现浇连续箱梁支撑体系施工技术

现浇连续箱梁支撑体系施工技术

李良熹

中铁五局集团成都工程有限责任公司  四川 成都 610000

摘  要：随着我国桥梁施工技术的提高，现浇连续箱梁在桥梁建设中得到了一定的运用，其施工技术相对较为复杂，尤其在现浇连续箱梁的支撑体系设计与现场搭设质量等与成桥质量、安全息息相关，本桥结合现场实际情况，确定采用钢管立柱加贝雷梁加满堂支架的支撑体系的方案进行施工。通过对两种方案的比选，从安全、质量、工期、成本等方面论证方案的可行性。

关键词：现浇连续箱梁；支撑体系；施工技术

随着社会经济的发展我国桥梁施工技术逐步提高，桥梁的美观也越来越好，现浇连续箱梁因外形整洁、整体美观、抗扭刚度大、耐久性强、整体性好、适用性强（直线、曲线均可采用）等优点，在许多公路立交、高等级桥梁建设中普遍运用，因此在桥梁建设中发挥着重要作用，这种结构形式要求整体现浇施工，对施工技术提出了更高的要求。本文结合京昆高速广元至绵阳段扩容工程LJ2标段红岩右幅中桥的施工过程对现浇连续箱梁的施工工艺、关键技术及施工组织等方面进行阐述，可供类似工程参考。

一、工程概况及难点

（一）工程概况

京昆高速广元至绵阳段扩容工程LJ2标段位于四川省广元市昭化区境内。红岩右幅中桥起讫里程桩号为K13+426.5~K13+509.5，桥梁全长83m，桥面总宽度21.175m，桥面净宽19.65m，设计采用单向三车道，上部结构采用预应力砼现浇连续箱梁结构，整座桥共计一联，跨径组合为（23+28+23）m,平面位于R=2002.78m的右偏圆曲线上，纵断面位于i1=-2%、i2=1%、R=1600m的凹型竖曲线上，桥梁与线路斜交布置，斜交角度100°，横坡为2.87%~2.95%，为单箱四室结构，梁体顶宽21.175m,底宽17.85~18.128m,梁高1.8m。桥址区地表出露松散岩类为中风化粉砂质泥岩，桥梁施工区域内工程地质情况较好，周边地形地貌变化不大。

图1红岩中桥桥型布置图

（二）工程难点

整个红岩中桥左右线采用分幅布置。由于位于运梁关键线路上，工程施工工期紧，现场施工需要克服高空作业、高空人工操作困难、人工劳动强度大、传统施工技术效率低、传统施工技术对接精度差、现场施工交叉作业等不利因素。在保证工程施工安全及工程质量的基础上加快施工进度，节约施工成本。

二、连续现浇箱梁施工方案比选

（一）满堂支架施工法

搭设盘扣式的满堂脚手架作业，在该工程中，由于现场施工区域地形地貌变化较大，且0#台为桩柱式，3#台为重力式桥台，地基标高统一困难，若全部搭设满堂脚手架需要大面积硬化地基且需要设置混凝土挡墙调整高程，大面积搭设脚手架会出现其支架基础下沉量较大的现象，不仅对立杆基础有较高要求，其稳定性也难以得到保证，而且现场搭设工程量较大，人工施工强度较高及施工周期较长，大面积硬化地基加挡墙调整高程，费用较高，不经济。

（二）钢管柱支撑加贝雷梁加满堂支架施工法

采用钢管柱支撑加满堂支架施工法可以解决满堂脚手架支柱下沉量较大的缺点，同时有效解决了地形与桥台结构设置的不一样所产生高度差，现场钢管立柱高度较小，安全风险较小，同时满堂支架搭设工作量减少明显，从而节约工期；在地基处理与高差调节中节约设置挡墙及大面积硬化地基砼的数量，经济性较好；同时结合公司现有资源能够最大限度的利用钢管立柱及贝雷架梁，盘活固定资产。

（三）比选结论

经过综合比选，采用钢管柱支撑加贝雷梁加满堂支架施工方案在临时工程量、工期、造价、安全质量及盘活公司固定资产等方面均具有显著优势，因此最终选择钢管柱支撑加贝雷梁加满堂支架施工法。

三、连续现浇箱梁支架设计

（一）总体思路

采用钢管立柱+贝雷梁+满堂支架法施工，外模铺设完毕后按照梁体重量的1.1倍预压，预压天数不小于7天，消除非弹性变形与地基基础沉降后卸除荷载，调整立模高程，进行钢筋安装、内模安装、砼浇筑。地基采用钢筋砼条形基础，立柱采用630螺旋钢管，贝雷架采用“321”型标准片，满堂支架采用盘扣式，模板采用1.5cm厚竹胶板，整联一次浇筑，整体张拉，最后拆除支架。

（二）支架设计

根据施工环境及现浇梁跨度等因素，现浇梁支架采用组合式梁柱式支架，支架支墩采用Φ630螺旋钢管（δ=12mm），纵梁采用贝雷梁，其他分配梁及横梁采用型钢。支架从上到下依次是1.5cm竹胶板+10*10cm方木+I10工字钢+盘扣式满堂支架+I14工字钢（纵梁）+ I14工字钢（横梁）+“321型”贝雷梁+双拼56a工字钢+φ630*12mm螺旋钢管+混凝土基础。

支墩按照单排钢管柱设置，支墩上布置双I56a工字钢作为承重横梁，支架贝雷梁沿纵桥向布置，贝雷梁上设置横向分配梁，分配梁采用Ⅰ14工字钢，间距0.6m，纵向设置Ⅰ14工字钢，纵梁上布置盘扣式满堂支架，杆件外径60.3mm，壁厚3.2mm，纵向步距按0.9m或0.6m，横向布局腹板下0.6m，底板及翼缘板下按0.9m布置，水平杆步距1.0m，满堂支架上设顶托，顶托上设置I10工字钢，工字钢上布设10cm×10cm方木，腹板下间距20cm，底板及腹板下间距0.3m，现浇箱梁模板底模直接安放并固定于方木上。

贝雷梁支点位于横向双拼56a工字钢上，每榀贝雷梁设一处U型限位装置，防止贝雷梁滑动位移，贝雷梁横向采用标准横向支撑架进行连接，当不适用标准横向支撑架时采用[10槽钢连接，确保贝雷梁整体横向稳定。

图2  红岩中桥支架布置纵断面

图3  红岩中桥支架布置横断面

图4  支架现场施工

（三）受力检算

1.载荷及载荷组合

（1）荷载

1）连续梁荷载（q1）

连续梁混凝土自重荷载，混凝土容重γc=26kN/m3，根据横截面不同部位，在软件中以分布面荷载添加。

2）模板、满堂支架自重（q2）

模板、满堂支架自重综合取1.5kN/m2，验算梁柱式支架时以面荷载添加。

3）施工人员、材料及施工机具荷载（q3）：2.5kN/m2

按施工荷载考虑，作用在整个梁面宽度范围内。

4）贝雷梁、型钢及钢管自重（q4）

由MIDAS软件自动加载，考虑焊缝、销轴等其他构件重量，软件中自重系数取-1.05。

5）混凝土振捣及倾倒荷载（q5）

混凝土振捣及倾倒荷载取4kN/m2，仅计算竹胶板及方木时考虑该荷载。

（2）荷载组合

1）贝雷支架强度验算基本组合：

q=1.3×（q1+q2+q4）+1.5×（q3）

2）贝雷支架刚度验算标准组合：

q=1.0×（q1+q2+q4）

2.计算结果

（1）满堂支架验算

贝雷支架分配梁上设置盘扣式满堂支架，支架立杆外径60.3mm，壁厚3.2mm，纵向步距按0.9m（横隔板下进行加密，间距0.6m），横向布局为腹板下间距0.6m，底板及翼缘板下按0.9m布置，水平杆步距1.0m。箱梁底模、侧模均采用竹胶板模板，底模下方设置纵、横梁，纵梁均采用100*100mm方木，梁端部纵梁中心间距均为0.2m，梁中部腹板下中心间距0.2m，其他部位中心间距0.3m，底模横梁采用I10工字钢，翼缘板底模横梁采用[10槽钢，侧模竖肋采用双钢管（48.3*2.5mm），竖肋间距与底模横梁保持一致。根据梁体截面及满堂支架布设综合分析，需分别计算梁中、梁端位置腹板、底板及翼缘板下满堂支架结构以及内模支架、模板（含对拉螺栓）。通过检算支架及模板等均满足相关要求。

（2）钢管立柱稳定性验算

各计算模型单排立柱最大支反力为2367kN,计算时按2400kN计算，钢管柱高度h=5m，采用Φ630×12mm螺旋钢管，最大支反力F=2400kN。在轴心受压下，长细比：λ=h/r=5000/218.5=22.88<150。由λ=22.88，查表得 =0.96，根据下式计算：

由于M1x=M2x，则=1

按照偏心受压计算，偏心距取e=0.05m，则

M=F*e=120kN*m

根据下式计算

满足稳定性要求。

四、现浇连续梁混凝土质量控制

连续梁混凝土浇筑质量对外观质量、使用寿命、行车平顺性起到关键的作用。其混凝土浇筑质量控制是整个连续梁施工的关键控制点。由于浇筑方量大,连续梁截面为箱形截面,底板浇筑及腹板底部浇筑由于放料高度及振捣难度,往往成为混凝土质量控制的薄弱点，因此在大体积混泥土浇筑前必须制定详细的混凝土浇筑方案，方案中包括：原材料质量控制、混凝土拌合质量控制、现场浇筑及振捣质量控制，另外人员现场组织及质量管理人员的全过程盯控也尤为重要。

（一）原材料控制要求

根据以往连续梁混凝土浇筑经验,必须从源头控制混凝土质量,把控原材料质量,从进场验收开始严控混凝土半成品质量,包括混凝土外加剂、粗细骨料含泥量，在混凝土拌合站驻试验人员,检查拌制设备、使计量装置经常保持良好状态,并严格按配合比计量,底部浇筑必须采用溜槽,防止因自由落体造成的粗细骨料分离,最终形成表面质量缺陷。

（二）浇筑顺序及分层厚度

本桥现浇连续箱梁砼设计为C50，浇筑总量为1338立方，浇筑量较大，因此采用二台砼泵车输送，运输车根据运输距离与浇筑速度配置8台，每小时平均浇筑量约48立方，因此浇筑时间控制在36小时以内。浇筑顺序为从低处开始逐层扩展升高，并保持水平分层，采用插入式振捣器振捣，分层厚度不大于30cm。浇筑过程中注意捣固器的插入位置、深度,避免出现漏捣、过捣现象。浇筑顶板,按照测量标高严格控制顶板平整度及桥面标高控制,及时整平、抹面收浆。梁的腹板与底板及顶板连接处、预应力管道及其他钢筋密集处, 要加强振捣,确保密实,在整个灌注过程中,安排专人检查支架模板、孔道、预埋件等,保证其位置符合设计要求。

五、结束语

以京昆高速广元至绵阳段扩容工程LJ2标段红岩右幅中桥现浇连续箱梁为案例，重点介绍了连续梁现浇施工过程中的关键技术,通过对支架设计、混凝土浇筑等关键技术的运用,顺利完成了连续梁的施工。施工过程中应用钢管立柱+贝雷梁+满堂支架施工法，合理设计钢管立柱布置与支架搭设形式可以提高工程施工水平，同时采用理论计算的方法，验证了该桥梁施工技术的可行性及可靠性。

参考文献：

[1]GB50017-2017.《钢结构设计标准》[S].

[2]GB50010-2010.《混凝土结构设计规范》

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[3]GB50009-2012.《建筑结构荷载规范》[S].

[4]JGJ/T231-2021.《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》[S].

[5]GB 55008-2021.《混凝土结构通用规范》[S].

[6]JTG/T3650-2020.《公路桥涵施工技术规范》[S].