現(xiàn)澆箱梁貝雷支架施工技術

1、現(xiàn)澆箱梁貝雷支架施工技術摘要：貝雷支架是現(xiàn)澆箱梁施工中常用的一種支架形式，具有諸多優(yōu)點，目前 在橋梁工程施工中應用廣泛。本文結(jié)合具體工程實例，介紹了大橋支架現(xiàn)澆整體 思路，從支架施工的基礎施工、支架搭設縱橫梁安裝三大方面探討了貝雷支架現(xiàn) 澆箱梁施工技術，并提出墩梁式支架基礎施工、支墩預埋件及高程設計等技術要 求，可供同類型的工程施工提供參考。關鍵詞：貝雷支架；施工；支架搭設；安裝；技術要求引言近年來，隨著我國公路交通的不斷發(fā)展，橋梁建設規(guī)模在不斷的擴大，傳統(tǒng) 的滿堂支架施工已無法滿足日益復雜的橋梁施工要求。為確保橋梁工程的施工安 全，同時維持交通的安全運行，采用貝雷支架進行橋梁上部結(jié)構(gòu)箱梁現(xiàn)澆

2、施工， 可以有效解決橋梁施工與交通之間的矛盾。貝雷支架是一種裝配式鋼梁，具有安 裝拆卸簡單、安全可靠以及施工速度快等特點。鑒于此，本文結(jié)合某大橋現(xiàn)澆箱 梁的施工實例，對現(xiàn)澆箱梁中的貝雷支架施工技術進行探討。1工程概況某大橋全橋長144.1m，孔跨布置為4孔32m簡支梁。橋梁基礎均為鉆孔灌注 樁，橋臺采用雙線矩形空心臺，橋墩均為實體墩。大橋位于平坦的地勢上。橋址 區(qū)地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積砂質(zhì)黃土、黏質(zhì)黃土、粉土、細圓礫土；第四系 上更新統(tǒng)風積砂質(zhì)黃土及上第三系泥巖。地表水為季節(jié)性流水，地下水對混凝土 存在氯鹽、硫酸鹽及鎂鹽侵蝕性，環(huán)境作用等級分別為L2、H2和H1。2支架現(xiàn)澆整體思路該大橋支

3、架現(xiàn)澆采用墩梁結(jié)構(gòu)形式，墩梁結(jié)構(gòu)利用主體既有承臺和在簡支梁 跨中新增一排C30鋼筋混凝土鉆孔灌注樁（100cm），作為現(xiàn)澆簡支梁的持力 基礎。新增混凝土灌注樁頂部設置地系梁，采用*630mmx8mm和 720mmx10mm螺旋鋼管作為支墩，支墩頂部設置調(diào)節(jié)砂箱，其上設置柱頂橫梁。 柱頂橫梁上鋪設支架梁，支架梁采用貝雷梁形式，腹板和底板下方的支架梁上、 下部設置加強懸桿，支架梁在中支點和邊支點處對腹桿進行加強。支架梁上設置 橫向分配梁，其上鋪設箱梁底模。3支架施工方法3.1基礎施工（1）支架樁施工。每棉梁的墩梁結(jié)構(gòu)在跨中增設一排支架樁（100cm）， 支架樁為C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。每排支架樁4根

4、，分別布置在箱梁腹板正下方和 翼緣板下方。支架樁樁長根據(jù)荷載和地層情況計算確定。支架樁施工流程為：施 工準備T測量放線T鉆機就位T制作泥漿T鉆孔T成孔檢測T清孔T安裝鋼筋籠T 下導管T混凝土灌注。根據(jù)空間有限元軟件計算得出鋼管的反力，中間2根最大 反力2112.5kN，兩側(cè)最大反力1045.5kN。設計和施工時，鋼管與基礎樁在同一軸 線上，因此樁基的承載力按照鋼管的反力值計算。根據(jù)公路橋涵地基與基礎設 計規(guī)范計算樁基承載力。單樁軸向受壓承載力允許值：式中：u為樁身周長，m； li為承臺底面或局部沖刷線以下各土層厚度，擴充部分不計， m； Qik為li對應的各土層與樁側(cè)摩阻力標準值，kPa； Q

5、r為樁端處土的承載力允許值，kPa； Ap為樁端面積，m2； m0為清底系數(shù)，取0.7； R為修整系數(shù)，取0.7； fao為樁端處土的承 載力基本容許值，強風化泥巖300kPa，弱風化泥巖400kPa； k2為容許承載力隨深度的修正 值，取1.0； K為樁端以上各土層的加權(quán)平均重度，kN/m3，粗略計算取17kN/m3； h為樁端 的埋置深度，其計算值不大于40m，大于時按40m計算。安全系數(shù)K取1.5 （經(jīng)驗值），當K=Ra/2112.51.5時，表明樁基承載力滿足要求。樁基側(cè)向摩阻力查詢JTJ0241985公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范。砂質(zhì)黃土極限摩 阻力值為50kPa；細圓礫土極限摩阻力值

6、為120kPa；皿級泥巖極限摩阻力值為100kPa； IV級 泥巖極限摩阻力值為120kPa。（2）地系梁施工。地系梁用于連接支架樁，形成整體基礎結(jié)構(gòu)，共同分擔上部荷載。地 系梁采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸1.2mx1.2mx14.0m。支架樁施工完成及強度滿足要求后，進行地系梁施工。地系梁澆筑時應做好收面工作， 控制好表面平整度。施工流程：測量放線9基坑開挖9破樁9綁扎鋼筋9立模9混凝土澆筑。3.2支架搭設3.2.1支架鋼管設計（1）墩梁結(jié)構(gòu)支架采用螺旋鋼管，螺旋鋼管規(guī)格為630mmx8mm和720mmx10mmo 支架鋼管分為標準節(jié)和非標準節(jié)，每節(jié)鋼管兩側(cè)設置法蘭盤。根據(jù)現(xiàn)場實際情況

7、，支架高度 選擇合適的節(jié)段與法蘭盤連接。非標準節(jié)由實際高度除去標準節(jié)確定。（2）支撐鋼管驗算。一是鋼管軸向力驗算。Q235鋼 M30mmx8mm及720mmx10mm 鋼管主要承受軸向壓應力，根據(jù)空間有限元計算得出支撐鋼管最大軸向壓應力 omax=94.7MPaQ235鋼拉、壓容許應力os=140MPa，滿足要求。二是穩(wěn)定性驗算。鋼管立 柱之間有斜撐桿和橫向聯(lián)系桿件，立柱最大高度l=12.5m，按兩端鉸接計算，長度系數(shù)u取 1.0，計算長度為L0=ul=12.5m?？缰?720mm鋼管軸力最大值為2112.5kN，630mm鋼管軸 力最大值為1045.5kN。4720mm鋼管的回轉(zhuǎn)半徑為i=

8、= =0.251m （D為鋼管外徑，d為鋼管內(nèi) 徑）。長細比入=49.8。根據(jù)GB500172003鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，4=0.917mm；計算壓桿的應力（忽略鋼管的 自質(zhì)量），6=R/ （4A） =103.28MPa6 （Q235 鋼材強度設計值為 215MPa），故 4720mm 鋼 管穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。照此方法計算4630mm的鋼管應力，6=R/ （4A） =74.7MPa6 （Q235鋼材強度設計值為215MPa），故4630mm鋼管穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。3.2.2鋼管柱搭設支架鋼管分節(jié)吊裝，每排4根鋼管柱分根搭設。第一節(jié)鋼管柱搭設完成后，圍繞鋼管柱 搭設“井”字形鋼管架，以方便下一節(jié)安裝

9、。隨著鋼管樁的搭設高度抬升，不斷加高井”字形 鋼管架的高度，直至鋼管柱搭設至設計高度。待同排鋼管柱搭設至設計高度后，安裝鋼管樁 間聯(lián)系桿，使同排鋼管樁形成整體，提高穩(wěn)固性，然后進行砂箱和柱頂橫梁吊裝。第一層鋼管樁搭設前需對基礎面（既有承臺和地系梁）進行平整度檢查，必要時進行打 磨處理，確?；嫫秸?，以保證搭設的垂直度。而后進行第二層、第三層鋼管連接，每節(jié)鋼 管樁間采用螺栓連接，安裝時應仔細檢查螺栓連接的可靠性，必要時可改為焊接或采用焊接 工藝進行加強。固定好的鋼管樁軸心應在一條線上。鋼管樁每搭設一層，采用錘球檢查垂直 度，以確保搭設質(zhì)量。最后一層的鋼管應根據(jù)現(xiàn)場實際測量情況在現(xiàn)場加工，以確保該

10、棉箱 梁下面的鋼管樁搭設后頂面齊平。為保證鋼管架整體穩(wěn)定性，鋼管支架之間采用槽鋼8a剪 刀撐連接。3.2.3砂箱安裝砂箱采用無縫鋼管加工而成。每根鋼管柱上設置一個砂箱，砂箱通過法蘭盤與鋼管柱連 接。砂箱頂板平行焊接2根短槽鋼，形成限位槽，用于限制和固定柱頂橫梁。砂箱結(jié)構(gòu)示意 見圖1o砂箱用砂采用潔凈的中砂，曬干、過篩后測出比重，根據(jù)所需高度稱重裝箱，確保砂箱 頂板標高一致。為方便卸砂，在距砂箱底部7.5cm處開一個圓孔，并用10mm厚的鋼板制作 一個可推拉的擋板。砂箱采用吊車安裝，吊裝前檢查砂箱的高度，確保同一棉箱梁下面的砂 箱高度一致，同時檢查砂箱的完整性，有裂紋的禁止使用。施工過程中，砂箱

11、需用塑料薄膜 包裹，以防雨水及潮氣進入，影響使用。3.3縱橫梁安裝3.3.1柱頂橫梁安裝端支點柱頂橫梁采用雙拼I45a型工字鋼，中支點柱頂橫梁采用三拼I45a型工字鋼。橫梁 單根長16.5m。雙拼和三拼I45a型工字鋼在現(xiàn)場加工，采用綴板進行連接和加強。柱頂橫梁 采用吊車吊裝，吊裝前檢查砂箱頂面的平整度，必要時采用鋼楔塊襯墊。為保證安全，將工 字鋼固定在砂箱上。3.3.2貝雷梁安裝支架梁采用單層貝雷梁形式，每片貝雷梁梁高1.5m，長3.0m。每棉箱梁下面順橋向布設 8組雙拼梁。其中在箱梁底板和腹板下面布設6組，翼緣板下面每側(cè)布設1組。該大橋采用 的貝雷片參數(shù)為弦桿100 x48x5.3/8.5

12、槽鋼、腹桿180 x50 x4.5/6.5工字鋼，支撐桿l64x4角鋼。貝雷梁穩(wěn)定性驗算。采用空間有限元計算貝雷片弦桿16Mn鋼受力，其最大軸力 Fmax=284.6kN16Mn鋼理論容許承載力F弦桿=560kN。采用空間有限元計算貝雷片腹桿 16Mn鋼受力，其最大軸力Fmax=156.6kN16Mn鋼理論容許承載力F腹桿=210kN。在中支 點貝雷片下部主橫梁支撐位置的腹桿需要加強，采用1根100mmx10mm鋼管進行加強，采 用空間有限元計算腹桿加強桿受力，其軸向最大應力為115.5MPaQ235鋼軸向壓容許應力 os=140MPa。采用空間有限元計算貝雷片支撐桿16Mn鋼受力，其最大軸力

13、Fmax=35.2kN 16Mn鋼理論容許承載力F支撐桿=171.5kN。通過以上驗算，貝雷梁符合結(jié)構(gòu)強度及安全要 求。貝雷梁安裝。為方便吊裝及考慮到吊裝噸位，支架梁設計為2跨超靜定結(jié)構(gòu)。吊裝 前貝雷梁在現(xiàn)場組裝成12m、15m和18m的雙拼梁，在腹板及底板部位的4列貝雷梁上下設 置加強懸桿。吊裝采用分跨吊裝，吊裝前檢查起吊設備(鋼絲繩、鼓輪、吊鉤等)，先吊裝 較長的雙拼梁，將其臨時架立在兩排柱頂橫梁上，再吊裝較短的雙拼梁，由人工在中跨支點 附近采用銷栓對2跨貝雷梁進行鎖定?？紤]到支點受力較為集中，貝雷梁在現(xiàn)場拼裝時，在 位于中支點位置的貝雷梁中部腹桿增設4100mmx10mm鋼管進行加強，在

14、位于端支點位置增 設雙拼10cm槽鋼進行加強。3.3.3分配橫梁安裝分配橫梁可將上部模板、梁體混凝土等荷載均勻傳給貝雷梁?？紤]到箱梁施工后的支架 拆除，分配橫梁采用I14型短工字鋼，底板和翼緣板下分開布設，以減小單根長度和質(zhì)量， 方便抽出，工字鋼按50cm的間距排列鋪設。分配橫梁安裝完進行模板鋪設及梁體施工。4技術要求墩梁式支架基礎施工按照公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范計算出樁基長度，確保 地基滿足穩(wěn)定性及承載力要求。支墩預埋件及高程應設計準確，滿足支墩安裝精度要求(垂直度偏差不應大于支墩 高度的1/500，偏移值不得大于50mm)。鋼管安裝應按現(xiàn)場吊裝設備能力和現(xiàn)場條件分節(jié)分層安裝，鋼管與基礎及鋼管接頭 連接要牢固?？v橫梁安裝前應標記安裝位置，安裝誤差不得大于20mm。5結(jié)束語總而言之，現(xiàn)澆箱梁采用貝雷支架施工技術，可大大加快了施工周期，成倍提高了物料、 工裝等的周轉(zhuǎn)效率，節(jié)約了大量成本，有效解決了地基軟弱、濕陷性黃土等問題，目前在橋 梁現(xiàn)澆箱梁施工中得到廣泛應用