匝道桥超长贝雷架在高支模架中的应用

严忠勇YAN Zhong-yong

（四川省第十五建筑有限公司，南充 637000）

1 工程概况和特点

某市城区路匝道桥工程项目起点顺接陈寿路，下行与桂花路平交，桥梁跨径布置为（26.5+35.5+31）m+（4×30）m，全长218.5m；桥梁上部构造：本桥孔跨布置为：（26.5m+35.5m+31m）+（4×30）m 两联单箱单室预应力混凝土连续梁。主梁纵向按部分预应力混凝土A 类构件设计，横梁按普通钢筋混凝土构件进行设计。上部箱梁采用单箱单室截面，混凝土箱梁顶板宽为9m，底板宽5m，悬臂宽2.0m，第一联箱梁梁高1.9m，第二联箱梁梁高1.7m。箱梁顶板厚25cm，底板厚25cm，腹板厚50cm，为增强支点处抗剪能力在支承附近腹板由50cm 加宽至80cm。

2 方案选择

由于0——1 号桥台处于高边陡坡处，无法搭设落地式支撑架，经分析研究比较并结合模板工程工艺水平、设计要求和现场条件，决定采用盘扣式钢管架作为本模板工程的支撑体系（0 号桥台与1 号墩之间采用钢管柱和贝雷架作为纵向承重梁体系，贝雷架跨度21m），加钢立柱作为承力构件，其他地方采用盘扣式支撑架的施工方案。

3 支承体系简介

①支承体系主要由钢管立柱（包含柱间支撑系统）、加强型贝雷架、横向转换工字梁、桥面横向次梁组成。具体规格参数如表1。

表1 支承体系构件概况

加强型贝雷架主要通过增加加强弦杆的方式，提高贝雷架桁架上下弦杆强度与刚度，最终达到增强桁架强度与刚度以提高桁架承载能力的目的。加强型贝雷架结构构件组成如表2。

表2 加强型贝雷架概况

②有限元建模分析。采用空间钢结构分析设计软件3D3S V14.0 建立本工程整体计算模型。主要对支承结构体系在使用过程中的承载能力进行技术评估，本次分析验算主要考察结构在恒荷载、施工活荷载、风荷载作用下结构构件承载能力及变形是否满足相关规范标准要求。因为施工阶段，故荷载组合考虑为1.0D+1.4L+1.2W。图1 为支承结构体系计算模型。

表3 恒活荷载取值

经模型变形分析结果，结构竖向跨中挠度为71mm，约为跨度的3.4/1000，结构纵向水平变形约为9mm，结构横向水平变形约为4.5mm；结构内力验算结果为结构竖向施工荷载作用下贝雷架结构构件内力未超过构件容许承载能力。如图1 所示。

图1 贝雷架支承体系计算模型

4 主要施工要点

①高支撑架正式搭设前，应按住房和城乡建设部和省、市关于危大工程安全管理的有关规定编制高支模安全专项施工方案并经专家论证通过，由企业技术负责人、总监理工程师、建设单位项目负责人审批同意后实施。

②高支模架搭设前，公司技术负责人或授权的技术人员应向项目全体管理人员进行安全技术和专项方案交底（一级交底），方案编制人员应向管理人员进行专项安全技术交底（二级交底），施工人员应向全体参加施工的作业人员进行专项安全技术交底和施工技术交底（三级交底）。

③脚手架安装与拆除人员必须经考核合格并持证上岗，架子工必须戴好安全帽、系好安全带、穿防滑鞋。用于高支撑架的各种原材料、构配件应有合格证并现场见证抽样送检检测合格才能用于工程中。

④贝雷架应用50*50 角钢横向用螺栓固定牢固形成整体，间距为2000mm。贝雷架上的盘扣式支撑架最大起拱量应80mm。

⑤竖向结构（柱）与水平结构分开浇筑，以便利用其与支撑架体连接，形成可靠整体；

浇筑时按梁中间向两端对称推进浇捣，由标高低的地方向标高高的地方推进。事先根据浇捣砼的时间间隔和砼供应情况设计施工缝的留设位置。

砼浇筑中应先浇筑里面的砼，然后由内至外浇筑，严格控制砼的梁板上堆料高度，梁上堆料高度不超过300mm，板上堆料高度不超过150mm。砼浇筑前输送管线的布置方式符合方案要求，浇筑过程中坚决避免堆载过大现象，要设专人对支撑架的变形进行实时监测，发现异常及时处理。

⑥支撑架搭设完成后应由施工单位组织，经方案编制人、项目技术负责人、企业技术负责人或授权的技术人员和总监理工程师共同验收合格后才能进行下道工序。

⑦架体主要构造措施：为了满足高宽比要求及防止架发生倾覆事故，搭设过程中要采取临时固定措施，连墙件为抱柱连接，按水平间距按两步三跨进行设置。竖向剪刀撑和水平剪刀撑设置为加强型。水平剪刀撑共设置两道，分别在竖向剪刀撑的交点平面处、扫地杆处，剪刀撑宽度为4m，竖向剪刀撑设置在架体外侧周边及内部纵、横向每隔4 跨且不大于5m，由底至顶连续设置。竖向剪刀撑斜杆与地面的倾角应为45-60 度，竖向斜杆满布设置，沿高度每隔4 个标准步距设置水平斜杆，应在立柱周全外侧和中间有结构墩柱的部位，竖向间距按步距每步与每个墩柱设置一个固结点；用抱柱的方式连墙件（如图2），以提高整体稳定性和提高抵抗侧向变形的能力。盖梁与箱梁体系之间的连接，用4m 长钢管在每步水平系杆处连接，每边不小于两跨。

图2 连墙件

⑧支架预压。

1）支架预压前检查内容。

支架在搭设完毕、检查验收合格后开始预压。

2）预压方式及设计预压荷载大小。

拟用砂袋堆载的方式全支架预压。为防止雨季砂袋吸水，现场准备一定数量的薄膜予以覆盖。

根据《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T194-2009），支架设计预压荷载应不小于支架承受的混凝土结构恒载与模板重量之和的1.1 倍。即按箱梁自重与施工荷载累加后的1.1 倍进行分级加载预压以取得基本数据，根据压载数据及结构设计预拱度进行立模标高设置。

3）预压流程。

按设计预压荷载的30%，60%，80%，100%分4 级预压，每级预压完成后12 小时观察其变形情况。

4）观测方法及观测记录内容。

采用水准仪配合塔尺观测，在临近坚硬地表上设置好后视高程点（绝对高程值不变），通过水准仪观测待测点与后视点之间的高差值，从而测出各测点的沉降值。

观测精度控制在2mm 以内。

每断面测点的测量原始数据记录与原始数据记录表；根据原始记录表，将原始数据汇总到成果汇总表。

5）观测点布置。

堆码砂袋前在底模上及与其相对应的基础上设置观测点。观测点设置方式为：每跨纵向在距墩柱50cm 点、1/4梁、跨中和3/4 梁跨处设置5 个观测断面，每个断面在翼缘板中部、腹板处、标准顶底板处均设置观测点，为便于观测，模板底观测点采用ϕ16 的二级钢筋向下引致距地面高1m 位置进行观测，此外，与底模对应的基础上也设置基础沉降观测点，如图3 所示。

图3 观测点横向布置示意图

对于多箱室截面，除翼缘外，每道腹板及每箱室标准顶底板处均设观测点。

6）加载及卸载。

采用砂袋预压，每个砂袋重约1t 左右，采用人工配合小型挖机进行装袋，平板运输车运至预压现场，人工配合汽车吊根据箱梁荷载分布情况，对称模拟荷载分布堆载。

加载前，根据箱梁底板、腹板、隔梁及翼缘板的体积分别计算出各区域的加载重量，按照计算结果逐级加载。根据预压荷载分4 级加载。第1 次加载为预压荷载的30%；第2 次加载至预压荷载的60%；第3 次加载至预压荷载的80%，第4 次加载至预压荷载的100%。每级加载完成后，立即开始沉降变形观测，之后每12h 观测一次支架及基础的沉降量，如果12h 沉降量小于2mm，说明沉降已经稳定，即可进行下级加载。加载应从跨中向梁端、结构中心线向两侧进行均匀布载。加载一跨预压荷载为450 吨；本支架每立方米空间所用支架重量为45.3kg/m3。

加载过程中检查支架各杆件的受力情况，安排专人逐个检查顶托的受力情况，若有个别顶托未受力，人工通过调节杆调整，保证支架各顶托受力一致。

全部预压荷载施加完后，继续沉降观测，每间隔24 小时监测一次，监测数据满足规范要求后方可进行支架卸载，预压荷载采取一次性，并且对称、均衡及同步卸载。

卸载6h 后，监测各监测点标高。卸载材料堆放整齐，且堆放高度不能过高，防止倒塌造成危害。如果砂袋不继续使用，及时清运至郫县弃渣场弃渣，运距约32km。

5 结构受力计算

由于贝雷架及承重横梁、支撑架受力有、变形和稳定性计算内容较多，在此不详细计算，经验算，满足结构变形及受力和稳定性要求。贝雷架钢立柱验算结果如表4。

表4 贝雷架钢立柱验算结果

钢管桩单桩竖向极限承载力标准值Quk =钢管桩承载力为975*0.5=487.5kN，满足要求。3.14*0.6*1.8*200+0.48*3.144*0.6*0.6*2188=975kN

表5 立柱基础设置

6 结语

该工程于2020 年11 月开始进行桥梁砼施工，至12月底结束，架体变形控制在设计范围内，结构稳定可靠，确保了结构质量和施工安全，取得了较好的经济和社会效果。