現(xiàn)澆簡支箱梁梁柱式支架法施工工藝

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[摘要]本文結(jié)合新建哈爾濱至牡丹江客運(yùn)專線二標(biāo)利民村特大橋、岳家屯大橋和砬子溝大橋現(xiàn)場工程實(shí)踐，詳細(xì)地介紹了現(xiàn)澆后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁梁柱式（鋼管柱貝雷梁）支架的地基處理、支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及搭設(shè)步驟、支架預(yù)壓荷載分布、加載順序和觀測要點(diǎn)及相關(guān)安全施工措施等，并闡述了梁柱式支架在復(fù)雜地質(zhì)地形條件下，支架搭設(shè)和拆除主要依靠吊車與人工配合作業(yè)，速度快、作業(yè)人員少，節(jié)省了人力、物力及大面積地基處理的費(fèi)用，且鋼管柱貝雷梁結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定，施工安全更有保證，以期對(duì)同類橋梁施工具有一定的參考價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]梁柱式支架；現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼簡支箱梁；施工工藝

一、工程概況

哈牡客專項(xiàng)目共3座橋梁28孔箱梁采用梁柱式支架施工，支架高度最高為25m，橋梁地質(zhì)情況主要為粗角礫土和碎石土，設(shè)計(jì)承載力：б0=400kPa。預(yù)應(yīng)力簡支箱梁長32.6m，計(jì)算跨度為31.5m，截面形式為單箱單室斜腹板截面；橋面寬12.2m，梁高2.65m，梁底寬5.3m，跨中25.4m，標(biāo)準(zhǔn)斷面為：箱梁頂板厚0.3m，底板厚0.28m，腹板厚0.45m；向端頭方向2.5m范圍為變截面過渡；端頭1.1m范圍斷面為：箱梁頂板厚0.55m，底板厚0.6m，腹板厚1m；箱梁混凝土標(biāo)號(hào)設(shè)計(jì)為C50。每孔箱梁設(shè)計(jì)混凝土方量為281m3，鋼筋66.9t，鋼絞線11.1t。

二、施工工藝

施工工藝：施工準(zhǔn)備→地基處理→支架拼裝搭設(shè)及預(yù)壓→側(cè)模安裝調(diào)整及加固→底腹板鋼筋綁扎→波紋管定位→安裝內(nèi)膜→綁扎頂板鋼筋→埋設(shè)預(yù)埋件→澆筑維護(hù)混凝土→初張拉→側(cè)模和支架拆除→終張拉→圖415m高度以上支架順橋向布置示意圖（單位：cm）壓漿、封錨。

三、地基處理

橋址位于耕地和林地內(nèi)，大部分地質(zhì)為粗角礫土和碎石土,承載力б0=400kPa，鑒于此，鋼管柱基礎(chǔ)直接置于土層上，個(gè)別存在1m～3m厚的粉質(zhì)黏土。針對(duì)此種情況，可挖至較好土層或挖除粉質(zhì)黏土層2m后利用隧道棄渣進(jìn)行換填，深約1m，換填壓實(shí)度不小于90%，基礎(chǔ)施工完成后，四周用碎石土進(jìn)行回填，小型夯機(jī)夯填密實(shí)?；A(chǔ)采用14m×2m×1m（橫橋向×順橋向×厚度）大小的C20砼條形基礎(chǔ)，為保證基礎(chǔ)和附近土層不受雨水浸泡，可將基礎(chǔ)附近土層做成高于四周地面20cm并在基礎(chǔ)四周1m處開挖排水土溝；為了滿足后期綠化要求和橋梁兩側(cè)排水要求，條形基礎(chǔ)頂面請(qǐng)勿高于原地表面。

四、支架結(jié)構(gòu)及搭設(shè)

底模板采用厚15mm的優(yōu)質(zhì)竹膠板，橫板邊角用4cm厚木板進(jìn)行加強(qiáng)，防止轉(zhuǎn)角漏漿或出現(xiàn)波浪形，影響外觀。模板下放置縱梁方木，規(guī)格10cm×10cm，腹板下間距20cm，底板下間距30cm。移動(dòng)鋼側(cè)模及腹板和底板縱梁下橫鋪I18a工字鋼，間距60cm，工字鋼下對(duì)稱設(shè)置18片加強(qiáng)型貝雷梁。貝雷梁下由兩根I56a工鋼組成的橫承擔(dān)并由鋼管柱將荷載傳到地基上，鋼管柱采用直徑629mm壁厚12mm的鋼管，采用法蘭盤連接?？紤]支架高度這一因素，15m以下支架高度順橋向設(shè)置4排鋼管柱，每排4根；15m以上支架高度順橋向設(shè)置6排鋼管柱，每排4根。支架橫橋向布置見圖2，支架順橋向布置見圖3和圖4。

（一）鋼管柱

鋼管柱采用直徑629mm壁厚12mm的鋼管，鋼管立柱上下焊有20mm厚法蘭盤，法蘭盤之間采用8.8級(jí)M20*70螺栓連接，法蘭盤與鋼管端頭連接處采用小三角鋼板米字型焊接進(jìn)行加強(qiáng)；鋼管禁止采用有嚴(yán)重銹蝕、彎曲或有損壞的鋼管，技術(shù)員每次使用前仔細(xì)核查清除不合格鋼管。（1）立鋼管柱之前測量出條基每塊預(yù)埋鋼板的標(biāo)高，根據(jù)內(nèi)軌頂面標(biāo)高、梁高、線路坡度和貝雷梁高度等確定鋼管柱高度，確定好每節(jié)鋼管長度、搭配及砂箱填砂高度；（2）在事先平整好的場地上拼裝好鋼管，盡量避免高空接管，鋼管兩法蘭盤密貼無空隙，所有螺栓孔必須上螺栓擰緊并設(shè)置墊片，現(xiàn)場技術(shù)員需仔細(xì)檢查；（3）鋼管立柱采用吊車安裝，安裝到位后鋼管立柱底部與預(yù)埋鋼板進(jìn)行滿焊固定；（4）相鄰兩立柱之間順鋼管柱高度方向每隔2m布置一個(gè)剪刀撐，采用槽鋼焊制。

（二）主橫梁

橫梁采用雙拼I56a工字鋼，長度為12.6m。橫梁又被稱之為分配梁，能夠使施工、支架、結(jié)構(gòu)等荷載在鋼管立柱上進(jìn)行同時(shí)受力的分配。橫梁在平整地面上加工，工字鋼接縫應(yīng)左右錯(cuò)開并在接縫位置腹板處設(shè)置16mm厚鋼板幫焊，加工成品一次吊裝就位，吊裝時(shí)采取兩端用繩子在地面進(jìn)行牽引，防止工字鋼在吊裝時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)鋼管立柱產(chǎn)生損害，將限位角鋼布置于橫梁兩側(cè)，杜絕貝雷梁過度橫移，從而導(dǎo)致安全事故的釀成。

（三）貝雷梁

每一個(gè)孔支架共設(shè)置6組18片貝雷梁，按梁體中線對(duì)稱布置，每片貝雷梁通過花架和銷子等組成一組貝雷梁，每列貝雷梁由(9×3m+2×1m)組成，貝雷梁吊裝時(shí)需注意貝雷梁最佳受力支點(diǎn)為接頭處，其次為1/4處和3/4處，非特殊情況下不要將貝雷梁的受力支點(diǎn)設(shè)置在1/2處。每組貝雷梁之間采用槽鋼用螺栓進(jìn)行連接，使貝雷梁橫橋向連接成一個(gè)整體。

（四）橫向分配梁及底模

橫橋向鋪設(shè)18工字鋼作為分配梁，縱向間距為60cm，工字鋼上順橋向鋪設(shè)10cm×10cm方木，底板間距為30cm，腹板間距為20cm，工字鋼和方木應(yīng)鋪設(shè)均勻并固定牢靠。底模采用1.5cm厚竹膠板，側(cè)模采用定制鋼模，通過軌道向前移動(dòng)。

五、支架預(yù)壓及觀測

（一）預(yù)壓目的

使拼裝支架過程中的非彈性形變得以消除，對(duì)施工荷載當(dāng)中的彈性形變值進(jìn)行測算，再進(jìn)行預(yù)拱度設(shè)置；檢驗(yàn)支架的強(qiáng)度、剛度并與設(shè)計(jì)計(jì)算值比對(duì)；檢驗(yàn)支架的安全性能。

（二）預(yù)壓材料及荷載取值

采用砼預(yù)制塊進(jìn)行預(yù)壓，人工配合吊機(jī)吊裝卸載，施工總荷載主要由梁體自重、模板重、施工荷載等組成，支架預(yù)壓荷載不小于施工總荷載的110%。預(yù)壓需要根據(jù)支架可以承載荷載的60%、100%、110%這三級(jí)來開展，支架施工荷載和預(yù)壓荷載的分布需要相當(dāng)。加載重量所產(chǎn)生的誤差，需要在控制于同等級(jí)荷載的±5%以下。

（三）沉降觀測點(diǎn)的布置及觀測頻率

1.沉降觀測點(diǎn)的布置監(jiān)測點(diǎn)用反光標(biāo)或紅油漆做醒目標(biāo)記且固定牢固。（1）對(duì)斷面布置于預(yù)壓位置的縱梁與支墩跨中位置進(jìn)行監(jiān)測；（2）縱梁跨中、橫梁頂面、支墩基礎(chǔ)與梁體的中心線相對(duì)稱各自設(shè)置五個(gè)監(jiān)測地點(diǎn)。2.觀測頻率（1）在加載支架的過程中，需要提前對(duì)各個(gè)監(jiān)測位置的初始值進(jìn)行記錄與監(jiān)測；（2）在加載每一級(jí)一小時(shí)之后，需要變形觀測支架，之后每隔六小時(shí)需要對(duì)監(jiān)測點(diǎn)的位移度進(jìn)行檢測。如果相鄰檢測位置位移小于等于2毫米時(shí)，才可以開展之后的加載工作。（3）在加載完全部的預(yù)壓荷載后，每隔六小時(shí)需要對(duì)各個(gè)檢測位置的位移度進(jìn)行記錄與檢測。如果接連十二小時(shí)位移檢測的平均值小于等于2毫米時(shí)，才可以對(duì)預(yù)壓荷載進(jìn)行卸除。（4）在卸除支架六個(gè)小時(shí)之后，對(duì)各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移度進(jìn)行檢測。

（四）注意事項(xiàng)

（1）在驗(yàn)收的過程中，只有支架合格情況下，才能夠開展預(yù)壓試驗(yàn)工作。（2）在加載預(yù)壓荷載之后，需要派專業(yè)人士照看，杜絕閑雜人等來到支架的范圍之中。（3）在預(yù)壓施工的過程中，需要提前根據(jù)相關(guān)的應(yīng)急對(duì)策，對(duì)工作者開展教育培訓(xùn)，并且需要派遣專業(yè)人員來檢測支架，一旦出現(xiàn)不正常的狀況，必須馬上開展應(yīng)急方案，處理現(xiàn)場。（4）在實(shí)際加載時(shí)，吊放的過程都應(yīng)當(dāng)小心謹(jǐn)慎，這樣才不會(huì)對(duì)支架造成過量的沖擊荷載，縱向加載時(shí)，從梁跨跨中開始向支點(diǎn)進(jìn)行對(duì)稱布載，當(dāng)橫向加載時(shí)，從箱梁中心線向兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱布載?？偠灾?，對(duì)貝雷梁柱式的支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效使用，不會(huì)對(duì)橋下凈空造成限制，不會(huì)受到地勢的制約，對(duì)地基處理的難度也不大，有著十分方便的操作流程，并且能夠同時(shí)進(jìn)行模板拼裝與支架加固，使工期得到有效節(jié)省。貝雷梁有著非常強(qiáng)大的荷載能力，有著極大的抗彎剛度，可靠性與安全性都比較強(qiáng)。梁體不容易出現(xiàn)變形，能夠?qū)蛎娴臉?biāo)高進(jìn)行精準(zhǔn)把控，在相同類型的橋梁施工中具有一定的參考價(jià)值。

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作者：龍勝平 單位：中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司