跨河岸漫滩地段大体积异形现浇梁支架施工

侯 慧 君

(太原市市政工程总公司，山西 太原 030002)



跨河岸漫滩地段大体积异形现浇梁支架施工

侯 慧 君

(太原市市政工程总公司，山西 太原 030002)

结合某跨河岸漫滩地段现浇梁的工程地质条件，选取了钢管桩贝雷梁组合支架法施工方案，并介绍了支架的布置形式，阐述了钢管桩打接桩、横梁、贝雷梁等安装技术，指出该方案具有拼装简单、工期短、稳定性高等优势。

连续梁，支架，钢管桩，贝雷梁

1 工程概况

该桥为快速路跨越河流而设的一座大型桥梁。桥梁设计东西走向，东侧接主桥钢箱梁为平直梁端。西侧桥宽范围内连接主线桥及两个曲线匝道口，平面设计为大异形斜头梁端。该联箱梁位于河岸漫滩地段，桥下净高达15 m,地面高低起伏高差达3 m。跨径为(21+23.935+21)m。桥总宽43.5 m～71.79 m,梁高1.8 m，为等高度普通钢筋混凝土箱梁。顶板厚25 cm,底板厚22 cm，边腹板为斜腹板，厚度为30 cm～50 cm，中为直腹板，厚度为30 cm～50 cm。端横梁厚120 cm，中横梁厚160 cm，该联范围内钢筋总量为930 t，现浇C50混凝土计2 370 m3。

2 工程地质条件

2.1 场地地下水情况

场地地下水为孔隙潜水与微承压水的混合水，该地下水主要接受河水的补给，水位变幅随季节性变化不明显。

2.2 地基土层情况

场地类别为Ⅱ类，属于平坦的冲洪积平原。场地土类型为Ⅲ类。土层主要由第四系全新统晚期至晚更新统沉积的砂类粉土、细砂土与砾类碎石土等构成。地面下20.0 m深度内为含圆砾层、粉土层、粗砾砂、细砂层、粉土层的各饱和砂类土层，处于稍密～中密状态，为易液化土层。有着较高的含水量和较差的透水性能，该软土地基具有抗剪强度低、抗压性能差、压缩性高、高空隙性,流动性较为显著,渗透性弱等特点,如果没有采用科学的处理方法将承重支架地基直接铺设于软土上方,极易出现支架地基断裂、土层沉降,导致该地段现浇梁在施工状态下整体下沉的质量事故。

3 连续梁支架施工方案的选择

3.1 方案选择的原则

方案的制定应解决该联跨河岸漫滩施工中的结构布置平面不规则、梁端为折线式斜头型的平面布置形式，梁下净空高，地形复杂，河岸漫滩地段地质软硬不均，桥下地面高低错落不一，桥下车辆通行，施工场地小，现场起重运输机械布置困难、回转空间小等问题，确保跨河岸漫滩地段混凝土箱梁施工的工艺质量要求和安全标准，支架体系必须要有足够的强度、刚度及整体稳定性并满足规范要求。

3.2 方案的确定

支架的选择须考虑周转材料来源难易、造价、工期、安全系数、沉降变形等要素。依据现场实际情况及各种综合因素的影响，跨河岸漫滩地段地质不良，地基土质抗剪强度小、地基软弱不均；受汛期洪水影响大；常规的满堂支架法施工简便，但需要对该地段进行软基处理，洪水浸泡支架地基后将会导致支架下沉，不能满足河道的防洪要求。同时支架搭设高度高，地基处理和材料周转的费用高。因此采用常规施工方法难以满足各方面施工的要求。

综合考虑以上各种不利因素，决定采用钢管桩贝雷梁组合支架实现该联现浇梁的跨河岸漫滩地段施工。选用贝雷片组合梁作为纵向承重支架，钢管桩作为临时支墩，河槽中采用贯入法插打钢管桩，在临墩承台处预埋地脚螺栓及墩身上预埋连接钢板固定钢管立柱。柱顶与横向分配梁间设临时支撑砂桶以进行拆模落架作业；墩顶附近可搭设少量钢管支架以进行箱梁侧模支立。

4 支架布置方案

4.1 支架布置形式

钢管桩采用φ630×8钢管，材质为Q235。在临墩承台处安装钢管桩时，要确保钢管桩的垂直度，并确保与M20地脚螺栓、墩身连接钢板的可靠焊接固定。在河槽漫滩地段采用直接插打钢管桩。钢管桩单桩设计承载力90 t。入土深度不小于20 m。钢管桩施工过程中，其承载能力以贯入度及桩底高程双控，避免河流冲刷及防汛带来的不利影响，确保钢管桩的可靠性及承载能力。

钢管桩间采用φ426×8钢管或Ⅰ36a型钢连接作为剪刀撑及与墩身连接件，剪刀撑和钢管立柱之间焊接，焊接质量必须符合规范要求,确保安全。

钢管桩桩顶处桩口内部用钢板十字固定后，用80 cm正方形钢板封口焊接固定。安装临时支撑砂桶、分配梁、贝雷梁以及底模支撑。桩顶分配梁采用双拼的Ⅰ45a，材质为Q235B；临时支撑砂桶与下方钢管桩封口钢板、上方分配梁之间采用焊接连接和U形螺栓固定后焊接连接，确保牢固定位，传力可靠。

贝雷架为3 m标准贝雷梁，箱梁常规截面地段采用单层双排布置形式，在异形曲线地段采用单层三排布置形式，贝雷片间每隔3 m采用花窗和槽钢双固定的方式连接固定。

底模分配梁采用Ⅰ14，材质为Q235B。

4.2 各种工况下支架的布置组合

根据组合支架承受箱梁荷载分布情况，对墩顶现浇横梁处、异形梁两斜头端处、箱梁斜腹板及翼缘板地段、受墩身影响无法直接安装组合梁的地段进行重点结构力学分析，在满足强度、刚度、稳定性的基础上，细化支架的受力特点，优化组合支架的布置形式。采取灵活多样的布置形式，在支架设置困难地段多点布置钢管桩，适当加密组合贝雷梁的布置数量，将应力集中的箱梁荷载分散成多区分段分节承受并传递至钢管桩立柱上。

经分析计算确定如下：在正常箱梁断面地段，钢管桩立柱间距横桥向不大于3.6 m,顺桥向不大于9 m。采用单层双榀(一组)@0.9 m的贝雷梁组合形式，双榀一组的组合贝雷梁间距横桥向不大于3.6 m，顺桥向钢管桩支点处贝雷梁跨径不大于9 m。

在墩顶位置的现浇箱梁横梁处加密布置一组双榀 @0.9 m的组合贝雷梁，使该地段组合贝雷梁间距控制在2.25 m范围内。在异形梁两斜头端处、箱梁斜腹板及翼缘板地段采用单层三榀(一组)@0.9 m的贝雷梁组合形式，三榀(一组)的组合贝雷梁与双榀一组的组合贝雷梁间距控制在2.0 m～2.5 m范围内。

受墩身影响无法直接安装贝雷组合梁的地段，顺桥向钢管桩支点处贝雷梁跨径大于9 m的地段，采用“见缝插针”的形式加密布置一组双榀 @0.9 m的组合贝雷梁，或在原有一组双榀 @0.9 m的布置形式上加设一榀贝雷梁片，使之变成单层三榀(一组)@0.9 m的贝雷梁组合形式。

为确保贝雷梁的受力特性，通常是将钢管桩立柱的承重支点对应贝雷梁的竖杆处正下方布置，使贝雷梁各杆件的力学分配情况与贝雷梁容许内力的计算模型保持一致。对于钢管桩立柱的承重支点不在贝雷梁竖杆位置时，贝雷梁体现出明显的桁架变形特点，需要在位于支点处的贝雷梁上下弦杆间增设竖杆，采用安装双[25b槽钢顶紧上下弦杆并固定可靠，起到合理传递竖向压力的作用。

4.3 受力检算分析

支架结构的传力方式为：模板→方木→Ⅰ14分配横梁→贝雷片承重纵梁→分配梁双拼Ⅰ45a分配梁→φ630×8钢管桩(钢管立柱)。支架所承受的荷载主要有：现浇箱梁钢筋混凝土结构自重、模板及方木自重、混凝土浇筑过程的各种施工荷载、贝雷梁及分配梁自重、钢管桩自重等。采用Midas Civil结构分析软件建模进行验算，得出各杆件受力符合规范要求。其中，最不利处位置的贝雷片承重纵梁的最大挠度为5.3 mm,小于对应允许值28 mm。钢管桩最大承受荷载35 t，小于允许值90 t，梁体自重、支架荷载、基础自重传递至桩基的压力为1 430 kN,小于桩基实际承载力2 532 kN。

钢管桩的沉降主要由钢管桩的压缩变形以及钢管桩桩底土层压缩变形组成。钢管桩的沉降采用m法计算，经计算整个钢管桩的最终沉降为3 mm。

4.4 支架的荷载预压及预拱度设置

荷载预压分三级，即按预加荷载(箱梁结构自重的1.2倍)的60%，80%和100%分三级加载。荷载加压时按区分段均匀对称进行。荷载预加时，加载顺序与混凝土浇筑顺序一致。先底板、后腹板、再翼缘板。同层预加荷载时应从跨中向支点依次进行。支架卸载时按照与加载相反的顺序组织卸载。荷载预压的目的是为消除支架的非弹性变形，包括在组合支架安装时各节点处要尽可能减少各类支撑构件间存在的间隙，使其间隙在荷载的作用下被充分消除后压紧。要及时收集并整理支架的弹性变形数据及混凝土的收缩徐变数据，根据荷载预压结果调整底模标高并设置预拱度，承重纵梁的跨中处预拱度为最大，钢管桩临时支墩支承处为零，两者间以二次抛物线成线形调整相应标高以满足最终成桥后梁体线形要求。

5 支架施工

5.1 钢管桩打接桩

打桩时采用50 t履带吊配吊120 kW的振动锤将钢管桩夹紧后吊起，打桩过程中检查钢管桩的垂直度并控制振动力：弱振→中振→强振，下沉速度不大于0.8 m/s；控制垂直度垂直偏差为0.4%。打桩深度接近设计深度时，连续观察打桩过程中钢管桩的击打下沉速度，下沉速度较快时说明地基土层湿软达不到钢管桩设计规定的摩阻力，故需要增加钢管桩桩长；若击打不到设计深度、下沉速度缓慢时，则表明地基土层土质较好，钢管桩与土层的摩阻力能够满足钢管桩承重要求。

打桩后钢管顶端需修整到位后进行焊接接长。焊接之前必须根据标高计算需接长钢管桩长度，配置相应长度钢管，钢管桩接长后横向顶面标高须满足设计要求。接长处四周焊缝要饱满均匀一致，焊接后的钢管保持垂直，纵向钢管间距均匀。横向焊接相应剪刀撑加固到位。

5.2 横梁、贝雷梁等的安装

待钢板桩桩口加固、封口后安装临时支撑砂桶。安放工字钢横梁，工字钢横梁接头处必须顶齐焊接固定。工字钢纵横梁、砂桶、钢管顶面钢板间相互焊接固定，在工字钢横梁顶面定位组合贝雷梁位置。贝雷梁的组拼在综合考虑场地布置情况及起吊能力后确定。安装过程中须注意下部临时结构的均匀受力，防止发生偏载偏压现象。

承台处的钢管柱，在施工承台及墩身时预埋对应螺栓及连接钢板，钢管底面钢板与螺栓连接固定。钢管桩之间未形成整体时相互独立，安装工字钢横梁时，在钢管桩上焊接作业爬梯及平台方便施工人员现场作业。高空作业人员必须系安全带、戴安全帽。吊装作业时须安排专人负责指挥操作。起吊及下落过程中必须平稳有序，避免对钢管桩、横梁等部位造成冲击。

6 结语

跨河岸漫滩地段大体积异形现浇梁采用钢管桩贝雷梁组合支架法施工，成功解决了面对复杂箱梁结构施工时，场地内防汛要求高、地基承载力差、支架高且宽，地形复杂、施工场地狭窄、各种施工要素相互干扰等问题。钢管桩和贝雷梁组合的支架法具有拼装简单、方便、迅速、缩短施工周期、材料配套容易组合、支架整体稳定、安全可靠等特点，可为同类工程进行方案设计和过程施工提供参考。

The construction of large irregular cast-in-situ beam support cross shore spread diffuse

Hou Huijun

(Taiyuan Municipal Engineering Corporation, Taiyuan 030002, China)

Combining with the engineering geological condition of a cross shore spread diffuse cast-in-situ beam section, this paper selected the construction scheme of steel pipe pile Bailey combination support method, and introduced the layout form of support, elaborated the steel pipe piles piling and pile extension, beams, Bailey beam and other installation technologies, pointed out that this scheme had simple assembly, time limit in short, higher stability and other advantages.

continuous beam, support, steel pipe pile, Bailey beam

1009-6825(2016)30-0100-02

2016-08-16

侯慧君(1976- )，男，工程师

U445

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