现浇简支箱梁梁柱式支架法施工工艺

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[摘要]本文结合新建哈尔滨至牡丹江客运专线二标利民村特大桥、岳家屯大桥和砬子沟大桥现场工程实践，详细地介绍了现浇后张法预应力混凝土简支箱梁梁柱式（钢管柱贝雷梁）支架的地基处理、支架结构设计及搭设步骤、支架预压荷载分布、加载顺序和观测要点及相关安全施工措施等，并阐述了梁柱式支架在复杂地质地形条件下，支架搭设和拆除主要依靠吊车与人工配合作业，速度快、作业人员少，节省了人力、物力及大面积地基处理的费用，且钢管柱贝雷梁结构牢固稳定，施工安全更有保证，以期对同类桥梁施工具有一定的参考价值。

[关键词]梁柱式支架；现浇预应力砼简支箱梁；施工工艺

一、工程概况

哈牡客专项目共3座桥梁28孔箱梁采用梁柱式支架施工，支架高度最高为25m，桥梁地质情况主要为粗角砾土和碎石土，设计承载力：б0=400kPa。预应力简支箱梁长32.6m，计算跨度为31.5m，截面形式为单箱单室斜腹板截面；桥面宽12.2m，梁高2.65m，梁底宽5.3m，跨中25.4m，标准断面为：箱梁顶板厚0.3m，底板厚0.28m，腹板厚0.45m；向端头方向2.5m范围为变截面过渡；端头1.1m范围断面为：箱梁顶板厚0.55m，底板厚0.6m，腹板厚1m；箱梁混凝土标号设计为C50。每孔箱梁设计混凝土方量为281m3，钢筋66.9t，钢绞线11.1t。

二、施工工艺

施工工艺：施工准备→地基处理→支架拼装搭设及预压→侧模安装调整及加固→底腹板钢筋绑扎→波纹管定位→安装内膜→绑扎顶板钢筋→埋设预埋件→浇筑维护混凝土→初张拉→侧模和支架拆除→终张拉→图415m高度以上支架顺桥向布置示意图（单位：cm）压浆、封锚。

三、地基处理

桥址位于耕地和林地内，大部分地质为粗角砾土和碎石土,承载力б0=400kPa，鉴于此，钢管柱基础直接置于土层上，个别存在1m～3m厚的粉质黏土。针对此种情况，可挖至较好土层或挖除粉质黏土层2m后利用隧道弃渣进行换填，深约1m，换填压实度不小于90%，基础施工完成后，四周用碎石土进行回填，小型夯机夯填密实。基础采用14m×2m×1m（横桥向×顺桥向×厚度）大小的C20砼条形基础，为保证基础和附近土层不受雨水浸泡，可将基础附近土层做成高于四周地面20cm并在基础四周1m处开挖排水土沟；为了满足后期绿化要求和桥梁两侧排水要求，条形基础顶面请勿高于原地表面。

四、支架结构及搭设

底模板采用厚15mm的优质竹胶板，横板边角用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。模板下放置纵梁方木，规格10cm×10cm，腹板下间距20cm，底板下间距30cm。移动钢侧模及腹板和底板纵梁下横铺I18a工字钢，间距60cm，工字钢下对称设置18片加强型贝雷梁。贝雷梁下由两根I56a工钢组成的横承担并由钢管柱将荷载传到地基上，钢管柱采用直径629mm壁厚12mm的钢管，采用法兰盘连接。考虑支架高度这一因素，15m以下支架高度顺桥向设置4排钢管柱，每排4根；15m以上支架高度顺桥向设置6排钢管柱，每排4根。支架横桥向布置见图2，支架顺桥向布置见图3和图4。

（一）钢管柱

钢管柱采用直径629mm壁厚12mm的钢管，钢管立柱上下焊有20mm厚法兰盘，法兰盘之间采用8.8级M20*70螺栓连接，法兰盘与钢管端头连接处采用小三角钢板米字型焊接进行加强；钢管禁止采用有严重锈蚀、弯曲或有损坏的钢管，技术员每次使用前仔细核查清除不合格钢管。（1）立钢管柱之前测量出条基每块预埋钢板的标高，根据内轨顶面标高、梁高、线路坡度和贝雷梁高度等确定钢管柱高度，确定好每节钢管长度、搭配及砂箱填砂高度；（2）在事先平整好的场地上拼装好钢管，尽量避免高空接管，钢管两法兰盘密贴无空隙，所有螺栓孔必须上螺栓拧紧并设置垫片，现场技术员需仔细检查；（3）钢管立柱采用吊车安装，安装到位后钢管立柱底部与预埋钢板进行满焊固定；（4）相邻两立柱之间顺钢管柱高度方向每隔2m布置一个剪刀撑，采用槽钢焊制。

（二）主横梁

横梁采用双拼I56a工字钢，长度为12.6m。横梁又被称之为分配梁，能够使施工、支架、结构等荷载在钢管立柱上进行同时受力的分配。横梁在平整地面上加工，工字钢接缝应左右错开并在接缝位置腹板处设置16mm厚钢板帮焊，加工成品一次吊装就位，吊装时采取两端用绳子在地面进行牵引，防止工字钢在吊装时转动对钢管立柱产生损害，将限位角钢布置于横梁两侧，杜绝贝雷梁过度横移，从而导致安全事故的酿成。

（三）贝雷梁

每一个孔支架共设置6组18片贝雷梁，按梁体中线对称布置，每片贝雷梁通过花架和销子等组成一组贝雷梁，每列贝雷梁由(9×3m+2×1m)组成，贝雷梁吊装时需注意贝雷梁最佳受力支点为接头处，其次为1/4处和3/4处，非特殊情况下不要将贝雷梁的受力支点设置在1/2处。每组贝雷梁之间采用槽钢用螺栓进行连接，使贝雷梁横桥向连接成一个整体。

（四）横向分配梁及底模

横桥向铺设18工字钢作为分配梁，纵向间距为60cm，工字钢上顺桥向铺设10cm×10cm方木，底板间距为30cm，腹板间距为20cm，工字钢和方木应铺设均匀并固定牢靠。底模采用1.5cm厚竹胶板，侧模采用定制钢模，通过轨道向前移动。

五、支架预压及观测

（一）预压目的

使拼装支架过程中的非弹性形变得以消除，对施工荷载当中的弹性形变值进行测算，再进行预拱度设置；检验支架的强度、刚度并与设计计算值比对；检验支架的安全性能。

（二）预压材料及荷载取值

采用砼预制块进行预压，人工配合吊机吊装卸载，施工总荷载主要由梁体自重、模板重、施工荷载等组成，支架预压荷载不小于施工总荷载的110%。预压需要根据支架可以承载荷载的60%、100%、110%这三级来开展，支架施工荷载和预压荷载的分布需要相当。加载重量所产生的误差，需要在控制于同等级荷载的±5%以下。

（三）沉降观测点的布置及观测频率

1.沉降观测点的布置监测点用反光标或红油漆做醒目标记且固定牢固。（1）对断面布置于预压位置的纵梁与支墩跨中位置进行监测；（2）纵梁跨中、横梁顶面、支墩基础与梁体的中心线相对称各自设置五个监测地点。2.观测频率（1）在加载支架的过程中，需要提前对各个监测位置的初始值进行记录与监测；（2）在加载每一级一小时之后，需要变形观测支架，之后每隔六小时需要对监测点的位移度进行检测。如果相邻检测位置位移小于等于2毫米时，才可以开展之后的加载工作。（3）在加载完全部的预压荷载后，每隔六小时需要对各个检测位置的位移度进行记录与检测。如果接连十二小时位移检测的平均值小于等于2毫米时，才可以对预压荷载进行卸除。（4）在卸除支架六个小时之后，对各个监测点的位移度进行检测。

（四）注意事项

（1）在验收的过程中，只有支架合格情况下，才能够开展预压试验工作。（2）在加载预压荷载之后，需要派专业人士照看，杜绝闲杂人等来到支架的范围之中。（3）在预压施工的过程中，需要提前根据相关的应急对策，对工作者开展教育培训，并且需要派遣专业人员来检测支架，一旦出现不正常的状况，必须马上开展应急方案，处理现场。（4）在实际加载时，吊放的过程都应当小心谨慎，这样才不会对支架造成过量的冲击荷载，纵向加载时，从梁跨跨中开始向支点进行对称布载，当横向加载时，从箱梁中心线向两侧进行对称布载。总而言之，对贝雷梁柱式的支架结构进行有效使用，不会对桥下净空造成限制，不会受到地势的制约，对地基处理的难度也不大，有着十分方便的操作流程，并且能够同时进行模板拼装与支架加固，使工期得到有效节省。贝雷梁有着非常强大的荷载能力，有着极大的抗弯刚度，可靠性与安全性都比较强。梁体不容易出现变形，能够对桥面的标高进行精准把控，在相同类型的桥梁施工中具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]中铁二局集团有限公司，中铁二十四局集团有限公司.铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程（TB10110-2011.J1325-2011）（第1版）[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[2]宏润建设集团股份有限公司.JGJ/T194-2009.钢管满堂支架预压技术规程（第1版）[S].北京：中国建设工业出版社，2010.

[3]中铁三局集团有限公司，中铁六局集团有限公司.高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752-2010.J1148-2011）（第1版）[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[4]中铁三局集团有限公司.高速铁路桥涵工程施工技术规程（Q/CR9603-2015）（第1版）[S].北京：中国铁道出版社，2015.

作者：龙胜平 单位：中铁十八局集团第四工程有限公司