贝雷梁—盘扣组合式支架结构体系在现浇梁中的设计及应用

狄传虎

中垣建设集团路桥工程有限公司 贵州 贵阳 550001

随着城市规模的不断扩大，建筑业取得了较快速的进展，其中混凝土结构施工中使用现浇梁板结构的比重也日益增大，这就要求现浇梁板使用的模板、支架需要具有足够的承载能力、刚度和稳定性，施工时需对现浇梁支架临时结构进行专项设计[1]。而通过采用贝雷梁-盘扣组合式支架结构体系设计，可有效克服跨路交通、跨河、地基处理困难等障碍物的影响，最大限度地节约资源，并减少对城市环境的影响，从而实现绿色施工，实现支架施工整体的安全性和稳定性。

1 施工设计

某立交是一座全互通式立交，共计13座桥，主线桥上跨现状东二环，SW、HSW、ES、WS匝道上跨现状航天路，SW、WN、HSS上跨河道。采用常规的满堂支架技术梁底距离路面净空为9 -13m，空间较大，为方便后期贝雷梁拆除，减小地基处理，且不影响下部道路通行及河道，故采用贝雷梁-盘扣组合式支架结构体系设计在贝雷梁顶面搭设盘扣式支架，如图1、图2。搭设后的盘扣支架高度约4-8m。选取SW匝道桥2×20m+3×20m进行施工典型设计，此桥与现状道路斜交，对斜交现浇梁施工，钢管桩、贝雷梁平面布置采取相同斜交角，对于上部的分配梁、支架与设计线路保持正交，方便支架搭设。

图1 现浇梁组合支架设计图纵断面图

图2 现浇梁组合支架设计图横断面图

1.1 钢管立柱贝雷梁设计

1.1.1 钢管立柱

在跨中设计为C30钢筋砼条形基础，每排5根，两侧利用承台预埋钢板立柱基础。钢柱选用标准630×8mm螺旋钢管。钢管底与基础埋设2块钢板之间采用焊接。钢管柱间选择由20#槽型钢构成的横向连接桁架，柱顶（脚）设置钢板及8道加劲肋板并与支撑框架顶部的横梁焊接，如图3。

图3 条形基础及 柱顶（脚）钢板加劲肋板大样图

1.1.2 横梁

横梁为双拼I56a工字钢，在检查立柱的垂直度、高程后，调整其轴线，使其与钢轴线重合。相邻两根立柱安装完毕后，及时连接横杆和斜杆，确保支墩整体稳定。安装一个整体支墩后，安装支墩顶部的横向双拼工字梁，将五个横向支墩连成一个整体。双拼工字钢与柱顶钢板焊接固定。

1.1.3 纵向主梁与横向分配梁安装

纵向主梁使用贝雷梁，在贝雷梁拼装之前必须仔细检查贝雷片是不是有伤损迹象，有明显破损的则不得使用，经参建各方检查验收合格后使用。并且严格控制好垂直度，确保主梁受压安全问题。贝雷梁上方横向分布梁选用I20工字梁，横桥向布置分配梁，纵向间距为1.2m，分配梁与纵向主梁采用U型卡固定。U型卡紧固时，每根分配梁不小于5根，保证纵梁横梁支架的稳定性。

1.2 盘扣式支架设计

传统的碗扣式支架因材质差，钢管厚度不足，搭设周期长，材料损耗大，而盘扣式钢管材质采用Q345B低碳合金结构钢，是一种高度灵活的多功能支撑架，以立杆基础部件为基础，立杆上配置圆盘，每个圆盘上设置8个孔，用以连接其他横杆、斜杆等部件，使整个结构牢固稳定，根据余卫华，彭伟[2]通对扣件式、碗扣式、盘扣式钢管对比分析，当立杆外径相同时，单根竖向承载力盘扣式承载力最大，而当盘扣立杆采用60系列时，单根承载力效果明显增加。从经济性、合理性、可行性等方面对保证架体质量、控制工期较为有利，投入相对较少，经本项目部综合研究决定现浇梁支架采用60盘扣式脚手架方案。

根据本项目混凝土梁结构类型，脚手架顺桥向立杆间距为120cm，横梁处为60cm，横桥方向120cm，在腹板处60cm，立杆底部设扫地杆，高度30cm，立杆底部布置在I20分配梁中部，其标高的调节由顶端的顶托实现。脚手架按要求设置纵横剪刀撑。在高度方向每间隔1.2m设置一排纵、横向联接横杆，使所有立杆联成整体。支架顶部安装可调节顶托，连续梁底标高通过立杆顶托调整，伸出长度不宜超过30cm，插入立杆内长度不得小于15cm。底板范围顶托横向放置14工钢，纵向放置10#工钢，纵向间距腹板范围内0.2m，其余0.25m。采用“化曲为直”的思想，将整个现浇梁直接分为几段搭设，段间设置小角度转角，并采用扣件支架连接为整体[3]。对此斜交现浇梁施工，钢管桩、贝雷梁平面布置应采取相同斜交角，对于上部的分配梁、支架应与设计线路保持正交，方便支架搭设。

盘扣式支架安装过程：测量放线→基础上弹线确定梁中线位置→立杆定位→竖立杆→安装第一步横杆并与立杆扣紧→安装第二步横杆并与立杆扣紧→接立杆→加设剪力撑及扫地杆→测量高程、支搭底摸→安装下木支撑架→拼装侧模并固定→检查验收→支架预压→验收合格→钢筋绑扎→砼浇筑→养护→拆模→支架拆除。

1.3 支架预压

为保证支架的稳定性，减少对支架自身非弹性变化的影响，并可通过检测预压时对支架所产生的弹性变化影响[4]，对满堂式支架进行预拱度调节。支架的预压首先要关注气候情况，然后要做好各阶段的预压加载，做好测点布置和沉降观测。

1.3.1 堆载预压

选用砂袋作预压力材料，在施工中关注气候变化，并做好防雨、防水浸泡等保护措施，以避免因砂袋淋湿而产生的超荷。

1.3.2 基础预压

基础预加载荷载等于承载地基的混凝土的恒载和支撑、模板的重量的总和的1.2倍。

1.3.3 支架预压重量及预压方法

基础预压进行完毕之后，开始第二和第三阶段的预压加载。首先第二环节加载按总重量的80%记，第三环节加载按总重量的100%计，预压重量约为梁混凝土自重的1.2倍。次序遵循纵向从跨中向支点、横向从结构中心线向两侧对称布载，按负荷大小依次进行。

1.3.4 测点布置

在观测点的帮助下，仔细测量相应的参数，包括支架沉降、基础沉降等。在桥梁预压过程中，观测点分为上、下观测点。在每一跨度箱梁的两端横梁、跨中和四分之一跨度位置的支架，上部共有五个断面。上部观测点沿箱梁纵断面每隔10m设置一段，分别设置在每段两侧翼缘板边缘和底板左、中、右位置。在下部设置临时墩，每个支墩基础四边之间设置0.5m。

1.3.5 沉降观测

监测频次为装载前、装载结束、装载12h、装载后24h(当24h未下降平稳时，则应观察至沉降稳定时间)和卸载完成6h，监测须仔细、准时，以保证数据准确性。全部荷载施加完毕后，每间隔24h观测一次，记录各测点标高。当支架预压符合下列要求时，可进行支架卸载：

a.各测点沉降量平均值小于1mm；

b.连续三次各测点沉降量平均值累计小于5mm。

1.3.6 观测数据处理

分析堆载的预压力前、预压后、卸载后测量资料，据此计算出弹性变形值和非弹性变形值，并检查预先设定的预拱度数值是否正确。在支架预压阶段以及浇筑混凝土的过程中应实施实时监测，一般监测频率不超过30分钟一次。

1.4 支架拆除

支架拆除时应遵循先支后拆，后支先拆，一步一清的原则，部件拆除的顺序与安装顺序相反，严禁上下同时进行，拆除时设专人进行指挥并经过技术负责人、项目总监审核同意后方可拆除。侧模在预应力张拉前拆除，底模在张拉后拆除。首先，从跨中向两侧水平同步手动拆除上部盘扣支架及底模。其次，手动配合起重机拆除贝雷梁。最后，分段拆除钢管柱支墩。拆除顺序为：采取全孔多点、对称、均匀、缓慢的原则，先中跨后边跨、由跨中逐步向两端支点对称的拆除支架[5]。

2 贝雷梁—盘扣组合式支架结构体系在现浇梁中的注意事项

贝雷梁-盘扣组合式支架结构体系在现浇梁中尽管安装和拆卸都非常便捷，但是依然要注意其管理安全工作。安全工程质量管理要重视管理工作细节，安全即效率，永远贯穿“生命安全第一位，防范为先，群防众治”的平安管理工作方向，遵循“三不要”(缺少生命安全保障的建筑施工不要，缺少工程质量保障的建筑施工不要，缺少搞好文明施工的建筑不要)原则。重视日常监督管理，设置专门的安全监察员组和群众安全监督员，严格执行“每天质安工作质量巡检，一周质安工作质量小结，一个月质安工作质量大检验”的规章制度，建立所有人员岗位安全生产责任制，每天积极开展一个拉网式的大排查，对质安监督小组日常工作开展定期抽查管理工作，不放过任何一个细节，在检验管理工作结束后及时开会，对所发现的问题以文书的形式印发各作业面，并要求限时加以整改。在各项工程施工前，严格按照危大工程管理规定，制定专项施工方案，并组织专家论证，并对一线工作人员开展了安全技术培训及交底，检查验收合格后方可进入下一步工序，确保施工安全。

3 贝雷梁—盘扣组合式支架结构体系在现浇梁中的施工效益

本文以某立交为例，介绍了贝雷梁-盘扣组合式支架临时结构体系在其现浇梁中的应用，并且也取得了良好的施工效益。经过研究这一施工案例，发现使用贝雷梁-盘扣组合式支架结构体系施工，其简单易行，机动性好，成效显著，并具备了如下优势：

3.1 机械配置简单，适应性较强，且机具使用率高，增加了施工工效。

3.2 施工进度也能得到保证，平均每个作业面可实现2跨箱梁的最大浇筑速度。

3.3 钢管、贝雷梁均可反复周转利用，损耗较小，且具有使用简单、质量可控。

3.4 箱板模板定位精确，箱梁混凝土结构表面光洁，底板和翼板结构线形管理均符合设计规定。

3.5 本项目成为本公司的重要的高大模板工程项目，给众多建设单元的施工建设提供宝贵经验。

3.6 利用贝雷梁-盘扣组合式支架结构体系进行现浇梁工程安全可靠，经济效益高，减少了人员和支架材料的费用。

3.7 避免了许多地基工作处理，对水土保持、绿色施工有很好的效益。

4 结束语

综上所述，贝雷梁-盘扣组合式支架结构体系在某立交现浇梁中的设计及应用，可以加快工程进度、减少建设工程造价、保证施工质量及安全，同时也为今后的同类工程建设在跨越障碍物，跨路、跨河、地形变化大，地基处理不便等复杂环境下混凝土结构现浇梁板支架结构体系的设计提供了借鉴意义，具有良好的推广价值。