高墩连续梁支架现浇支撑系统技术研究

高墩连续梁支架现浇支撑系统技术研究

蔡立军

中铁二十五局集团第四工程有限公司 广西柳州 545007

摘要：本项目在高墩连续梁现浇施工时，采用铬钼钢合金钢穿心棒在墩顶作承载支点、贝雷桁架作纵梁及新型盘扣式支架的综合支撑方案。承载验算及施工实践表明，该类型的支撑系统在承载能力、刚度及安全稳固性方面均能达到本项目的施工要求，还具有较高的安全储备，增强应对不可预料因素带来的安全隐患的能力。且尽可能减少了支架搭设所需材料及施工工日，故在节约经济成本方面也取得了良好的效果。

关键词：高墩连续梁 支撑系统研究 穿心棒 贝雷桁架 盘扣式支架

1工程概况

宾川至南涧高速公路第3标段（茨坪枢纽）A匝道2号桥为跨越楚大高速、B匝道桥而设，桥梁起止点里程桩号为AK0+634.46～AK1+538.84，上部结构共11联，分别为2×30米预制小箱梁+50米简支钢箱梁+13×30米预制小箱梁+5×18.5+2×18.4+3×16.5米现浇箱梁+（43+40）米连续钢箱梁+（40+55+40）米连续钢箱梁。

基础采用钻孔灌注桩，柱式墩，大里程端采用柱式台，小里程端采用重力式台。

2总体施工方案

由于A匝道2号桥的5×18.5+2×18.4+3×16.5米箱梁位于小半径曲线上，仅能采取支架法现浇施工，该现浇桥段位于地势平坦地段，但是墩柱高度在24至28m之间，经多种支架方案比选，考虑到施工中支架的稳定性、安全性、可靠性和经济性。支架在结构上选用了跨越式，具体为采用了铬钼合金钢穿心棒+贝雷桁架纵梁+盘扣式钢管支架方案来进行现浇桥的施工。

在墩柱施工时，在墩柱的顶部预置贯通孔道，将铬钼合金钢棒穿过孔道形成支架的支撑点。钢棒上摆放沿桥横向的支撑梁（2I56a工字钢）。作为承载主要结构的贝雷梁则安放在支撑梁上。贝雷梁2片联成1组，片与片间以专用的联接架连接固定（片与片间距90cm）。不同组贝雷梁的安装位置及安装间距根据箱梁结构及承载验算而定。贝雷梁组间设置[14槽钢制作花架互相联结成结构整体。

贝雷梁上横桥向铺设分配梁（2[12槽钢）作为盘扣式支架立杆的垫梁，其间距与支架立杆纵向间距相同，垫梁槽钢与贝雷桁架上弦杆采用“U”型卡连接固定，使贝雷纵梁与垫梁联成稳固整体；垫梁槽钢长度需能连续跨过3排桁架以上，垫梁间采用夹板栓接接长。垫梁挑出盘扣支架外1m，垫梁挑出段满铺竹胶板作地面人员、车辆通行的防护棚及操作平台。在垫梁上搭设盘扣支架（φ60×3.25），支架顶托上横桥向摆放主龙骨（2[12槽钢）及纵桥向次龙骨（10×10cm方木），方木龙骨上铺设梁底模（1.5cm竹胶板）。

支架结构如图1、图2所示。

图1 支架结构横断面示意图

图2 支架结构纵立面示意图

3满堂支架验算

（1）荷载参数；

钢筋砼自重q₁按26KN/m³。

模板自重q₂按砼重5%计；

施工人员和运输机具重量q₃按2.0KN/m²；

振捣砼时产生的荷载q₄按2.0KN/m²；

浇筑砼时对架体产生的冲击荷载q₅按2.0KN/m²。

荷载分项系数：可变荷载按1.4，永久荷载按1.2。

（2）根据各结构最不利荷载进行算验，所得验算结果如表1所示。

表1 支架各承载部位验算结果表

由表计算结果可得，按本项目的支架设计方案，各承载部位的承载能力均能够满足施工要求，且有较大的储备，能够应对不可预料的突发荷载，增强了支架使用的安全可靠性。

4支架方案具体参数设计及施工关键技术

4.1穿心棒、墩柱预留孔施工

经承载验算，并考虑现有材料情况，采用φ180mm铬钼钢合金钢穿心棒可满足施工承载要求。

采取预埋φ200mm的PVC管制成穿钢棒的孔道，需注意横桥向预埋件标高要一致，桥面横坡采用盘扣支架来调整。顺桥向考虑纵坡影响，不同跨在墩侧将孔道错开设置。

穿心钢棒将上部支架的全部施工承载都传递给砼墩柱，使孔道砼产生了较大的压应力，为了避免孔道砼被压力破坏，在孔道的上下两面各增设两层钢筋网片（采用φ10钢筋，网眼规格为10×10cm）。

需严格确保PVC管按设计位置准确安装并牢牢固定，若与钢筋的受力钢筋存在干扰，采取调整受力钢筋位置的措施，严禁把受力钢筋切割。

4.2穿心棒及支撑梁安装加固

同跨的铬钼钢合金钢穿心棒顶面标高需确保一致，如果安装好的钢棒存在标高误差，则采取在支撑梁下垫焊适当厚度的钢板进行调整。穿心钢棒安装就位后，用硬质木契紧钢棒与孔道空隙，以固定穿心棒。

在穿心棒两侧摆放2I56a工字钢支撑梁，在每个墩柱的横桥向两侧分别设置1根φ32精轧螺纹钢将两侧的支撑梁拉紧稳固，穿心棒及支撑梁安装固定方法如图3所示。

图3 穿心棒及支撑梁安装固定示意图

4.3贝雷桁架纵梁安装

将贝雷片用汽车运至桥下，按2片贝雷桁架为一组，按设计长度进行接长，2片间设置专用的支撑架联结，片与片间距离为90cm。

联接完的贝雷梁组采用25t汽吊吊装至支撑梁上。将贝雷梁吊装至设计位置后，于支撑梁的横向、竖向均焊接型钢制作的定位挡块及压板，以避免贝雷梁出现滑移。不同贝雷梁组间设置[14槽钢制作的花架以互相联接成结构整体，确保纵梁稳固及安全承载。

贝雷梁上按盘扣支架立杆的设置位置及间距沿桥横向摆放立杆底托下的垫梁，垫梁采用双拼[12槽钢制作，并设Ф20“U”型螺栓将垫梁与贝雷梁的上弦杆联接固定。每处节点均设1个螺栓。

4.4盘扣式支架施工关键技术

盘扣式支架顺桥向和横桥向按120×120cm。

架体初始搭设时，于架体纵横向中心位置先按：立杆→水平杆→水平斜杆→竖向斜杆的组拼次序，拼好1个基本架体构造单元后，在基本单元的基础上再向四周及高处扩展拼装，直到完成整个支架的拼装。

先按现场情况对盘扣式支架进行预排，然后在贝雷梁上标识出2[12槽钢垫梁的安装位置，并完成垫梁安装后，在垫梁上拉线进行支架立杆的控制。按设计的安装位置将可调底座准确就位，并保证水平，注竟丝杆外露长度段小于300mm。再在可调底座上放入标准基座，安放立杆，并及时用扫地横杆、斜杆与立杆锁定，以确保架体稳定。

支架纵横向扫地杆距垫梁最大高差不得超过35cm。立杆的垂直偏差不得超过规范要求。纵、横剪刀撑采用专用钢管，按《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010要求进行布设及与支架其它杆件联结牢固。并与立杆、横杆逐层搭设。

完成支架最上层立杆的安装后，装上可调顶托。按照箱梁底板设计标高，将相应顶托高度调整就位，无论何种情况下，顶托丝杆出露高度不得大于400mm。必须扣接顶层横杆，且顶层横杆与主龙骨的最大高差不得超过650mm。

按设计顶面标高（预留箱梁预拱度）将顶托调就位后，铺设横桥向主龙骨（2[12槽钢），再铺设顺桥向次龙骨（10cm×10cm方木），使用水准仪全面复核标高无误后，方可铺设底模

4.5架体与墩柱、系梁连接

支架靠近墩柱、系梁处采取抱箍措施（如图4所示）与墩柱、系梁抱紧，同时设置顶柱钢管与墩柱和系梁砼面顶紧（接触处设置硬质杂木支垫，避免砼受损），顶柱钢管与支架杆件扣接。高度方向，架体按不超过3m设1道抱箍，抱箍与支架同步逐层施工。以加强支架整体承载及抗倾覆能力，确保施工安全。

图4 抱柱结构大样图

4.6施工平台及临边防护

垫梁挑出盘扣支架外1m，垫梁挑出段满铺竹胶板作地面人员、车辆通行的防护棚及操作平台。平台外侧设置高度为1.2m的防护栏杆。栏杆外侧铺挂密目安全网进行封闭。支架外侧搭设安全爬梯，以供施工人员上下桥。

4.7支架预压

施工前模拟实际工况对支架的承载能力、安装质量进行预压检验，以检验、评估支架强度、刚度及稳定性。并消除非弹性变，测取弹性变形。通过分析弹性变形值，调整支架的预拱值，从而确保支架安全及现浇梁质量。

（1）支架预压采用土袋预压（每个土袋重1吨），预压时底层土袋必须平放，均匀堆码且密实，预压中随时检查土袋大面平整且水平。为防止下雨淋湿预压材料导致自重增重影响支架安全，在预压袋吊装完成后用防水雨布将预压袋覆盖严实。

（2）预压时土袋采用货车运输至现场，吊车将土袋掉入预压区域。吊装土袋时安排专人指挥，参与吊装的人员有明确分工。

（3）用精密水准仪观测设在底模处及贝雷梁上的观测点的沉降形变，全站仪观测支架水平方向的形变。观测点在连续箱梁每跨的两端、1/4L、1/2L、3/4L设置1个观测截面。每个截面于箱梁底模上设置5个观测点。在底模观测点对应的贝雷梁上也设置观测点，观测点如图5所示。

图5 预压沉降观测点布置平面示意图

（4）预压加载从连续梁的跨中开始，纵向从跨中往两端对称布载；横向从跨中往两翼缘板对称布载。

（5）按预压的重量。实施3级（80%、100%、120%）布载，完成各级布载后进行沉降的观测，变形基本稳定后，再进行下一级布载，最终加载到120%后，持续观测48h，直至沉降稳定。

（6）当变形观测值表明架体已沉降稳定（满足规范所规定的，表明支架已稳定的条件）后，按规范要求的步骤及顺序卸载及分级观测。

（7）预压完成后对预压观测成果进行分析，重新计算支架预拱度并调整底模标高。

4.8支架的拆除

支架的拆卸按“由上而下，先搭后拆”的原则进行。

本项目均为多跨连续梁，1联连续梁从各跨的跨中开始对称拆卸架体。横桥向同时敲松整排的顶托丝杆，进行一起卸落。然后再沿桥梁纵向两侧均衡同步进行。

支架拆卸过程派技术人员全程跟班监管，避免拆架卸落过快，产生过大瞬时荷载使梁体出现裂缝。

贝雷梁拆除前，先解除贝雷梁组间的横向连接杆联接花架。现浇箱梁底板到贝雷梁高差约为3m，满足汽吊正常所需空间，采用25t汽车吊整组吊移贝雷梁。

贝雷梁组的吊点设于1/4L处，整体将梁组吊放至地面上，再分节分段运送到下一个施工点。2I56a工字钢支撑梁拆除前，先用汽吊挂牢，再解除横向连接的精轧螺纹钢后汽吊将其缓慢下放，然后再利用吊车拔出穿芯钢棒下放。

完成架体拆卸后，对穿钢棒的孔道进行压浆封堵及表面美化处理。

5结语

连续箱梁浇筑期间，对架体结构及重要承载构件进行变形及应力监测，没有出现对施工安全及施工质量造成不良影响的现象。施工期间架体整体稳固，各构件承载变形值及应力值与验算值基本吻合。施工完成的连续梁线型直顺，砼表面平整光滑。证明该支架方案技术合理、结构安全。

本项目采用墩顶跨越式支架方案，将支架的搭设规模降到最小，在避免了高大模板安全隐患的同时大幅减少了支架所需材料。支架所采用的铬钼合金钢穿心棒、贝雷桁架、盘扣式钢管支架均为受力明确、承载能力强、结构简便及使用成本低的材料。故，该支架方案还有效地降低了施工成本及缩短了施工工期，取得了良好的经济效益。对类似高墩现浇梁的支架方案具有较强的参考价值。

参考文献

[1]吴良明,骆红蕾.新型HD系列贝雷桁架在梁跨式支架体系中的运用[J].城镇建设,2021（20）:132-133.

[2]王永俊.大跨径刚构桥主墩中系梁支架穿心钢棒法施工工艺[J].建筑工程技术与设计,2017（13）:2285-2285.

[3]魏勇刚.平行弦桁架与贝雷梁组合支架在大跨度现浇箱梁中的研究与应用[J].铁道建筑技术,2016（3）:95-98.

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