桥梁上部结构现浇箱梁的钢管贝雷支架施工工艺技术

桥梁上部结构现浇箱梁的钢管贝雷支架施工工艺技术

王兵

中交一航局第一工程有限公司

摘要：本工艺为桥梁上部结构现浇的施工方法，钢管贝雷支架施工工艺技术，经过现场施工应用，对其工艺流程及控制要点进行分析，包括钢管贝雷支架搭设，支架预压，钢筋、混凝土施工以及预应力施工等。经过工艺研究及实践，取得这一工艺全面提升了施工质量、安全、标准化管理水平的结果，使钢管贝雷支架现浇此工艺更具有科学性、可靠性、安全性。可为今后类似工程提供借鉴。

关键词：桥梁，上部结构现浇，钢管贝雷支架，标准化管理

引言：随着社会的发展，城市规模的不断扩大以及家庭机动车的普及，为了缓解交通压力，增加相邻城市之间的联系，一条条高速公路拔地而起，高速公路中匝道桥、曲线过大桥梁采用现浇箱梁的比例越来越大，现浇箱梁支架施工质量好坏对结构安全性能影响很大。以巫云开高速公路A1标段巫溪西互通B匝道桥现浇箱梁施工为例，结合现场实际施工情况，简述桥梁上部结构施工中的钢管贝雷施工工艺，为类似工艺提供参考与借鉴。

1 工程概况

1.1 工程简介

巫溪至开州高速公路项目施工WYKTJA1标段位于重庆市巫溪县，按双向四车道高速公路标准建设，设计速度80公里/小时，桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级；交通工程及沿线设施等级为A级。本标段全长13.2公里，总体呈东西走向，起止里程为：K0+000-K13+200。

巫溪西互通B匝道桥与主桥衔接，全桥共分为三联九跨，均为25米/跨现浇箱梁，其中第2、5、7号墩为墩梁固结，支架最小高度为4米，最大高度为36米，高差达32米。

1.2 自然、地质条件

巫溪县属亚热带暖湿季风气候，其特点是：气候温和，雨量充沛，光照充足，四季分明，冬暖夏热，春早秋凉。秦岭、大巴山阻挡北方冷空气南下，气候温暖湿润。因地势高差悬殊，气候垂直变化明显，为典型的立体气候。

查询巫溪县2010-2020近十年历史天气记录，可发现年降雨天数占比为30%，降雨多集中在6-9月份，综合所得年有效施工天数为255天。

西互通B匝道桥现浇梁桥墩位于斜坡地带，坡角 10～25°，局部存在陡坎。地表被第四系粉质粘土覆盖，覆盖层厚度 0. 8～4m，下伏基岩为角砾状灰岩。强风化层厚约3.3～14m。强风化岩体破碎，中风化岩体较完整。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1工艺原理

钢管贝雷支架施工工艺是以钢管桩支撑作为支架支撑基础，上方搭设贝雷梁作为贯穿每跨的承重梁，贝雷梁上铺设分配梁，分配梁上搭设盘扣脚手架，起到支撑与调节箱梁标高与横坡、纵坡体系，盘扣支架上方铺设木方与木模板施工作业。

钢管贝雷支架不仅施工简单、速度快而且具有施工安全性高、操作简单等特点，能取得良好效益

2.2施工工艺流程

图2.2-1  施工工艺流程图

2.3施工步骤

2.3.1施工准备

（1）技术准备

组织施工技术人员熟悉施工图纸，复核坐标、标高。认真详细编写安全技术交底，在施工前对所有相关人员（技术、测量、物资、试验、作业班组等相关作业人员）进行全覆盖技术交底。制定详细可行的现浇梁施工作业指导书。

（2）试验准备

钢管桩、混凝土原材料、普通钢筋、预应力钢绞线、支座等相关指标检测；混凝土、预应力孔道压浆浆液配合比适配、验证；钢筋机械连接、钢筋焊接工艺试验；支架基础地基承载力检测。

（4）测量准备

控制网复测、加密；地形复测；墩柱、支座复测；箱梁放样数据计算、复核。

（5）现场准备

便道：支架现浇箱梁各工点便道建设，满足起重汽车吊、运输车辆通行要求。支架材料：钢管、贝雷、型钢等支架周转材料准备。箱梁材料：普通钢筋、预应力钢绞线、波纹管、支座等材料按现浇箱梁工期计划提前准备就位。按规范要求准备焊接、切割材料等材料。

（6）机械准备

各工点均布有三级电箱，满足施工临时用电要求；钢筋加工场天车、钢筋加工设备、钢筋运输及吊装设备正常运转；智能张拉设备已固定、运输罐车、汽车泵、布料机等联系、准备就位。

（7）安全准备

施工临时用电按要求安装，施工现场临时用电工程采用TN-S接零保护系统。支架钢管、贝雷、爬梯，避免使用不合格或不满足要求的损伤材料。支架通道、操作平台按规定要求进行搭设、防护。施工场地出入口设立安全警示牌，在危险部位设置明显的安全警示标志。凡进场作业人员均由安全部组织入场三级安全教育、工程部组织安全、技术交底。现场技术人员施工前对施工人员进行技术交底，施工人员熟悉地质条件及施工流程。特殊工种，需进行作业前的检查，必须持证上岗。制定有针对性的事故应急预案，完善各种预防措施，保障在遇到突发情况时有妥善的处理方案。

2.3.2基础施工

本座桥现浇梁施工基础主要为以下两种形式。

（1）2#墩-9#墩采用条形基础预埋钢管桩法兰盘基础。条形基础施工前对原地面进行清表，清表后开挖至风化岩处，再进行地基承载力试验检测，地基承载力满足250kpa要求后施工条形基础垫层，再按照设计尺寸施工条形基础。基础周边做好排水，避免雨水冲刷基础。

（3）第1跨根据现场地形地势采用满堂支架结构形式，基础清表开挖至设计标高，进行地基承载力试验，满堂支架基础地基承载力不得小于216kpa，基础垫层采用C20混凝土，厚度20cm。基础周边做好排水，避免雨水冲刷基础，垫层表面浇筑后抹面平整，避免因表面不平整使支架底部产生不稳定缝隙。

2.3.3支架搭设

巫溪西互通B匝道桥第1跨采用满堂支架结构形式，第2-3跨、9跨采用钢管柱单层贝雷梁+盘扣组合支架结构形式，第4-8跨钢管柱双层贝雷梁+盘扣组合支架结构形式。

本桥箱梁宽度为8.5m，高度为第一联2m，第二、三联1.8m。钢管柱采用φ630×10mm螺旋钢管，横向标准间距为4米。钢管柱连接系采用槽14，连接系高度为3米，间距为4米。主横梁采用双拼I45b，贝雷梁之间纵向在插销孔旁采用90或45标准花架连接。

贝雷梁上横向下分配梁采用双拼I10，下分配梁上搭设盘扣支架。盘扣支架立杆采用φ60×3.2mm钢管，水平杆采用φ48×2.5mm钢管，斜杆采用φ42×2.75mm钢管。盘扣支架横向间距为0.9米，纵向间距为0.9米，水平杆步距为1米。顶托上横向分配梁采用I10，横向分配梁上布置10*10cm的方木，箱室处方木横向间距为0.3米，腹板与横梁下加密至0.2米，方木上铺设15mm的竹胶板。

图2.3.3-1 巫溪西互通B匝道桥现浇箱梁支架结构示意图

（1）钢管立柱搭设

①钢管立柱加工：钢管立柱两端采用20mm厚钢板做成的法兰盘，法兰盘直径为750mm，法兰之间采用12个M24高强螺栓连接，法兰盘与钢管端头连接处采用10mm厚的80mm×60cm小三角钢板12块米字型进行加强。钢管立柱长度标准节为1m、2m、3m、6m长度的钢管若干，用于调整钢管整体高度。同一相邻钢管立柱连接断面应上下错开不小于0.5米，不设在同一水平面上。施工基础时，在基础顶面预埋6根0.4米长M24螺栓。钢管加工如下图所示：

图2.3.3-2钢管立柱工厂加工图

图2.3.3-3法兰盘及加劲板大样图

②根据施工方案测量定位钢管立柱位置，进行钢管立柱的搭设，钢管立柱在现场平整地面按照设计高度拼装完成，并采用25t汽车吊将其整体吊装至设计位置。安装完成后立即焊接[14钢管柱连接系，防止钢管倾覆。立柱安装必须保证垂直度≤0.1%H，且≤30mm。

（2）I45b主横梁搭设

钢管在设计位置支设完成后，在每横排钢管固定完成且连接系安装完成后即可进行I45b主横梁安装，主横梁采用双拼工45b，主横梁连接接头放在钢管上且接头两侧采用钢板焊接连接。主横梁摆放好后对主横梁与钢管柱顶焊接固定好后才能卸吊车吊钩。主横梁与每根钢管柱顶法兰盘焊接，并且在每根钢管顶主横梁两侧焊接钢板挡块，防止拖拉贝雷梁时主横梁滑动或倾覆。摆放主横梁时应注意拆除时吊装侧的预留长度。两根I45翼缘板对接焊时，上下翼缘均须对接焊，焊接方式相同，每条焊缝长度为0.2米，焊缝中心间距不大于1米。对接焊缝应满足焊接规范要求。

（3）贝雷梁及下分配梁安装

贝雷梁根据间距先在现场拼装成整组，而后使用汽车吊吊装就位，吊装时按设计位置就位。对于设计贝雷梁竖杆未在主横梁上的情况及贝雷梁搭设过程中如果因为施工偏差导致贝雷梁竖杆未落在主横梁上，都必须设置双拼槽8加强竖杆，加强竖杆必须磨光顶紧上下弦杆，不能有间隙，确认能够传递竖向荷载。

为加强贝雷梁横桥向稳定性，须对贝雷梁采取横桥向加固，在主横梁两端各用槽14焊接一道限位卡，防止外排贝雷梁侧向滑移。贝雷梁上进行盘扣支架搭设前应布设安全网和安全生命线。

贝雷梁上双拼I10分配梁的两根接头落在弦杆上，其两根的接头不能在同一个断面上，双层贝雷梁及12米及以上跨度贝雷梁双拼I10接头错开长度不小于1.8米，9米跨单层贝雷梁双拼I10接头错开长度不小于0.9米。箱梁两排的各两根交错排列，使贝雷梁均匀受力。

图2.3.3-4双层贝雷梁第一步安装 图2.3.3-5双层贝雷梁第二步安装

（4）盘扣支架搭设

盘扣式钢管支架按照《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》(JGJ 231-2010)中Z型承插型盘扣式钢管支架设计。立杆规格为φ60×3.2mm，材质为Q345A；水平杆规格为φ48×2.5mm，材质为Q235B；竖向斜杆规格为φ42×2.75mm，材质为Q195；水平斜杆规格为φ48×2.5mm，材质为Q235B；可调托座和可调底座规格为φ48×6.5mm，材质为Q235B。根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆、斜杆。先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆，再逐层往上安装，同时安装所有横杆。同一层立杆和横杆安装完毕后，安装斜杆，保证支架的稳定性。斜杆通过插销与盘扣支架罗盘连接，安装时尽量布置在框架结点上。严格按计算书要求的立杆水平间距、竖向步距搭设支架，并通过斜杆设置竖向剪刀撑。盘扣支架底座采用顶托倒扣与双拼工10连接在一起，保证支架稳定性，支架搭设完成后仔细检查各承重部位是否垫实、牢固。在架体周边立面各跨各步距满布竖向斜杆，中间内部纵向和横向每隔 1跨由底至顶各步距设置斜杆。

图2.3.3-6竖向斜杆布置平面图

（5）其他注意事项

盘扣支架顶托倒扣在双拼I10上，下顶托丝杆外露不大于20cm，上顶托丝杆外露不大于30cm。顶托上安装横向I10分配梁，I10分配梁在顶托上搭接接长。注意调节分配梁在顶托的位置避免分配梁过度偏心导致顶托偏心受压而压弯顶托的托盘。分配梁顶沿顺桥向铺设10×10cm方木，方木间距按30cm、20cm布置，在箱梁腹板与横梁位置按20cm间距布置，箱室按30cm间距布置。

（6）盘扣支架施工步骤

a.可调底座：

依脚手架配置图尺寸放样后，将「可调底座」排列至定点。

b.标准基座：

将「标准基座」的套筒部份朝上套入调整座上方，标准基座下缘需完全置入扳手受力平面的凹槽内。

c.第一层横杆：

将横杆头套入圆盘小孔位置使横杆头前端抵住标准基座圆管，再以斜楔贯穿小孔敲紧固定。

d.起步立杆：

未加装（连接棒）的立杆统称为「起步立杆」，依下图所示将「起步立杆」长端插入标准基座的套筒中。以检查孔位置查看起步立杆是否插至套筒底部。「起步立杆」仅使用在第一层搭接，第二层往上均使用「立杆」。

e.第二层横杆如下图位置，依步聚3安装第二层横杆。

f.第一层斜杆：

将「斜杆」全部依顺时针或全部依逆时针方向组搭，如下图。将「斜杆」套入圆盘大孔位置，使斜杆头前端抵住立杆圆管，再以斜楔贯穿大孔敲紧固定。注意！斜杆具有方向性，方向相反即无法搭接。

g.第三层横杆：

如下图位置，依步聚3安装第三层横杆。

h.第二层斜杆：

如下图所示，依步骤6组搭方式，和第一层相同方向搭接第二层「斜杆」。

若第一层为逆时针方向组装，则第二层以上的斜杆同样需以逆时针方向组装。

i.立杆：

「立杆」以四方管（连接棒）连接，如下图所示将连接棒插入下层管中即可。

若需使用「立杆插销」则务必检查圆盘对齐孔是否在同一方向。

j.第四层横杆：

如下图位置，依步聚3安装第四层横杆。

横杆需每1.5m安装一层，依实际高度组装。若安装于支撑架最上层（即U型可调顶托下方），不管高度搭接几层，每层间距都不得超过1.5m。

k.第三层斜杆：

如下图所示，依步骤6组搭方式，和第一层、第二层相同方向搭接第三层「斜杆」。

l.U型可调顶托：

如下图所示，立杆搭设到设计高度时再将「U型可调顶托」牙管插入立杆中，再以扳手调整至所需高度。

m.上述组装流程为盘扣式支撑系统各项构件的组搭方式及注意事项，每种杆件均有不同长度规格材料搭接需使用的规格及搭架高度需依照支架图纸施工。

2.3.4 支架预压

(1)标高采集

在支架搭设完成后，测量钢管柱顶及各跨贝雷梁跨中测点标高值，以及测量钢管底（基础）的标高值并记录。支架上沉降观测点布置在贝雷梁下弦杆上。支架下基础沉降观测点布置在钢管柱底部，基础沉降观测点横桥向布置3个点，分别为左中右，选取在靠近腹板底下对应的钢管柱底部。

图2.3.4-1纵向沉降观测布点图

图2.3.4-2横向沉降观测布点图

(2)加载预压

预压荷载采用砂袋堆载预压，材料采用碎石，设专人记录。加载顺序为先跨中再向两边对称加载。按实际箱梁断面混凝土重量分布堆载。

通常加载宜分4级进行，即按混凝土与模板重量的60％、80％、100%、110%的方式加载。本次支架预压加载采用四级加载进行。加载过程中注意每袋要均匀加载，层层向上，防止偏心受压。纵向加载时，应从跨中开始向两端处进行对称布载；横向加载时,应从结构中心线向两侧进行对称布载。每级加载后，要进行支架全面检查，及时发现问题，消除隐患。

3 结语

本文以巫云开高速A1标段巫溪西互通B匝道桥现浇箱梁为例，针对桥梁上部结构现浇施工工艺钢管贝雷支架施工工艺做出了系统性实践与研究，总结出了一套关于钢管贝雷支架系统性、标准化工艺流程，为现浇箱梁施工提供相关参考。

参考文献

（1）《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)；

（2）《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T 3650-2020)；

（3）《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90-2015）；

（4）《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）；

（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363-2019）；

（6）《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）；

（7）《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》（JGJ/T 231-2021）；

（8）《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T 194-2009）。