现浇连续梁组合支架法施工技术

现浇连续梁组合支架法施工技术

刘向阳

中铁珠三角投资发展有限公司广东省广州市511458

摘要：本文根据广佛江快速通道银鹭立交工程现浇连续箱梁施工，对采用预应力管桩基础+钢管柱、贝雷片+碗扣脚手架的组合支架体系，在珠三角地区最典型的复杂淤泥地质条件进行现浇施工技术进行总结，为同类型施工提供参考。

关键词：淤泥地质；现浇连续箱梁；组合支架；施工技术

一、工程概况

本项目处于三角洲海陆交互相沉积平原，软土层发育，其具有分布广、厚度大、承载力低，高压缩性的特点，其多呈深灰色，饱和，流塑，含少量腐殖质，具有腐臭味，土质不均匀，含粉砂粒较多，常夹厚度5~20cm的淤泥质粉砂或粉砂层。据钻孔揭露情况，该片区软土分布广泛，厚度较大，软土含水量高、灵敏度高、压缩性高、空隙比较大、地基基本承载力容许值低。流塑状淤泥厚度约11~27m，下卧层为粉质粘土、淤泥质土，强风化泥质粉砂岩。本地区地下水位埋深较浅，地表水丰富。雨季受热带风暴影响，降雨频繁，雨量较大，降雨集中在4~10月份。

二、方案设计及工艺

2.1支架方案设计

贝雷架支撑体系承载力大、操作便捷、搭设速度快，跨度大，相对于传统支撑体系操作简单、经济合理，并在跨越地面障碍方面具有明显优势，故采用贝雷梁支架体系做为本工程现浇箱梁施工的支撑体系。贝雷支架包括直径500mm预应力管桩、混凝土条形基础、Φ630×10mm钢管立柱以及贝雷梁片、工字钢、钢管支架。贝雷梁片置于立柱横梁上，立柱横梁为双拼工630b工字钢结构，立柱基础为混凝土条形基础或既有结构物，立柱与基础连接采用预埋螺栓或预埋钢板与钢管柱焊接；条形基础下采取直径500mm预应力管桩加固。采用贝雷支架安装完成后在其上搭设碗扣支架。贝雷梁上部横向间距90cm布置16工字钢?有防掉落部位需在工字钢底铺设一层2mm厚钢板，碗扣支架底托立于工字钢上。2、施工工艺

2.2地基基础处理

预应力管桩：采用500mmAB型预应力管桩加固处理，要求管桩采用65Kw柴油锤打入持力层，冲程不大于2m，贯入度要求10击小于20mm。本工程管桩需穿透淤泥层、粉质粘土层，强风化泥质粉砂岩作为持力层，平均打入深度约30m。

条形基础：根据箱梁宽度B（单位：cm），条形基础尺寸150cm×100cm×(B+200)采用C30混凝土浇筑，提前预埋钢管桩连接预埋钢板，条形基础与条形基础或承台之间采用Φ630×10mm管桩支撑两处，钢管埋设于桥下填土中不小于1m，确保基础结构纵桥向整体稳定。钢管立柱与基础的连接采用预埋地脚螺栓的形式。

2.3钢管贝雷梁支架

贝雷梁支架由支撑立柱和支撑主梁组成。支撑主梁承载构件采用公路321装配式公路钢桥中的桁架片。

支撑体系应稳定、坚固，能抵抗在施工过程中有可能发生的偶然冲撞和振动，贝雷架立柱位置及立柱基础高程可随现场地表情况适当调整。安装时应注意：在跨路施工段夜间应用灯光标明行车方向。贝雷梁主梁顶设置密目安全网，此平台只是安全防护作用，不能承载重物和工作人员。?

2.4上部碗扣支架

现浇梁上部采用碗扣支架，高度为1.5-4m。支架立杆立于横铺贝雷梁上的16#工字钢上，支架采用纵向立杆间距为0.9m，中梁支座两端3m处间距加密为0.6m；横距在腹板高于2.0m处为0.3m，梁厚小于等于2.0m为0.6m；底板处为0.6m，翼板处为0.9m，横杆高度除腹板处为0.6m，其余部位为1.2m间距布置，上设封顶杆，下设扫地杆。模板支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑，中间横纵向由底至顶连续设置竖向剪刀撑，其间距不大于4.5米，翼板下设反拉杆确保翼板支架与下部支架的整体连接。两侧斜腹板单独设钢管?顶托支撑。确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性。

2.5模板设计

底模采用1.5cm厚竹胶板，竹胶板下方为纵向10cm*10cm木方，木方底板和翼板中心间距40cm布置，腹板处30cm布置，横桥向12cm*15cm方木作为主龙骨落在支架顶托上，实体加密区间距0.6m，其它区域0.9m。

侧模板采用木模板，1.5cm厚优质光面竹胶板，等高梁外顺桥方向铺10cm*10cm木方间距30cm，木板外竖向布置12cm*15cm方木作为竖肋，纵向间距0.9m，变截面连续梁内外木方方向相反。箱梁模板采用?座底?形式加固，用对拉螺栓拉紧，下设1道通长对拉杆，拉杆不小于16mm，变高梁腹板中墩支座12米处拉杆间距不大于0.6m，其余部位不大于0.9m布置。侧模外侧设置水平杆支顶，防止其侧向向外跑模和漏浆。

内模支撑采用普通钢管支架，横向不大于1.2m，高度方向不大于1.2m且不少于两道，纵向步距为0.9m，内模支撑方木均为10mm*10mm，木方、模板布置方式和距离均与外模相同。

2.6堆载预压

支架搭设并检查合格底模及侧模安装完毕后，等截面箱梁采用水袋进行预压，变截面箱梁采用砂袋进行预压，预压加载顺序及范围模拟混凝土浇筑过程分级进行，由两个中支点分别向两侧进行。支架进行预压前进行安全技术交底，落实好安全施工措施；预压吊装时人员要分工明确，专人统一指挥；吊装前，规划好起重设备位置及运砂板车行走路线，检查起重设备、吊具的安全技术性能。吊装时要根据所吊重物的重量和提升高度，调整起重臂长和仰角，起重臂伸缩和起吊重物时，要缓慢匀速，避免吊装物撞碰支架，保证吊装安全。

（1）预压荷载

在铺设完箱梁底模、侧模后，对全桥底模进行预压，预压位置与箱梁各部位尽量保持一致，预压荷载按箱梁重量的120%的堆载进行不间断预压，预压荷载全联一次性加载，以消除其非弹性变形。在每一跨箱梁的1/4跨、2/4跨、3/4跨支架顶部与底部设置沉降观测点，每个断面设置7监测点，每跨箱梁21个监测点。在贝雷梁跨中位置吊钢筋至距离地面50cm，观测预压期间挠度变化。?

（2）预压方法

采用装砂袋预压时，砂袋堆码应根据箱梁恒载形式分布。用吊车吊运预压袋到指定位置从每跨支座处向跨中进行预压从低处往高处预压，按每延米（每平方米）的预压砂袋的数量堆码整齐（注意在观测点处预留空隙，以便立塔尺观测）。采用水袋预压时，水袋根据箱梁恒载满布。水袋预压选用专业队伍实施，水袋尺寸根据箱梁尺寸选取，加水高度根据梁重换算确定。

??（3）预压观测及卸载

支架搭设完成后测定其初始值，然后在每一级加载后均对其进行观测，分为梁体重量的30％、60％、100％、120％，预压时间不宜少于7天，连续24小时沉降累计不大于3mm时，方可卸载。支架预压采取一次性卸载，卸载采用吊车将砂袋卸下并在卸载的每一级（级别同加载重量）阶段继续进行观测，并且建立完整的观测台帐并存档。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，验证、校核施工预拱度设置值的可靠性。根据预压时产生沉降值和预拱度值之和进行预抬。若沉降超出要求则及时采取措施，进行调整，以确保工程质量及安全。

2.7混凝土浇筑

混凝土的浇筑分连续浇筑、一次成型和先浇筑底板及腹板后浇筑顶板两次浇筑两种方式。对于梁高超过2.6米的连续箱梁采用分两次浇筑方式浇筑，对于其他箱梁高度较小和简支箱梁采用一次浇筑成型的方式。

2.8模架观测

为保证施工质量及安全，在混凝土箱梁施工过程中进行观测，包括外观观测和变形观测。主要检测部位为：箱梁排架基础及箱梁底模、侧模。监测过程中，发现异常及时报告现场指挥，现场指挥应随时了解沉降情况，发现异常及时处理。防患于未然，坚决杜绝重大恶性事故发生。具体方法如下：

外观观测：在混凝土浇筑过程中，在排架基础、箱梁横梁、腹板底模处等位置安排专人进行外观观测，配备对讲机随时与施工负责人保持联系。发现漏浆、变形过大等情况及时报告，立即停止浇筑并采取措施。

??预警标准：模板变形主要是涨模，肉眼观察面板变形不得超过2mm，模板背楞不得发生弯曲或断裂。

变形观测：在混凝土浇筑前，在箱梁腹板、中横梁等荷载较大位置布置变形观测点，横桥向布置四个点，纵桥向布置在每跨贝雷梁跨中及箱梁中横梁和端横梁位置，在混凝土条形基础上设置基础沉降点和位移观测点，并进行编号。支架变形观测点利用钢筋从支架顶托上垂下，距地面0.5-1m高度，浇筑前利用水准仪对点位进行观测，记录原始数据，浇筑过程中每浇筑完60cm混凝土观测一次变形情况，并与原始数据比对，得出支架的变形值。如发现支架的变形值过大应立即停止浇筑，分析原因，避免支架变形过大发生事故。基础沉降直接在混凝土面上布置观测点进行观测，条形基础上布置水平位置检测点，利用全站仪进行观测。

预警标准：利用水准仪观测15m跨中断面累计沉降不大于22mm，12m跨中断面累计沉降不大于13mm，端横梁及中横梁位置沉降不大于5mm，条形基础沉降不大于2mm，水平位移变化不大于2mm。

3、受力验算

3.1支架下部“工16”计算

工字钢上支架及模板重量计算如下：

模板平均计算面积按0.6*0.9m考虑，模板重p1=0.6*0.9*0.015*600*10=48.6N

纵向木方间距按0.3m考虑，横向木方按0.9m考虑，木方重p2=3*0.9*0.1*0.1*600*10+0.9*0.12*0.15*600*10=260N。

支架横向布置按0.6m间距，最高为4m，平均每根工14横梁上立杆数量1.5根，横杆0.6m每道，共按6道考虑，支架重量p3=（1.5*4+0.9*6）m*38.4N/m=438N

④工字钢自重p4=16.89kg/m*10*0.9=152N

则0.6*0.9m范围内支架模板自重P=p1+p2+p3+p4=48.6+260+438+152≈1000N。

工16横搭在下部贝雷梁上，中墩支点3米处按纵向0.6m间距布置，其余部位均为0.9m布置，横向最大间距0.9m。

端部实心段及腹板下横向枋木承担的均布荷载为：=1.2×（3.5×0.6+0.65*0.3）×26+1.4×0.9*6.5=79.8kN/m；

集中荷载P=79.8*0.9+1=72.8KN

跨中弯矩M跨中=pl/4=72.8*0.9/4=16.38kN.m＜Mmax=w.f=51KN.m，满足要求

最大剪应力Q=72.8/2=36.4kN＜Qmax=fA=764.3kN，满足要求

挠度fmax=pl3/48EI=0.69mm＜f允许=900/400=2.25mm

E———钢材弹性模量2.1*105Mpa

I———“工16”截面惯性矩，取712cm4

3.2支架下部“贝雷梁”计算

3.5m高变截面连续梁中墩支点第一跨共12米，取荷载最大部位：中墩支座附近腹板12米跨。

qmax=1.2*(3.5*0.6+0.65*2.1)*26+1.4*6.5*2.7+1.2*4+2*2.7=143kN/m（最高点梁高3.5m）

qmin=1.2*（2.4*0.6+0.65*2.1）*26+1.4*6.5*2.7+10.3+2.7=123kN/m(最低点梁高2.4m)

取最大值简支梁计算：（偏安全）

M=ql2/8=143*12*12/8=2574kN/m＜788.2*6=4729.2kN/m满足要求

Q=ql/2=143*12/2=858kN＜245kN*6=1470kN满足要求

f=5ql4/384EI=(5*143*124/(384*2*105*2.5*105)/6=13mm＜12000/400=

30mm满足要求

3.3钢管柱计算

9m+12m跨，平均梁高2.5m,3m宽度范围最大截面积3m2,计算长度10.5m，体积30.5m3。,腹板正处于钢管柱顶处，管柱高度取3m。

支架模板体系自重2KN/m2，则P1=2*2.5*13.5=67.5KN

工16分配梁0.9m/道，则P2=3*(10.5/0.9)*27.91*10=8.4KN

贝雷梁单片重量310kg/片，则P3=28KN

④双拼“工63b”自重P4=131.3*2*3*10=6.1KN

⑤钢管柱自重P5=153kg/m，取3m则自重为P5=4.6KN

P=1.2*（3*26*10.5）+1.4*3*10.5*6.5+P1+P2+P3+P4+P5=1347kn

细长杆件折减系数φ=0.951

轴心受压应力值σ=P/（φ*A）=1347/（0.951*19468）=73mpa＜210mpa,满足要求

考虑钢管柱锈蚀折减系数，根据《钢结构设计规范》新规范取0.85。

三、结语

在软基地质条件下进行桥梁支架现浇施工对支架体系承载力、整体稳定性提出了较高的要求，当软基厚度不大时可采取基底换填措施，而厚度较大的软基采取预制管桩并配合较大跨度的钢管贝雷梁支架更加经济合理、安全可靠。银鹭立交采用预应力管桩基础+钢管贝雷梁支架型式安全高效的完成了全部现浇梁施工，通过施工技术总结为今后类似工程提供相关经验。

参考文献

[1]刘士春，姚勐，黄黎.浅谈大跨度连续梁支架现浇施工木模加固[J].公路交通科技（应用技术版），2011，（03）：87-88.

[2]李文江.大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制[D].大连理工大学，203-05-03.

[3]李波，尹希林.武广铁路客运专线白马特大桥（32+48+32）m连续梁支架现浇施工技术[J].铁道标准设计，2008，（04）：69-70.