钢管立柱贝雷梁支架法在软弱地基现浇梁施工中的应用

钢管立柱贝雷梁支架法在软弱地基现浇梁施工中的应用

陆剑明

中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410000

摘要：针对目前钢管立柱贝雷梁支架法在软弱地基现浇梁施工中的应用局限，文章以实际工程项目为例，分析了钢管立柱贝雷梁支架法应用控制目标，并提出了具体实践的方法策略，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。

关键词：钢管立柱；贝雷梁支架法；软弱地基；现浇梁施工

引言

科技水平的不断进步，使得人们对桥梁工程项目建设使用的安全稳定需求越来越大。为此，基于软弱地基现浇施工的复杂性，相关建设人员采用了钢管立柱贝雷梁支架法，进而使其以高稳定性状态作用于实践，以服务于现代化经济建设的全面发展进程。

1工程概况

武汉轨道交通21号线(阳逻线)土建施工部分BT项目第二标段梅教街站~武湖站区间（毛店村）简支梁跨径30m或25m，为单箱单室简支箱梁结构，梁高1.8m，桥面宽9.4m，底宽4.1m。桥墩采用椭圆形实心墩，墩高18.25m~20.75m，采用承台加灌注桩基础。该区域墩位大部分位于鱼塘换填区域，表层回填土及下层淤泥质粉质粘土可厚达10m~15m，地基承载力较差。现浇支架的受力计算及搭设是现浇箱梁施工的一重点，为确保支架的稳定性先根据设计荷载、施工荷载等进行支架设计，然后验算支架受力。为保证支架稳定在计算荷载，考虑一定的保险系数，从而确保支架稳定。在支架搭设时必须按支架设计间距布设，纵横斜向支撑按设计要求布置。

2钢管立柱贝雷梁支架法在软弱地基现浇梁施工中的应用控制目标

钢管立柱贝雷梁支架结构自下而上由钢管立柱、可调节高度沙顶、工字钢承重横梁、贝雷梁纵梁及工字钢分配横梁等组成[1]。如图1所示，为支架总体布置示意图。

图1（b）支架布置图

每一孔箱梁两端部各设置1排钢管立柱，跨中设置1排钢管立柱，共3排钢管立柱，每一排钢管立柱按间距2.5m设置3根Φ609cm壁厚16mm钢管立柱。钢管立柱与基础之间采用膨胀螺栓及加强钢板进行锚固，钢管立柱之间采用[16槽钢进行连接，钢管立柱垂直方向上每隔6m设置一道剪刀撑，加强钢管立柱的整体刚度和稳定性。钢管立柱顶部设置能够调节高度的沙箱，沙箱顶上摆放双拼工字钢作为横向承重梁，承重横梁采用I45b双拼工字钢焊接而成。横梁上布置贝雷梁纵梁，贝雷梁采用“321”装配式钢桁架拼接成组，按每跨梁9组，每组2片进行布置。贝雷梁顶部铺设I20工字钢做分布梁，分布梁间距与箱梁钢模板支撑桁架间距相对应。分配梁与贝雷梁之间采用U型扣将工字钢与贝雷片连接在一起[2]。

3钢管立柱贝雷梁支架法在软弱地基现浇梁施工中的应用控制策略

3.1基础处理

桥址位置位于原毛店村鱼塘位置，上层12m为人工回填土及淤泥质粉质粘土，下层为泥质砂岩及中粗砂岩。膺架法跨中支点采用3根20mφ800钻孔灌注桩上设置条形混凝土基础进行加固。条形基础尺寸为：长7.3m×宽1.5m×厚0.8m[3]。

图4.1-1跨中地基加固布置图

3.2钢管立柱安装

钢管立柱安装前测量承台及条形基础标高，根据测量数据调整钢管立柱下料长度。钢管立柱安装时，必须保证垂直度，避免偏心受压。钢管立柱安装完毕后，立即采用槽钢进行横向连接加固，以保证钢管立柱的整体稳定性。

3.3可调节高度沙箱安装

钢管立柱顶面设置可调节高度的沙箱，沙箱内填充干燥的细沙，通过控制细沙的体积来控制沙箱顶高度，以消除钢管立柱安装误差。沙箱在梁体浇筑完毕后还起着作为落梁设备的作用。

3.4横向承重梁安装

横向承重梁采用双拼I45工字钢焊接而成，为保证承重梁受力良好，在横梁受力集中的位置加焊加劲肋板。承重梁安装完成后采用焊接将横梁与沙箱顶部连接一起，以增强支架的整体稳定性[4]。

3.5贝雷梁纵梁安装

贝雷梁采用“321”装配式钢桁架组装，纵桥向2片连成一组，横桥向布置9组，根据箱梁不同结构部位采用不同间距布置。贝雷梁采用吊车配合拼接组装，再整体吊装。吊装时根据方案在承重横梁上画出贝雷梁的安装位置，然后按照由中间往两边的顺序进行安装。

3.6分配梁及底摸及底摸安装

分配梁间距与箱梁钢模板支撑桁架间距相对应。分配梁与贝雷梁之间采用U型扣将工字钢与贝雷片连接在一起。贝雷梁纵梁及分配梁铺设完成后进行箱梁底摸安装。

3.7支架预压

预压的目的是为了消除支架的非弹性变形，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。在支架及底摸安装完成后，须根据规范要求对支架进行预压。

3.7.1预压加载

支架采用预制块试压,根据设计图纸30米双线简支梁梁体钢筋混凝土总方量为166.1方（包括腹板及齿块），梁体混凝土结构自重容重为26.5KN/m?。

梁体荷载重量为：166.1×2.65=440.165吨。其中实际所需要考虑的预压荷载需扣除梁体梁端各1米的实心梁段，其中各预留一个工作窗。共需减除48.4t。则实际所考虑梁体荷载为：440.165-48.4=391.765t。

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011），预压按照自重的1.2倍加载，则需要水荷载的总重量为：G=391.765×1.1=430.94吨。

本次预压位置为28米箱梁钢制底板，长28m，预压底板面积：114.8㎡，预压重量为430.94吨。

支架预压按照施工最不利荷载进行加载，预压系数为1.2，预压加载分三次进行，第一次加载至总荷载的60%，第二次加至载总荷载的100%，第三次加载至总荷载的120%。第一级预压荷载为60%：G1=60%×391.765=235.059t，第二级预压荷载为：G2=80%×391.796=313.437t，第三级预压荷载为:G3=120%×391.796=470.155t。

3.7.2沉降观测点的设置

支架压载观测点布置：箱梁模板上的测点布置5个断面，即每L/4跨度、1/2跨度及端部五个断面，每个断面分别在底板下布设3个点、在翼缘板下分配梁上布设2个点，一个断面共布设5个点。

每级加载完成后，应每间隔2h对支架沉降量进行监测；连续监测6小时，当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2mm时，即可继续进行下级加载。全部加载完成后每6小时监测一次，各监测点沉降量平均值小于1mm时，判定支架预压合格。预压后，通过底模下加垫钢板精确调整底模板标高，其标高设定时考虑设置预拱度。预拱度设置要考虑梁自重所产生的挠度、支架受载后产生的弹性变形和非弹性变形、支架基础的沉降、张拉以后的反拱等因素。卸载：卸载按加载顺序的反向进行，按照先加载的后卸，后加载的先卸的原则。预压时主要观测的数据有：支架底座沉降—地基沉降；卸载后顶板恢复量以及支架的侧位移量和垂直度，按测得的沉降量及设计标高，重新调整模板标高[5]。

4结束语

综上所述，现浇梁施工控制的质量效果，需结合工程项目的实际情况与设计使用需求，采用最具效用的钢管立柱贝雷梁支架法，来提高工程项目建设使用的安全稳定性。

参考文献

[1]王泰钧.钢管桩贝雷梁模板支撑体系在现浇箱梁施工中的应用[J/OL].交通世界,2017,(10):98-99.

[2]金锋.钢管立柱加贝雷梁组合支架在现浇箱梁施工中的应用[J].中国高新技术企业,2016,(24):123-125.

[3]彭金杰.钢管立柱贝雷梁支架现浇梁工法[J].黑龙江科技信息,2016,(20):216-217.

[4]刘玉明,路一.牛腿贝雷梁支架在软弱地基施工中的应用[J].安徽建筑,2014,20(01):101-169.

[5]刘红峰,徐永.余慈高架站到发线双幅站线梁钢管贝雷支架设计分析[J].铁道建筑技术,2012,(S1):35-38.