；横桥向根据设计间距布置。

（2）每组贝雷纵梁采用90cm支撑架连接，增强自身抗扭抗弯能力。

（3）贝雷架按设计长度先在场地组拼成组，进行整体吊装。吊装采用吊车两点吊进行逐排安装，吊装顺序由中间向两侧安装。整体吊装可以减少高空作业量，保障施工安全，提高工效。

（4）安装前，在工字钢横梁上标记出贝雷架安装位置，安装时以标记为准。

安装完毕后，在贝雷架与工字钢搭接处焊接固定[12槽钢，作为贝雷梁下弦杆的横向限位装置，防止贝雷梁横向移动。

（5）贝雷梁与横梁之间用“U”型卡扣住，将贝雷梁与下部支架联成整体。

图4-2贝雷梁布置立面图

4.5 门架分配梁铺设

在贝雷梁上部沿横向铺设[20槽钢作为门架分配梁。按照门式支架搭设纵向间距要求排列布置。槽钢两侧各留出1.2m人行道，人行道两侧设有栏杆围护。分配梁之间满铺竹笆片，底部悬挂安全网，防止物体坠落。用限位卡将分配梁固定于贝雷架上。

4.6 门式支架搭设

贝雷梁上方与梁底之间搭设门式支架，主要是为了箱梁浇筑完毕后，支架尤其是钢管立柱和贝雷梁拆卸方便。

门式支架直接布置在槽钢分配梁上，满堂搭设，设置三维剪刀撑，高度控制在2-4层门架。

横向门架布置：箱室底部及翼缘板处间距0.9m，腹板处间距加密为0.6m，以满足腹板施工需要。

纵向门架布置：墩柱两侧过渡区范围内门架排距0.6m，其它间距均为1.0m。当箱梁跨距发生变化，可增减门架排数，但过渡区门架间距不宜变化，确保支撑系统安全。

5 支架预压及预拱度设置

5.1 支架预压

支架预压目的：①检查支架和基础承载力，确保施工安全；②消除支架和地基非弹性变形的影响，收集支架弹性变形数据，作为箱梁设置预拱度的依据。

预压重量为箱梁结构自重与钢管支架、模板重量之和的1.2倍，加压顺序与浇筑混凝土顺序一致。

5.2 预拱度设置

在贝雷梁支点处、沿结构纵向每隔1/4跨径分别位置布置测点，进行四级加载，观测并整理沉降数据。根据观测数据和梁体挠度设置预拱度，满足梁体的设计线性要求。

6 结论

高支架施工采用承载能力大的构件，贝雷梁、型钢组合支架荷载传递途径明确，各构件能够满足受力要求，支架整体安全稳定。希望此文能给类似工程提供参考和借鉴。

参 考 文 献

1 刘志波，李树敬 军用墩和贝雷梁组合支架跨路施工技术,铁道建筑,2010，（7）：65-133

2 吕德阳,钟本锋,董 煊 钢管桩和贝雷片施工支架简介,山西建筑，2003,29（7）:72-73

3 中华人民共和国建设部，钢结构设计规范（GB 50017-2003），中华人民共和国国家标准，北京：中国计划出版社，2003-10-01

4 中国人民共和国住房和城乡建设部，建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 128-2010），中华人民共和国行业标准，北京：中华建筑工业出版社，2010-05-18