钢管贝雷梁柱式支架法高墩现浇简支梁施工技术

甘小江

（中铁隧道集团四处有限公司，广西南宁 530007）

钢管贝雷梁柱式支架法高墩现浇简支梁施工技术

甘小江

（中铁隧道集团四处有限公司，广西南宁 530007）

山岭地区修建桥梁现浇梁，在现场施工条件有限情况下采用的支架支撑体系非常关键。该文以云桂铁路马内双线大桥为例，介绍了在高墩现浇简支箱梁中采用钢管和贝雷梁作为支架支撑体系支架设计、安装、拆除以及箱梁施工技术、注意事项，为类似桥梁现浇梁施工提供参考。

钢管贝雷梁；支架；高墩；现浇梁

0 引言

随着高速铁路在中西部建设的快速发展，桥梁工程设计采用整孔现浇箱梁形式越来越广泛，其中32m梁每片自重达770～810t，重量大，对支架要求高。针对箱梁施工的支架一般有满堂支架和移动模架两种形式。但山岭地区的桥梁地处偏僻，交通不便，施工场地狭窄，移动模架构件进场组装困难，满堂支架施工拼装繁琐且在高墩中工作量较大工期长。钢管贝雷梁柱式支架是现浇箱梁施工中尤其在重荷载、高墩柱、跨度大的情况时，是较为经济安全的一种支架形式[1]。本文结合云桂铁路马内双线大桥现浇梁施工，重点阐述了钢管贝雷梁柱式支架的施工技术和注意事项等。

1 工程概况

新建铁路云桂线（云南段）I标段马内双线大桥起讫里程为D4K338+653.452～D4K339+024.602，全长371.15m，桥梁位于左偏半径为7000m的圆曲线上，线路坡度为+15.5‰，桥梁结构形式为3×24+1×32+（36+64+36）m连续梁+2×32+2×24m。该桥墩柱高15～80m不等，最高墩5#墩墩高80m。梁部3跨采用挂篮对称悬臂浇筑，其余8跨简支梁设计采用移动模架现浇。根据现场条件将现浇简支梁调整为采用钢管贝雷梁柱式支架现浇施工，其中3#-4#墩32m简支梁的钢管柱支架高62m，为全桥最高支架。

该桥位于“Ⅴ”字形地势山谷中，桥面与河底高差90m，山体自然坡度约30°～45°，桩基所处地层主要为泥岩，局部为灰岩。

2 钢管贝雷梁柱式支架设计与检算

2.1 支架设计

根据该桥特点，3#-4#墩32m简支梁现浇支架采用钢管贝雷梁结构形式，设4排钢管柱支撑，每排钢管柱横向安装4根Φ800mm钢管，立柱间距3.0m；上部采用贝雷梁桁架，分5组共计19片，每3片或5片为一组。钢管贝雷梁柱式支架在跨中设临时基础，采用挖孔桩和承台方案，挖孔桩桩径130cm。钢管柱纵向方向采用Ⅰ20型钢连接，竖向每层间距6m；横向两根立柱间采用[14型钢作“Z”形连接，竖向间距10m一道，以使4排钢管柱纵横连接成一整体，以增加其稳定性。

支架安装顺序从下到上依序为：底座→Φ800mm钢管柱→柱顶Ⅰ56型钢分配梁→贝雷梁→Ⅰ20型钢横梁→底模及侧模。支架结构及贝雷梁布置分别如图1、图2所示。

图1 钢管贝雷梁柱式支架布置图

图2 贝雷梁布置图

2.2 支架主要受力检算

支架受力分析采用大型有限元计算软件MIDAS/Civil2006进行建模计算，所建模型与实际情况基本一致。通过模型对实际荷载的模拟计算结果可知，支架设计满足规范要求，主要受力分析结果如图3、图4所示。

图3 支架整体稳定性分析

图4 支架整体变形分析

2.2.1 钢管支架整体稳定性分析

根据企业标准的整体稳定系数为5.0，经检算支架的整体稳定系数7.6＞5满足要求。

2.2.2 支架整体变形检算

3 施工工艺流程及技术要点

3.1 施工工艺流程（如图5）

3.2 钢管贝雷梁支架施工技术

3.2.1 基础施工

图5 支架法施工工艺流程图[2]

该桥3#-4#墩现浇梁跨中支架基础采用挖孔桩和承台方案，墩身侧钢管柱直接安装于墩身承台上，施工墩身承台时在台顶处预埋连接钢板。跨中基础挖孔桩桩径Φ130cm，孔深15m，采用人工挖孔作业，开挖至持力层并进行承载力试验，桩端承载力满足要求后安装Φ12钢筋笼和浇筑桩身混凝土，桩端承载力要求不小于300kPa。

承台结构尺寸为11m×5m×1m，采用C25混凝土浇筑。其底部铺设一层Φ12mm钢筋网，钢筋间距200mm；顶部预埋钢管柱连接钢板，钢板厚16mm，直径1260mm，安装时严格控制钢板水平及标高，并在钢板中心预留10cm的孔洞以利于排除空气和振捣，避免造成钢板底部的混凝土形成空洞不密实。

3.2.2 柱式支架安装

（1）材料准备：钢管柱采用?800mm钢管，壁厚16mm，根据现场施工的基础及箱梁标高，计算出每排钢管柱高度，统筹考虑所需如6m、3m、2m、1m、0.5m、0.3m、0.2m等各种规格的钢管数量后组织进场。贝雷梁采用长3m×高1.5m、2m×1.5m、1.5m×1.5m的贝雷片组合。

（2）底座安装：每根钢管柱底部用一短节长0.3～0.5mΦ800mm钢管作为底座，安装时采用水准仪调平后，沿钢管外缘与承台预埋钢板满焊牢固，并用厚20mm加劲钢板焊接于底座四周进行加固，每个底座均匀分布焊接12块加劲钢板，如图6所示。

图6 钢管柱底座安装图

图7 活动端构造图

（3）钢管柱安装：从底座开始按照技术交底所确定的管节长度依序安装管柱，采用专用Φ20mm高强螺栓连接，通过线锤、水平尺及测量仪器配合监测钢管柱的垂直度，将其控制在≤H/500且≤50mm以内。管柱顶端的调节活动端在安装横向Ⅰ56型钢分配梁前必须经测量复核标高后确定其外伸量，外伸量不宜超过活动端长度的1/3，其构造如图7所示。

（4）纵横向连接系安装：钢管柱纵向连接系采用Ⅰ20型钢连接，每层连接件竖向间距6m；靠墩身侧管柱通过Ⅰ20型钢连接于墩身的预埋钢板，扶墙连接每层竖向间距10m。横向连接系除竖向每6m用Ⅰ20型钢焊接外，竖向每10m采用[14型钢在两管间作“Z”型连接。钢管柱安装过程中每层纵横向连接及时焊接牢固以加强稳定性，严禁将每根管柱全部安装后再安装连接系。

（5）柱顶分配梁安装：每排管柱顶分配梁采用双根Ⅰ56型钢，每根长13m。分配梁安放于管柱的活动端上后，两侧采用∠75×75×8角钢固定于活动端上对其进行卡位，防止分配梁产生移位。

（6）贝雷梁安装：贝雷梁分5组共计19片，按跨径长度采用3m、2m、1.5m的贝雷片组合。贝雷片按要求间距安放于I56分配梁上，每片间除通过“花窗”连接系连接外，另在纵向每6m增设一根横向∠75×75×8角钢贯通连接贝雷片，并用Φ16钢筋加工成“U”型卡将贝雷片与Ⅰ56分配梁连接固定，如图8所示。

图8 U型卡连接加固图

（7）横梁安装：贝雷梁安装完毕后在其顶面放置Ⅰ20型钢分配横梁，其纵向间距50cm，每根工字钢两端采用Φ16mm钢筋“U”型卡与贝雷片连接固定，两侧外伸悬挑出贝雷梁外约1.5m以利于作业。支架安装完成后如图9所示。

3.2.3 支架预压

图9 支架整体安装图

支架预压前在贝雷梁底部靠近墩柱处、梁跨1/4、跨中各布置一排观测点，共5排观测点，每排在梁底范围布3个观测点，两侧翼缘板处各布置1个，共5个观测点，合计25个观测点。采用砂袋预压，在支架需预压范围的Ⅰ20型钢分配横梁上满铺10×10cm方木，横向间距30cm，按支架承受的最大荷载分三级加载：60%、100%、120%。砂袋加载和卸载按对称、分层、分级进行，严禁在同一断面一次性加载至预压重量。支架预压成果如表1所示，观测沉降值满足要求。

表1 支架预压成果表

3.2.4 底模、侧模安装

32m箱梁侧模采用宽2.0m和2.3m共计32块的定型钢模，钢模的面板厚6mm；底模采用10×10cm方木和厚12mm竹胶板组合的木模板。模板在荷载预压完成后安装，对其各项控制要素反复校核调整，消除模板拼装误差，直到模板线形达到验标要求，并在底模下方和桥面安装横向连接两边侧模的Φ22mm圆钢拉杆，拉杆纵向间距2m，防止混凝土浇筑时侧模跑模移位。

3.2.5 钢筋、波纹管及钢绞线制安

（1）钢筋制安：半成品在钢筋加工厂加工后运输至作业面绑扎成型，安装顺序为：梁体底板→腹板→顶板。安装时采用角钢制作的卡具控制间距和层距，绑扎丝间隔绑扎，梅花型布置，丝头往结构内侧不得伸入保护层内。当梁体底板、腹板筋与预应力波纹管相抵触时不得截断钢筋，只允许调整梁体钢筋间距。钢筋绑扎时接头在同一截面不能超过50%，钢筋保护层采用专用混凝土垫块，其数量不得少于4个/m2。

（2）波纹管安装：采用内径Φ90mm金属波纹管，使用前检查确认无变形损伤、锈蚀现象后方可使用。波纹管位置必须牢固、正确，安装前，测量组按管道设计位置放样，将定位钢筋网片安放于梁体钢筋骨架上，定位网片间距0.5m，曲线段适当加密。纵向预应力管道坐标偏差不大于4mm，横向坐标偏差不大于4mm，安装完成后，检查管道表面有无孔洞或裂缝，如有立即更换或用胶带封补。

（3）钢绞线安装：钢绞线采用先穿法安装，严格按计算的下料长度下料，用砂轮切割机切割，并在钢绞线两端统一进行编束，然后分两根或三根一组进行人工穿束。

3.2.6 内模安装

钢绞线、底腹板钢筋安装并验收合格后安装内模。内模采用厚12mm竹胶板与10cm×10cm方木组合模板，支架采用碗扣式钢管、Φ48.3×3.0钢管及可调顶托共同作为内模的支撑体系，即箱梁内中部采用碗扣式钢管，两端变截面、腹板模板及倒角部分采用Φ48.3×3.0钢管支撑。支架下端采用混凝土垫块进行支垫，避免支架直接支撑在底模上造成漏筋。

3.2.7 混凝土浇筑和养护

箱梁混凝土等级为C50，坍落度控制在18～20cm，混凝土浇筑时纵桥向按从跨中向两端进行，横桥向按“先底板与腹板倒角，其次底板，后腹板，最后顶板”的顺序浇筑，横桥向浇筑顺序如图10所示。浇筑时两侧腹板混凝土的高度控制基本一致，在支座、梁端、接触网基础等钢筋密集区采用Φ30mm型振捣棒，其他部位采用Φ50mm振捣棒捣固，严防振动器碰触波纹管和模板，但Φ30mm型小直径振捣棒功率低、作用半径较小，作业时适当延长振捣时间，专人监控。振捣棒移动间距不超过其作用半径的1.5倍，振捣过程中要做到快插慢拔，与侧模保持5～10cm的间距，插入下层混凝土5～10cm左右。所有部位均振捣密实，捣固时间要适当掌握，不能漏振、过振，以混凝土不再沉落、表面呈现浮浆为度。

图10 箱梁横桥向混凝土浇筑顺序图

顶板混凝土表面进行二次收浆抹面，以防止表面收缩裂纹的产生，并于终凝前在道床底座板范围内用钢刷拉毛。梁体混凝土收浆后及时用土工布覆盖和洒水养护，养护时间不小于14d，洒水次数视环境湿度而定，以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为宜。

3.2.8 钢绞线张拉

在梁体混凝土强度达到设计值80%且龄期不小于5d后进行钢绞线初张拉，在混凝土强度及弹性模量达到设计值且龄期不少于10d后实施终张拉。张拉程序：0→预紧力（0.20σcon）→σcon持续5min锚固，两端同步、左右对称张拉，最大不平衡束不超过1束。预应力采用双控措施，张拉过程中保持两端伸长量基本一致。张拉预应力值以压力表读数为主，以预应力筋伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值差控制在±6%以内。终张拉完成24h后检查确认无滑丝、断丝现象，即可切割锚外多余钢绞线，用砂轮切割机切割。

3.2.9 管道压浆

在预应力终张拉后48h内完成管道压浆，采用真空辅助压浆工艺，从箱梁低端向高端压浆。压浆时，先将灌浆阀、排气阀全部关闭，真空阀打开，启动真空泵，观察真空压力表读数，即管内的真空度。当管内的真空度维持在-0.06～-0.08MPa时，启动灌浆泵，打开灌浆阀开始压浆。当浆体经过空气滤清器时，关掉真空泵及抽气阀，打开排气阀，观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入前稠度一致时，关掉排气阀，继续灌浆不小于3min，使管道内的压力维持0.5～0.6MPa，最后关掉灌浆阀。同一孔道的压浆工序需一次连续作业完成，浆体从搅拌到压入梁体的时间不超过40min，其温度控制在5～30℃之间。

3.2.10 支架卸落和拆除

（1）落梁：预应力初张拉后，可进行支架落梁和拆除。落梁时采用4台100t千斤顶分别置于每排4根钢管柱的调节活动端上，同时将活动端向上顶起2～5mm后，取出活动端内的钢楔块，待千斤顶回落时柱顶上的Ⅰ56型钢分配梁、贝雷梁、Ⅰ20型钢横梁、模板等同时卸落，即完成落梁作业。

（2）支架拆除：支架拆除顺序依次为：侧模→底模→Ⅰ20型钢横梁→贝雷梁→Ⅰ56型钢分配梁→钢管柱及连接系，拆除贝雷梁时按“纵桥向对称均衡、横桥向基本同步”的原则分阶段循环拆除[3]。拆除贝雷片采用4台倒链葫芦分别置于4根Ⅰ56型钢分配梁上，将贝雷片同步缓慢往外侧拉至箱梁翼板边缘下方，然后用吊车或塔吊配合起吊拆除。Ⅰ56型钢分配梁和钢管柱采用两台5t卷扬机配合拆除，先在每根钢管柱正上方的箱梁顶板和底板内埋设Φ100mmPVC预留孔，然后拆除支架时卷扬机放于桥面上，其钢丝绳穿过预留孔达到钢管柱位置，以利于垂直起吊、卸落钢管。

4 支架施工注意事顶

（1）作业人员必须经体检合格后方可进行高空作业，并做好安全防护措施。

（2）钢管柱的底座与承台预埋钢板必须连接焊接牢固，安装管柱时必须控制其垂直度满足要求。

（3）支架预压后，必须安排专人重新检查管柱的连接螺栓、连接系接头是否有松动或脱落情况。

（4）贝雷片的连接销、连接系以及与分配梁的卡位措施等安装到位、牢固。

（5）支架拆除时，必须安排专人指挥吊车或卷扬机等作业，慢拆慢放，管柱的纵横向连接系不允许一次全部拆除后再拆除管柱，避免管柱失稳。严禁让拆除的构件直接自由坠落。

5 结语

钢管贝雷梁柱式支架操作方便、基础处理难度小、受地势影响小，安全可靠，且钢管柱及贝雷梁结构载荷能力强，抗弯刚度大，变形量小，可准确控制桥面标高[4]。其在云桂铁路马内双线大桥高墩支架现浇梁的成功应用，突破了一般将满堂支架等施工支架控制在30m高度以内的范畴，既克服了山岭地区因交通不便、施工场地有限而无法进行移动模架等大构件运输和组装的难题，也克服了满堂碗扣式支架施工繁琐、基础处理量大、变形量较大的缺点，可供同类桥梁工程施工提供借鉴。

[1]崔昌洪，韦健江.钢管贝雷梁柱式支架在高墩大跨现浇箱梁施工中的运用[J].公路，2005（10）：10-16.

[2]铁建设.高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2010.

[3]中华人民共和国铁道部.TB10110-2011铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[4]唐林.现浇连续梁贝雷梁柱式支架法施工技术[J].山西建筑，2010，36（7）：118-119.

责任编辑：孙苏，李红

区县建设

重庆涪陵区规范招投标监管助力阳光招标

涪陵区城乡建委着力提高监管水平，不断强化招投标服务标准化建设。一是规范全流程监管，强化制度建设。今年以来，制定执行了规范招投标资质设置管理、限额以下工程承包商库管理办法、房屋和市政工程施工标准招标文件、涪陵区招投标活动现场管理规定、投标突发事件应急处置预案等5个制度性文件。二是规范关键环节监管，强化阳光公正。制定执行了招投标双人监管制度、建设工程开评标监督制度、建设工程招标公开告知制度、建设工程招标文件备案审查制度、建设工程招投标不良行为通报制度等5项制度。三是规范权力清单管理，强化监督制约。细化削权分权，完善招投标内部审批表格10张，落实首问首办责任，简化优化方便群众办事。1-8月，共办理房屋建筑和市政工程招标报建142个，中标金额318556万元。其中，国有投资项目招标103个，中标金额146972万元，节约投资33429万元。处罚通报不良行为1起，罚款102.6万元，无招投标服务投诉。（来源：涪陵区城乡建委）

Construction Technology of Steel Pipe&Bailey Beam Bracket System for High Pier Simply-supported Cast-in-place Girder

To establish cast-in-place bridge girders in the mountain area,it is key to adopt an appropriate bracket support system under the limited construction conditions.With thedouble-linebridgeon Yungui Railway asacase,wherethebracket support system of steel pipe&bailey beam isapplied in the high pier simply-supported cast-in-place girder,the bracket design,installation and dismantling as well as the construction technology and tips for box girder areintroduced,in hopeof providing somereferencesfor similar programs.

steel pipe&bailey beam;bracket;high pier;cast-in-placegirder

U445

A

1671-9107（2017）10-0012-05

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.10.012

2017-01-20

甘小江（1977-），男，广西扶绥人，本科，工程师，主要从事铁路工程施工工作。