连续箱梁采用贝雷梁式支架现浇法施工技术研究与应用

夏百松

五冶集团上海有限公司 上海 201900

1 前言

当前我国建筑施工技术正在高速的发展中，连续现浇箱梁支架搭设的方法选择面越来越多，有采用碗扣式多功能钢管脚手架搭设的，也有采用盘扣式钢管脚手架搭设的，针对本项目地处山地丘陵地带，并结合工期等多方面因素，我司采用贝雷梁式支架现浇法，通过工程实际验证，此施工方法具有节约工期、减少成本、美观实用等诸多优点，非常值得同类项目中推广与应用。

2 工程概况

2.1 项目基本简介

本项目位于河南省汝州市骑岭乡境内，属于汝州市科教园区项目群中道路桥梁建设工程，新建市政道路全长1777.241m，春风路一号大桥位于K0+723.00处沟深29.5m，沟宽90米，该处设置4×25m预应力混凝土连续箱梁桥，全桥共一联，全长113.16m，桥宽25m（5.5m人行道+14米行车道+5.5m人行道），单幅桥布置。基础、墩身、盖梁混凝土强度为C40混凝土，箱梁为C50混凝土。

2.2 项目地质情况

桥位处深沟最大深度为29m，根据地质勘探报告钻孔，表层为杂填土、粉质黏土，下部为角闪花岗岩；各分布不均匀，桥位处地形起伏较大；依据设计图纸提供杂填土地基承载力达到150kPa，粉质黏土地基承载力达到200kPa，角闪花岗岩地基承载力达到600kPa.

3 施工工艺介绍

3.1 施工工艺流程

K0+723春风路1桥为现浇连续箱梁共一联，分四跨，春风路1桥箱梁底部距沟底最大高度约29m，综合考虑现场地形地貌以及地质结构，综合比选，拟采用贝雷梁式支架现浇法施工，箱梁纵坡通过贝雷梁调节，箱梁横坡采用主分配梁上加垫方木调节。

施工工艺：施工准备→基础施工→立柱安装→横梁安装→贝雷梁安装→分配梁安装→支架预压→箱梁施工→支架拆除。

3.2 施工技术参数

根据现浇箱梁的尺寸和现有材料的实际情况，本着安全、经济和方便施工的原则，决定采用钢管直径为Φ529mm，壁厚δ＝10mm的钢管柱贝雷梁式支架进行本桥连续梁的施工。

主跨箱梁底部支架采用钢管桩支架配合贝雷片支架体系（支架采用焊接连接）。1、2、3号墩处利用承台基础作为支架基础，其它部位为素C30混凝土，条形基础混凝土施工前必须对基底承载力进行检测，达不到设计要求时，必须进行加固处理。各桥跨之间采用Φ529*10mm无缝钢管，钢管接长采用法兰连接，承台钢管采用Φ28mm螺栓连接。钢管桩之间每隔2-5m采用[20槽钢连接，钢管桩顶部切割成20*30cm槽口，槽口上面横桥向铺设I40b双拼工字钢，长度14.5m。顺桥向铺设2片贝雷片组成的贝雷梁花梁，共计10道。贝雷梁横桥向铺设[16b槽钢，间距60cm，共计168道。[16b槽钢上顺桥向铺设5cm*10cm方木，间距20cm(腹板区)/30cm（空箱区）。方木上铺设厚度2cm竹胶板做底模，翼缘板、侧模采用碗口标准杆件进行支撑、加固。

3.3 支架基础处理

为了满足支架基础的需要，支架基础尺寸为13.6m*4m（两桥墩跨中位置）、8.5m*1m（两桥台位置及桥墩位置），整体布置思路为桥位处场地顺地势进行整平、基础位置作换填级配砂石处理，处理宽度为8m（基础两侧均加宽2m）、长度为14m、深度为2m，换填位置地基承载力要求达到200kPa以上。如果换填深度超过2m，换填部位全部采用C15素砼进行换填[3]。

桥位1#-3#墩之间杂填土设计承载力达到150kPa，通过换填2m深，换填级配砂石材料扩散角为45。。平整后得场地作为2桥支架施工场地，换填处用推土机将表面进行整平后，用25吨压路机碾压5-6遍，碾压密实平整后，在地基表面铺筑10cm厚C25砼作为场地硬化处理[3]。

地基硬化做两侧双向1%横坡，路线两侧设30*30cm矩形排水沟砂浆封面。排水沟纵坡为2%，防止雨水侵泡条形基础底部[1]。

桥台位置支架基础设置一排宽度为1.0m，长度为8.5m，高度为1.0m，基础砼采用C30砼，砼浇筑前预埋2cm厚的法兰钢板与钢管柱底板8根φ24螺栓连接，基础上下层设置φ12钢筋网片防止基础开裂。桥墩位置支架基础以桥梁1#、2#、3#墩承台为基础。在承台顶面浇筑1.0m*0.5m条形基础，砼浇筑前预埋2cm厚的法兰钢板与钢管柱底板8根φ24螺栓连接。各桥跨中间位置支架基础钢管柱排距为3m，条形基础宽度为4m，长度为13.6m，高度为1.0m（埋入地表），基础砼采用C30砼，砼浇筑前预埋2cm厚的法兰钢板与钢管柱底板8根φ24螺栓连接。基础上下层设置φ12钢筋网片防止基础开裂。

4 具体施工方法

4.1 支架搭设方法

1测量放样

施工测量工作有标高测量控制、平面坐标测量放样及监控测量等，是箱梁施工的关键工作之一。支架搭设前应先测设桥跨中线并引控制桩，同时在桥端及跨中部位设置标高控制点，对支架的搭设高度进行严格控制。根据支架立杆的横纵向间距进行现场预排定位，在基础表面弹出墨线作为支架搭设定位的控制线。

2立柱及立柱基础

梁柱式支架立柱采用529×10mm钢管。立柱底部地梁采用现浇C30混凝土，立柱顶部焊接直径70cm厚2cm钢板，钢板放置直径65cm砂箱（砂箱内采用清洁干燥的中粗砂），双拼I40b工字钢横梁垂直作用在砂箱上，为避免因梁底纵坡较大引起砂箱、工字钢倾覆，砂箱底部焊接在钢板上，双拼40工字钢焊接固定在贝雷梁上；桥墩台位置钢管柱采用[20槽钢作为扶壁杆焊接固定墩台预埋铁上，跨中位置钢管柱采用[20槽钢对角焊接固定。横粱临时固定采用点焊连接固定。

3纵梁搭设

纵梁采用贝雷梁，用两片贝雷片组成60cm宽的标准截面纵梁，按梁体结构荷载分布进行每组梁的对应布置，边腹板、中腹板位置设置两组贝雷，空箱区位置设置一组，翼缘板位置设置一组贝雷梁，贝雷梁与双拼工字钢采用U型丝卡固定。两桥墩盖梁之间净跨度23m，贝雷片单片3m，施工过程中需考虑截短一头的贝雷片，保证桥跨范围的支撑长度，同时单孔贝雷片一头设置方木支挡，避免贝雷片与盖梁的硬性接触。

4主分配横梁

分配横梁采用[20b槽钢平铺，在底板位置的[20b槽钢的槽口内立方20b工字钢作为底板区主分配梁，间距60cm布置，横梁位置间距30cm，采用U型螺丝卡将主分配梁及贝雷梁两者进行固定。

5次分配纵梁

分配纵梁采用10×10cm木方。木方间距在腹板和端横梁位置按中心间距25cm布置，其余位置按中心间距30cm布置。

6箱梁底横坡调整措施

根据梁底1.5%的横坡，底板宽度为8m，梁底一侧高于另一侧12cm，为达到梁底横坡按照设计要求施工，20b工字钢与槽钢且正正对应贝雷梁位置设置硬质木楔，在主分配8m范围内来校正梁的底板横坡高程。

7其他措施

箱梁底模采用2cm竹胶板铺在木方之上，翼缘板位置，采用在分配横梁上搭设钢管满堂架方式施工。满堂支架采用横桥向90cm，顺桥向75cm，步距60cm布置，该位置支架支撑翼缘板同时还可以校正箱梁侧模平整度、竖直度。

为保证施工人员上下安全，爬梯每两层设置附着，墩身高度首节4m位置预埋2块100×100×6mm钢板，以后每4m预埋2块100×100×6mm钢板焊接固定在钢筋骨架上，便于人行爬梯焊接附着在墩身上。

塔梯采用标准图中的标准件进行拼装，水平管尺寸有1200mm、2400mm两种规格，均为Φ48×3钢管，材料Q235，弹性模量E=206Gpa，水平管竖向间距为1500mm。竖管规格均为Φ48×3.25钢管，l=3000，材料Q345B，弹性模量E=206GPa。底座4个，另外1200×1500mm连接斜撑若干，拼装而成。

待首节模板翻升后即可开始人行步梯的安装加固，人行步梯按照每两节与墩柱预埋铁通过扶臂杆焊接固定，确保爬梯使用安全。

4.2 支架落架方法

支架落架采用降低砂箱高度达到落梁目的。待贝雷梁整体下沉约2cm左右，抽取模板次分配梁、主分配梁，贝雷梁采用导链人工沿40b工字钢滑移出翼缘板位置，采用吊车对称吊出。

拆除第一步先拆除两侧翼缘板碗口支架，拆除第二步降低砂箱高度，便于工字钢整体下沉2cm，相应的贝雷梁整体下沉2cm。然后抽取模板、方木以及槽钢，对称滑移贝雷梁至箱梁翼缘板，用吊车对称吊装至桥面。贝雷梁滑移采用手拉葫芦人工对称滑移至翼板边缘后，用吊车吊至桥面。

4.3 支座安装方法

本桥支座采用球形橡胶支座，按结构形式分为固定、单向、双向三种。支座安装前须送检，并检验合格方可使用。由测量队复核垫石位置、标高，并用墨线弹出垫石中心线，经检查验收合格后方可进行支座安装。

4.4 模板安装方法

在支架托撑上横桥向铺设［16b的槽钢，间距为60cm（横梁位置间距为30cm），顺桥向铺设10×10cm的方木，方木上拼装δ=20mm厚的竹胶板作为箱梁底模，主分配梁与次分配梁之间采用铁丝帮扎固定。安装前先用全站仪放出箱梁的底板边线，两端点拉线确定底模的安装边线。安装时将底模放在横向方木上，纵向板与板相接处需在同一方木上，拼缝处如有缝隙可用硅胶进行填充。底模两侧各需比箱梁底板边线宽出5～10cm，以便侧模的固定，安装完成后进行标高复测，复测无误后再安装侧模。

4.5 支架预压方法

为检验支架整体稳定性并验证基础的实际承载能力，使安装间隙降低到最底程度。我项目计划先行对一跨，在混凝土浇筑前先进行预压试验。预压完成后，后续施工根据首次预压结果进行施工。

1预压目的

支架预压的目的是检验支架及地基的强度及稳定性，测定在施工状态下模架在恒载作用下所产生的变形量，消除支架的塑性变形及地基的沉降变形，测量出支架的弹性变形及地基的回弹量。

2预压荷载

用砂袋对支架进行预压，每袋重量约为1t，支架预压荷载不应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；预压荷载应按四级进行，按荷载值的60%、80%、100%，110%逐级加压。

3加载与卸载

在铺设好的底模支架上定出预压区域并划分为若干预压单元，每个预压单元内的预压荷载采用均布形式。支架预压按预压单元进行三级加载，分别为单元内预压荷载值的60%、80%、100%。纵向加载时，应从混凝土结构跨中开始向支点处进行对称布载；横向加载时，应从结构中心线向两侧进行对称布载。预压达到要求重量时，开始进入沉降观测期，直到观测数据满足要求后方可卸载。支架预压满足要求后采用吊车进行卸载：卸载采取一次性卸载，卸载应支架两侧对称、均衡、同步进行[2]。

4预压监测

预压时，沿梁体结构纵向每隔1/4跨径布置一个监测断面，每个监测断面上横向对称设置5个点，在预压前对底模及原地面的标高观测一次，并记录在册。

预压合格标准：各监测点最初24小时的沉降量平均值小于1mm；各监测点最初72小时的沉降量平均值小于5mm。

每级加载完成后，应对支架全面检查，及时发现问题，消除隐患。

5立模标高的控制

根据设计图纸出具的箱梁底板坐标表提供的节点标高、预拱度以及施工预压沉降数据推算模板立模标高。支架预压合格验收后，根据预压测得的支架弹性变形数据，进行支架标高调整。立模标高=设计标高+立模预拱度（设计预拱度+预压沉降回弹梁+施工经验调整值）。通过松动或者楔紧主分配梁下的垫块来达到调整底模标高目的，同时要求第一次立模时标高控制须大致准确。

预拱度设置：取设计要求梁预拱度为f1(18.5mm)，支架在荷载作用下的弹性变形量为f2,立模预拱度f=f2-f1。

6底、腹板钢筋绑扎

底模按照预压计算的数据进行标高调整后并经监理工程师验收合格后方案进行底板、腹板钢筋绑扎。

钢筋到现场首先验收出厂合格证，并按规范进行取样试验。严禁不合格材料在本工程中使用。钢筋加工应设专门场地，并根据场地情况做出周密布置，减少场地搬运，施工前认真学习图纸，严格按照图纸设计要求加工钢筋并按不同用途分别挂牌堆放。

施工时，钢筋骨架在支好的底板上依据箱梁的平面位置绑扎成形。为避免砼浇筑后出现露筋现象，在底部及两侧设置垫块。底、腹板钢筋绑扎完成后注意设置φ8cm的硬质PVC泄水孔与通气孔。 钢筋绑扎时应注意进行支座预埋螺栓的预埋施工。

7 内模安装

当腹板钢筋绑扎完成及底板钢绞线、锚垫板安装完毕并经监理工程师验收合格后即可进行内模施工。内模一次性全部拼装完成，在梁底板处不封闭。内模根据箱梁结构尺寸现场加工，框底部倒角用马凳筋，支撑架定位采用方木与钢管结合，设置纵、横水平撑和部分斜撑，在内模底板上铺设横向方木，然后把内支撑钢管支立在方木上，承受顶板方木所传递的顶板核载。为增加支架的整体稳定性，防止内模胀模，采用井字支架的搭设方式，设置上下两道水平钢管[3]。

为便于箱内的模板、支架拆除及张拉、压浆施工，每跨箱室需预留一个施工人孔，人孔尺寸为120×80cm，施工完毕后封闭人孔。

8顶板钢筋绑扎

顶板钢筋安装时注意护栏钢筋的预埋，其它要求与底、腹板钢筋绑扎基本一致，此处不再赘述。

9波纹管安装

波纹管与腹板钢筋同步安装，波纹管安装采用绑扎加固。波纹管定位及加固应严格按照图纸坐标进行定位，直线段波纹管每间隔1m设置一道定位钢筋，曲线段每50cm设置一道定位钢筋，波纹管定位加固采用φ12钢筋井字架形式焊接固定在腹板箍筋上。

5 结论及建议

贝雷梁式支架现浇法施工现浇连续箱梁，通过我司实际项目应用并不断完善改进，因其有利于周转、成本节约、现场形象好，同时具有安全可靠、保证结构质量等优势，目前已在我司实际施工项目中应用，特别适用于山地丘陵地带的连续现浇箱梁施工，在类似项目中非常建议推广。