福建高速公路工程橋梁現(xiàn)澆連續(xù)箱梁中鋼管貝雷梁支架施工技術(shù)

鋼管貝雷梁支架在互通多層立交現(xiàn)澆連續(xù)箱梁中的應(yīng)用摘要：xx高速公路xx樞紐互通位于xx省xxxxxx村，樞紐互通內(nèi)xx線1#主線橋第8孔上跨第一期已施工完成的B匝道橋并與B匝道斜交，第8孔跨徑30米，屬xx線1#主線橋第三聯(lián)，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，為確保首期已施工完成的B匝道橋受力結(jié)構(gòu)不致受到破壞，而不能采用傳統(tǒng)的施工方法在橋面搭設(shè)滿堂支架，因此，通過多方面技術(shù)探討和方案優(yōu)化，采用了鋼管貝雷梁柱式支架方案，實(shí)踐證明此方案可行、可靠、經(jīng)濟(jì)、快速，值得在同條件下現(xiàn)澆箱梁施工中推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆連續(xù)箱梁；上跨既有橋梁；鋼管貝雷梁；設(shè)計(jì)；驗(yàn)算；施工對大型的高速公路樞紐互通，因業(yè)主經(jīng)常采用分期招標(biāo)，樞紐互通立交施工順序不能統(tǒng)籌安排、同步施工，而由不同施工單位分期實(shí)施，就經(jīng)常會遇到后期新建橋梁上跨已施工完成或已通車運(yùn)營的橋梁的情況，因此，在后期現(xiàn)澆連續(xù)梁橋的施工中，首先必須解決的難題就是如何搭設(shè)現(xiàn)澆箱梁支架，保證箱梁模板、鋼筋及混凝土澆筑等下道工序的正常施工和被交橋面的行車安全。本文從提縮短施工工期、加強(qiáng)施工安全及確保被交橋面的保通著眼，重點(diǎn)介紹了現(xiàn)澆連續(xù)箱梁上跨既有橋梁條件下支架方案的確定、設(shè)計(jì)、驗(yàn)算及施工，經(jīng)過了實(shí)踐的論證，取得了很好的效果。1、工程概況及現(xiàn)場狀況xx高速XXxx樞紐互通為定向式全互通4層立交，其中xx線1#橋?yàn)闁|西向永寧線主線橋，全橋長377m，為左、右幅整體式橋梁，其中右幅上部構(gòu)造采用（4×25)+(27.5+37.5+27.5)＋（30+22.5）m預(yù)應(yīng)力連續(xù)現(xiàn)澆箱梁（現(xiàn)澆）＋5×25預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁（預(yù)制），共計(jì)14孔，箱梁高1.8m，梁截面形式為單箱雙室結(jié)構(gòu)，橋面寬12m，其中第三聯(lián)（第八、九孔）為整聯(lián)現(xiàn)澆，第八孔跨徑為30m，墩身高度18m，斜跨樞紐互通B匝道橋，斜跨部分B匝道寬度為16.48m，設(shè)計(jì)凈空≥5m。xx線1#主線橋?yàn)闃屑~互通的二期工程，上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆箱梁于2008年6月開始施工，計(jì)劃左右幅階梯式施工，右幅先于左幅一聯(lián)施工?；ネ▋?nèi)B匝道橋?yàn)閤x樞紐互通的一期工程，先于xx項(xiàng)目施工，屬泉三高速公路施工范疇，xx線1#主線橋施工時該橋已完成C40防水混凝土橋面鋪裝，正作為泉三高速路面施工的行車通道。2、支架設(shè)計(jì)方案及驗(yàn)算=1\*GB3①支架方案的確定xx線主線1#橋上跨B匝道橋第8孔現(xiàn)澆箱梁支架方案的確定需考慮兩個主要因素：一是確保B匝道橋面結(jié)構(gòu)受力不受影響；二是保證橋下施工車輛的行車安全，避免xx項(xiàng)目和泉三項(xiàng)目兩家不同施工單位現(xiàn)場作業(yè)時產(chǎn)生干擾。因此，綜合技術(shù)、工期、經(jīng)濟(jì)、安全等各方面因素，最后選擇了鋼管貝雷梁柱式支架作為箱梁的現(xiàn)澆支架，見附圖1。=2\*GB3②支架的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要解決的問題有兩個方面：一是鋼管柱的承載力、剛度和穩(wěn)定性；二是貝雷片梁的整體強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度。主要材料：Φ425螺旋鋼管、321型國產(chǎn)貝雷片（高1.5m、每節(jié)長3m）、I40b工字鋼、I20b工字鋼、碗扣式腳手架、C25鋼筋混凝土。主要設(shè)備：25T汽車吊一臺、電焊機(jī)4臺。支架設(shè)計(jì)平面圖（附圖2）及支架斷面圖（附圖3）如下：棒附材圖患2合：亦支架設(shè)計(jì)平面幼圖殲附白圖帳3媽：寶支架設(shè)計(jì)斷面購圖胳=3\*堪GB3跨與③漢支架招總體布置方延診B將匝道橋兩側(cè)護(hù)療欄外沿個順橋向段各轉(zhuǎn)布樣置宏6苦根詢Φ天425疊-1堂0道螺旋鋼管，箱賢室范參圍爪4感根，翼板處各撥一根。積鋼管柱刪采較用劇C2境5曲鋼筋混凝土全基礎(chǔ)，釀鋼管柱或頂部橫向是兩雙套I40夫b臘工字鋼做橫梁愉，橫梁上放置南16刺排貝雷片做縱閣梁，雕每天2枯排貝雷片兩兩河組合形惡成賞1尿組，共態(tài)計(jì)填8外組。炒貝雷片上橫向倆布鼠置宰I20遠(yuǎn)b板工字鋼，縱向生間距密為勝60c疾m毛，利私用比I20橡b謊工字鋼在其上全搭設(shè)碗口式滿史堂架。撒鋼管柱你與橫梁通過焊恩接固結(jié)聯(lián)系、蜓橫梁與貝雷敲梁宿U狡型螺栓聯(lián)系傘、墾I20凝b破工字鋼通帥過慰5疫道啦[娘5察槽鋼縱向通長震點(diǎn)焊構(gòu)成整體束。碗口架下旋耽底托誘與降I20值b武工字鋼采用梅近花狀點(diǎn)焊聯(lián)系榴。喬=4\*皺GB3達(dá)弱④鹽支架傳力途徑謀及受力機(jī)理耗貝雷梁柱式支千架結(jié)構(gòu)傳力途晴徑為：模板嘩→果碗扣式支銅架?！猆改托逼→奮I20湊b牙工字鋼小橫梁福→岔貝雷片縱倚梁裁→艙I40液b田工字鋼影大輕橫崗梁鍋→寸鋼管立姑柱陡→玉混凝土基救礎(chǔ)拋→譯地基。體=1\*敗GB2襖眉⑴什橫向弓小橫梁猶（尾I20沿b瘡工字鋼）雞及貝雷梁的受傅力疾小橫梁勤的受力袋即籃是碗扣支架傳汪來的豎向力。告小橫梁奮是直接放置在盼貝雷梁上的，攻因此其承受的芹荷載將直接傳欺遞給貝雷梁，劃對于貝雷梁的塞加載，采用梁園單元荷載形式廣，即聞將右間距寒均勻黨的鏟小橫梁酸的受力折算為狠均布荷載，也稀就是將粱小橫梁穴傳遞給貝雷梁提的集中力除以局小橫梁的間距達(dá)，就是貝雷梁旨的均布力。距=2\*燙GB2純做⑵搬支墩情大億橫梁己（總I40澡b江工字鋼咽）賴受力天貝雷梁是直接蟻放置在鋼管支戲墩襯大驕橫梁上的，支斧墩橫梁將作為煤連續(xù)梁承受略8河組貝雷梁傳遞嶄下來的集中力喇。錄=3\*膠GB2凳慌⑶采臨時支墩義（鋼管立柱）虎受力航臨時支墩的受福力就是支墩分大輝橫梁傳遞的集虛中荷載。晨=5\*譽(yù)GB3鞠道⑤笛支架的驗(yàn)算昌=1\*扯GB2昌藏⑴瑞荷載計(jì)算曉a律、砼荷載：在羽梁端勸1.查5聞米招的范圍內(nèi)運(yùn)為挺19.8*2桑5=495k劃N/m,研遞其中腹板重帶：墓440/8=耀55kN/m設(shè)2召杜；在梁距堪端固1.5~午3.槳5味米錯的范圍內(nèi)為線指型變化荷載，岔平均膜為敵[淚（競14.15+繼8.09奔5攻）蛾/2]*25選=278.1鉆kN/允m緒，其中腹板重介：洪（肝278.1-省3媽0孩）徒/8=31.時01kN/m扶2口；梁中敵為閃8.095*民25=202都.375kN泊/m,迎貴其中腹板重：爆（毯202.37老5-3抓0匪）勤/8=21.螞55kN/m摔2蜂菜；其中：翼緣叼板每米觸重宵:礙［鉆(0.15+初0.45)×聲2/銷2旬］戀×2.5×2蝕=3T胳偽計(jì)士0.75T/宰m慌2棕，翼緣板處荷代載抽q=7.5+疫2.0+1+稈2=12.6駕5KN/m訓(xùn)2恒。漸踐蜜且b三、方料、模板檢自重按覽1.0KN/煎m刊2巴。乘零c兼、施工人員和筒施工機(jī)具行走塔荷載：截2.0KN/駝m撈2陣。券膛d摩、振搗砼產(chǎn)生惱的荷載：鋸2KN/盞m姑2戀。雜睛e破、尋3程0唱米給梁跨靈國產(chǎn)個貝雷片自訊重騾:償中間墩填270狹kg落/壤片促×羞6板片虛×尿8封組過÷年18M儲=1.44t辮/梁m蚊。攤柴偽笨釀搬笑其余部分和270土kg界/末片秤×瓣2掛片斤×籮4稍組訪÷虹6曉M餡=律0.72暢t/妄m秒。莊=2\*毛GB2片半⑵踢荷載分布糖根據(jù)梁體斷面疤圖，短第八跨跨中返砼荷載可簡化但如下圖布置模駱式艙:貸其他荷載只計(jì)聯(lián)算人員、施工烘機(jī)具行走荷騎載女2.董0告KN/m子2邀、振搗砼產(chǎn)生猴的荷短載杜2.貸0掘KN/m之2屑、方濫木賞及模板荷幣載表1.00KN改/m劑2堤。布置如下圖畢：保根據(jù)對稱原理襖可將黑貝雷片獵及臨時支座受劉力（響以貝雷片跨中改為計(jì)算斷面皺，按簡支梁計(jì)遷算）布置簡化毒成下圖：稈Q1+Q2=銹276.語8宗*17.48譜=4838k燈N救，供算得陵Q哨1=Q2娃=孝4838/2蚊=2419K榆N侵=3\*巨GB2夕助⑶核貝雷片的布置喝與驗(yàn)算趟將荷載簡化成康均布荷載如下醉圖，求最大彎籌矩弟（該支架平均種跨長為襯16.4牲8泳米任，計(jì)算按酬16.4溪8鷹米香計(jì)）孝：右Mmax=q逐L澆2浸/8=菊9396應(yīng)KN.M鑼，住標(biāo)準(zhǔn)國產(chǎn)政貝雷片著桁片允許彎矩?fù)?dān)975缺kN.委m療，假設(shè)每片貝仍雷片均勻受力攪，袋Mmax/熄M慈0鬼=伴9396軟/廉975申=灣9.6厚片。根據(jù)施工末及受力需要，益共布置穴16浩片砌貝雷片隆，志如下圖：善鋼管柱壺及貝雷片布置弦圖咐貝雷片朝撓度計(jì)算：腿假設(shè)所有荷載臺由胳1做6俗片帶貝雷片事承擔(dān)，以均布掃荷池載登q=典276.偉8去/舞1富6系=遲1晝7.3齊kN/煮m惠，跨塔度謝L=技16.48欺米項(xiàng)的透簡換支梁計(jì)算藥，璃f=5*qL民4栽/(384*柔EI)=音臂=團(tuán)3等1.5顛m懲m伏≤友L/400=舌41.2塘mm算。僻通過以上計(jì)算編貝雷桁架片滿倒足要求，而在掀施工時是貝雷詳桁架片兩片連失成一幅，增加頁了其整體性受婚力。糖=4\*體GB2和仙⑷號工字鋼大橫梁因及丈鋼管柱周驗(yàn)算照鋼管柱臉承桂受荷載為引Q1=241賽9自K求N若。銜將身Q運(yùn)1券平均蕩分配到擊1勁6渾片貝雷桁架進(jìn)劇行計(jì)算岔求得：今q克1削=號q逮2=匆q塔3=扶……則=堵q篇1驟6悔=2419/倚1權(quán)6儀=1脊51.2廳KN溝篇乒嗓廊妨鋼管柱及工字蠻鋼受力計(jì)算鵝圖瓜械從而網(wǎng)求換得航:保露大橫梁（聽I40攪b汁工字鋼）最大規(guī)彎嗓矩火Mmax=畢113.2愈K射N.礦m攻，最大剪昆力蠶Τ撞max=革262.8蛙K透N釀A拜、夕工字鋼受力計(jì)唯算羞約鋼管柱蘇頂仿大橫梁為兩根依I佳40浸b餐型批滿焊塞工字鋼假，倉如圖焊接：板工字鋼截面特害性：嗓A=2*94炭.07cm測2斜,Ix=2*種22781c抄m翻4代,Wx=2桂*要1139c治m鑼3泥。蜜求得：察剪應(yīng)勝力凈τ會max能=偷Τ射max/A=合1掛3.97北MPa歉﹤粘[穴τ磚]=125M銀Pa孤σ島max叉=M俯max民/W=萍49.7仿MPa漁﹤失[國σ介]=210M竊Pa臂計(jì)算知椒采用二根院I40略b較工字鋼能滿足蠅要求。因疊以上獸計(jì)算輩采用銀將連續(xù)梁簡化醒為簡支梁計(jì)算撈，肝未考慮連續(xù)對牲力和彎矩的分尺配，并且都是慕取最不利情況悔下抽驗(yàn)算，所玩以計(jì)算杯很誕保守宇，滿足要求攔。原B捏、閥鋼管柱垮受力計(jì)算：繞假設(shè)一端荷載枯全部由庸六讀根滴鋼管柱滔承擔(dān)，則每根類荷墓載哀Q=2419去/匪6趙=明403.2督KN黎，搭計(jì)算最大受力旺的臨時鋼管立供柱支墩受力刊Qmax=當(dāng)403.2訊kN夠。淋鋼管策按壓彎桿件糕計(jì)防，穿鋼管柱愚之間盞每孟隔票6級～橡9版米設(shè)置一道水互平面橫向圣連接，雁假設(shè)有欺10cm鳳的偏心受壓，辭偏心受壓彎矩廳：騙M=歸4擺0.畫3尿kN.紹m謠。廣為保守計(jì)帽取榜L=動9蹲米。揪鋼管截面特性屋如下：肅i=域14御.辭7粒5肯c出m逆；抽A=更104.8c遲m畢2豆；選W==隸1072.7雅cm御3沖。沃長細(xì)比歸λ現(xiàn)=L/i=9伶000旅/147.轟5累=碧61.03胳，病查表內(nèi)插勉得已φ仿1喬=0.641無7掌λ年e縱=任α底L尿0圈i助x兵/(hi葉y旅)=1.8*絲9似000/42蝴5=長38.12托，托查表內(nèi)插振得懲φ剃2槐=0.8槽234條,垃取腐μ兆=1韻σ轎=N/板A種φ結(jié)1館+M誤/絨φ銳2閉W猴μ甚=大52.5器MP悄a暑≤首210檔MPa德通過以上計(jì)算孝鋼管柱教滿足要求。在前施工過程中，派每排鋼管柱兄每紛6擦—有9破米間距于水平幼向、斜向焊接因槽鋼使誓鋼管五之間相互土連接冷，乓來增加其整體寺穩(wěn)定性義，擱又因?qū)嶋H施工摟中貝雷桁架片繁為連續(xù)鋼構(gòu)，垂而上述計(jì)算時厲按簡支計(jì)算，寸所以統(tǒng)鋼管柱睜實(shí)際夏受力要較計(jì)算淹小，弱完全滿足施工緊要求股。竄=4\*吉GB2架賺⑷余擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)帽計(jì)與驗(yàn)算真基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為既C2涂5親鋼筋混凝土動條形基礎(chǔ)海,猜斜淺長瞞16訓(xùn)m,宣寬飯1.哲2社米，勉高為污0.6慶m,堡上下設(shè)置加強(qiáng)熄鋼筋網(wǎng)。根據(jù)巧施工現(xiàn)場分析挎,水地基土為中密班實(shí)度的儀粉逃砂土薯,專根據(jù)《公路橋嗎涵地基與基礎(chǔ)脅設(shè)計(jì)規(guī)范》貴(尤JTJ024俱-85),冷頸中密實(shí)度恨粉小砂土地基承載肝力為深20推0kPa,紛怎則基礎(chǔ)承載力應(yīng)為都3840降k扁N貝,瀉大于鋼管最大愧軸向壓力電P膏=薪2419用kN,仙基礎(chǔ)承載力滿漂足要求。巧3是、涌支架的搭設(shè)及甲拆除剃=1\*垮GB3答瘦①客鋼管柱的安科裝怨在基礎(chǔ)施工完繞成后薯,吐進(jìn)行鋼管柱的飼安裝。鋼管安浩裝前煎,杰在基礎(chǔ)上先用鳳全站儀對平面起控制點(diǎn)位置進(jìn)醉行精確放樣財(cái),況鋼管底端與預(yù)陳埋鋼板貼角滿素焊定,郵鋼管分段吊裝四豎向連接采用液鋼板焊接匠并響嚴(yán)格控制其對恐接的精確度旅,授每安裝慘6m~面9注m咐高設(shè)置藥1已個掛平面連接霞,肆采用佳[16建號槽鋼擦連接養(yǎng),嗽鋼管柱的頂部歸與工字鋼橫梁丈焊牢燈,里以增強(qiáng)鋼管的修橫向和縱向穩(wěn)史定性捕,碰安裝時嚴(yán)格控僑制鋼管的傾斜承度小于富0津.禁1%故。強(qiáng)=2\*己GB3扁配②括貝雷片的安裝塑在鋼管柱和橫頌梁安裝完畢并逆經(jīng)過檢查驗(yàn)收車合格后節(jié),乖進(jìn)行貝雷片的帝吊裝。貝雷片鍬的吊裝采用兩萌種方法。在場架地條件好勒,諒貝雷片不長并翠且吊車有足夠肆的起吊能力的匠情況下誼,嶺可在地面先拼俱接貝雷片后室,渴整聯(lián)雙排吊裝望；毅如果場地條件咸不好腳,闊貝雷片又過長范,斯吊車的起吊能狂力有限時裳,丑可將雙排貝雷律片縱向分為幾斜節(jié)蒜,暢分跨吊裝拼接朵。安裝順序?yàn)楠{先吊裝中間富,體后對稱吊裝兩己邊的貝雷片摩,鑼吊裝完成后因,獄按設(shè)計(jì)用槽鋼鞭作為橫向聯(lián)系叔,廟增強(qiáng)貝雷片的師橫向剛度。吊槐裝作業(yè)必須有嘗專人指揮卷,變起吊和下落須粥平穩(wěn)熱,協(xié)避免過碰撞立柱扒,死以確保安全。垂貝雷片安裝完沉畢后另,莖在單其可上媽順橋向誤鋪設(shè)氣間距示為史60c梨m賄的可I20隨b面工字鋼糾,膝利用鋪設(shè)好的雷工字鋼作為瓦碗扣式緊支架斥的安裝平臺矛,衫支架按訓(xùn)60cm娛×覆60cm但的間距布置風(fēng),綿然后安裝顆U城形頂托簡,對鋪設(shè)橫縱向方截木弓,品最后鋪設(shè)底模號。杯=3\*棗GB3塌島③握支架的拆除結(jié)支架的拆除為膛支架搭設(shè)的逆節(jié)工序溫,陰先降低跌U你形頂托落模河,驚人工拆除模板躁及方木。先拆刮掉貝雷片的橫蕉向聯(lián)系日,興再將翼板下的寶貝雷片用吊車拖移佩走傘,數(shù)底板下的貝雷劑片用倒鏈向兩承側(cè)橫移乏,泥用同樣辦法吊祖走。工字鋼橫洪梁和鋼管立柱艙的拆除可以通撈過在箱梁施工稍時預(yù)留卸架孔禾,奸用卷揚(yáng)機(jī)吊走咱。熔4興、區(qū)支架預(yù)壓及畝沉降職觀測糊預(yù)壓采飽用街120叨%典超載預(yù)壓，挽預(yù)壓的材料采崗用礦物袋里裝易滿匠碎石陷,慧每袋平均映1饒.早2扎t,未利用主汽車壓吊吊到箱梁底綠模上輸=1\*顯GB3鉗復(fù)①晉沉降觀測點(diǎn)布窗設(shè)：觀測點(diǎn)布案設(shè)在箱梁底模配上，每跨觀厘測言5哪個斷面，分別聲為跨中斷面、鍛兩燕1/生4間斷面及兩墩位柔處（縱向離墩項(xiàng)柱中心避1碌米動位置），每斷商面卸設(shè)掙3昨個點(diǎn)（腹板位戚置），每跨降共揪1墾5掉個觀測點(diǎn)。觀甚測點(diǎn)布設(shè)如下罰圖：申=2\*鋼GB3晨勸②簽預(yù)壓方法：麥a蹈、功重量計(jì)算：根誼據(jù)預(yù)壓的重量坡及每袋重量疲計(jì)算出每跨茂預(yù)壓橋所需的袋數(shù)。核b訓(xùn)、稻碎石袋投加危載順序：加載虧量淋50臨%編前碼疊不論順蠢序疊平滅，飛50筒%佩以上一層一層妥碼疊直至完成姨。盛c胃、醋卸載順序：人療工配合吊車均鋤勻卸