貝雷梁+碗扣架組合支架體系在城市橋梁結(jié)構(gòu)原位施工中的應(yīng)用

董道雷（巨能集團(tuán)重慶中環(huán)建設(shè)有限公司，重慶　401147）

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貝雷梁+碗扣架組合支架體系在城市橋梁結(jié)構(gòu)原位施工中的應(yīng)用

董道雷
（巨能集團(tuán)重慶中環(huán)建設(shè)有限公司，重慶401147）

摘要：某項(xiàng)目橋梁工程地處繁華鬧市和交通繁忙地段，既不能斷道施工，也不能占道壓縮車道，存在施工跨度大、施工難度大、施工干擾大和施工風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，在城市橋梁建設(shè)中較為少見。施工中采用了貝雷梁+碗口架組合支架體系，以及在現(xiàn)場施工全過程中對模板安裝、鋼筋制安、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行有效控制，既保證了施工質(zhì)量，同時(shí)將交通干擾降低到最小，確保安全的同時(shí)，大大降低了施工成本，加快了施工進(jìn)度，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)，為今后類似工程施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：橋梁；大跨徑；貝雷梁；碗口架；組合支架體系；施工應(yīng)用

1　工程概況

重慶內(nèi)環(huán)快速路北環(huán)立交至人和立交段拓寬改造工程，主線全長3380m，包含4座加寬橋。其中K17+640橋跨徑布置為20+2×30+20m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，跨越河道和雙向4車道城市道路，K16+665.54橋跨徑布置為1×50m空腹式箱板拱結(jié)構(gòu)，跨越雙向6車道城市道路，其余兩座橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁結(jié)構(gòu)。

該項(xiàng)目道路等級(jí)：立交匝道、主線為城市快速路；設(shè)計(jì)汽車荷載：城市-A級(jí)；計(jì)算主線行車速度：80km/h；設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)；橋位環(huán)境類別：I類。

該橋梁工程屬于城市快速路拓寬改造項(xiàng)目，地處繁華鬧市和交通繁忙地段，既不能斷道施工，也不能占道壓縮車道，存在施工跨度大、施工難度大、施工干擾大和施工風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，這類情形在城市橋梁建設(shè)中較為少見。

2　技術(shù)方案選擇

由上所述設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和環(huán)境條件可知，采用常規(guī)碗口件滿堂支架體系和占道壓縮車道施工不切合現(xiàn)場實(shí)際和環(huán)境條件要求；選用整體移動(dòng)模架體系，現(xiàn)場不具備拼裝條件，同時(shí)措施費(fèi)用也很高。

項(xiàng)目橋梁工程采用貝雷梁+碗口件組合支架體系，因地制宜采用鋼管樁立柱支撐作為上部組合支架支撐體系。如圖1和圖2。

圖1　K16+665.54拱橋支架體系圖

圖2　拱橋支架斷面圖

3　貝雷梁和碗扣件的選用

3.1貝雷梁的選用［1-2］

該工程貝雷梁由國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)“321”裝配式公路鋼橋貝雷架拼裝組合而成，高度為150cm，長度為300cm，用標(biāo)準(zhǔn)銷子相連。經(jīng)支架體系驗(yàn)算［3］，有關(guān)技術(shù)參數(shù)為：容許彎矩M= 1687.5kN·m，容許剪力N=245.2kN，彈性模量E=2.1×105N/mm2，慣量I= 1154868.8cm4。

為確保支架系統(tǒng)滿足預(yù)拱度要求，盡可能減小貝雷梁撓度，因而選用單排加強(qiáng)型貝雷架片拼裝貝雷梁。

各種工字鋼、鋼管均采用國標(biāo)材料。

3.2碗口支架的選用［4］

工程碗口支架起承重作用，采用多排鋼管架，鋼管規(guī)格為Φ48×3.5mm，鋼管的端部切口應(yīng)平整，禁止使用有明顯變形、裂紋和嚴(yán)重繡蝕的鋼管。鋼管應(yīng)涂刷防銹漆作防腐處理，并定期復(fù)涂以保持其完好。

選用桿件：立桿LG－60～LG－300范圍內(nèi)各種立桿；斜桿XG-150；橫桿HG－90和HG－60，配置KTZ－30立桿調(diào)底座和KTC－30立桿調(diào)托撐。

支架底模選用122×244×15mm橋梁專用竹膠合板，順橋向按預(yù)制梁板位置布置；外模采用122×244×12mm優(yōu)質(zhì)竹膠板。

4　支架體系搭設(shè)

K16+665.54橋和K17+640.063橋雖然橋型結(jié)構(gòu)不同，但因同樣跨越市政道路，不能占用車行道施工，現(xiàn)澆支架體系均采用鋼管樁支撐+貝雷梁+碗口支架組合體系，確保了市政道路交通暢通和施工安全，同時(shí)也加快了施工進(jìn)度，降低了施工成本。

4.1貝雷架吊裝方案

4.1.1貝雷架吊裝

根據(jù)該橋施工現(xiàn)場實(shí)際特點(diǎn)和確保星光大道交通暢通的要求，為確保支架系統(tǒng)滿足預(yù)拱度要求，盡可能減小貝雷梁撓度，因而選用單排加強(qiáng)型貝雷架作為縱向支撐梁。貝雷架主梁長度為30m，跨中設(shè)支墩。貝雷梁由8片貝雷片組合拼裝，共需80片貝雷架單元，貝雷架片間距90cm，采用花架固定。

貝雷架主梁在橋梁1號(hào)橋臺(tái)人行道位置每兩片組裝成一個(gè)單元，長度30m，總重量不超過6t?，F(xiàn)場水平吊距約為15t，因而需要選用50t起重吊車吊裝就位。

由于白天交通量大，為確保暢通，取得交管部門的同意選擇凌晨1:00—5:00車輛稀少時(shí)間段吊裝貝雷梁。

吊車起吊位置設(shè)在市政道路右側(cè)靠人行道位置的車行道上。貝雷架拼裝好后，順車行道擺放于人行道上，起吊起來后，通過吊車旋轉(zhuǎn)就位。起吊過程中，貝雷架兩端分別用纜繩牽拉，確保緩慢旋轉(zhuǎn)就位。

起吊前，在臨時(shí)支墩上劃好各組位置線，先組裝橋梁內(nèi)側(cè)貝雷架，就位后采用木垛臨時(shí)固定，以防傾覆。貝雷架片梁全部就位后，用16號(hào)槽鋼以在工字鋼橫梁上將貝雷架底采用焊接方式固定。所有貝雷架采用花架固定成整體。

4.1.2貝雷架梁搭設(shè)施工安全技術(shù)措施

（1）施工前必須對各施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，加強(qiáng)施工人員的安全意識(shí)。

（2）施工現(xiàn)場設(shè)總調(diào)度員一名，安全員一名，對施工吊裝進(jìn)行統(tǒng)一的指揮和調(diào)度、監(jiān)管，確保施工安全有序進(jìn)行。

（3）所有作業(yè)人員進(jìn)入現(xiàn)場應(yīng)戴好安全帽，電焊工除按規(guī)定穿好工作服、防護(hù)手套、絕緣膠鞋外還應(yīng)系好安全帶以防墜落。

（4）50t汽吊作業(yè)時(shí)，工作場地應(yīng)平坦堅(jiān)實(shí)，支腳應(yīng)全部伸出，撐腳板下墊方木，作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁調(diào)整支腳。

（5）起重作業(yè)時(shí)，做好交通組織措施，與交警配合，派專人指揮。操作人員必須服從現(xiàn)場人員的指揮，操作應(yīng)平穩(wěn)，避免急停、急轉(zhuǎn)。作業(yè)半徑內(nèi)嚴(yán)禁施工人員進(jìn)入，需要時(shí)應(yīng)先確定無危險(xiǎn)時(shí)方可進(jìn)入作業(yè)區(qū)。

（6）電焊作業(yè)時(shí)，電線除要保證絕緣良好外嚴(yán)禁直接拖放在鋼梁上，以防破損漏電。三級(jí)配電箱應(yīng)設(shè)置在作業(yè)區(qū)不遠(yuǎn)的岸上，專人監(jiān)護(hù)，如出現(xiàn)意外及時(shí)拉閘，進(jìn)行搶救。

（7）氧氣瓶、乙炔氣瓶及割炬的使用嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。

4.2碗扣架施工方案

貝雷梁吊裝就位安裝完畢后，在其頂部滿敷12mm厚竹膠合板（膠合板下滿鋪安全密目網(wǎng)，防止掉落雜物），橫梁采用10×15cm方木，間距按60cm布設(shè)在竹膠合板上。次梁采用5× 10cm方木，按90cm間距順橋向布設(shè)。方木接頭錯(cuò)開布置。再在木方上搭設(shè)碗口支架，碗口架的間距為0.6x0.9m，碗扣架的底托必須落到木方上。

4.2.1碗扣架搭設(shè)施工工藝［2］

立桿墊座→安放立桿可調(diào)底座→豎立桿、安放縱橫掃地桿→安裝底層（第一步）橫桿→鋪放腳手板、安裝上層立桿→緊立桿連接銷→安裝橫桿→設(shè)置剪刀撐→下一循環(huán)→安裝立桿調(diào)托撐→安放橫向底模橫梁→安放底模下次梁→鋪設(shè)底模。

橋梁底模橫梁采用10×15cm方木，間距按0.6m布設(shè)在碗扣架KTC－30立桿調(diào)托撐上。其中拱橋橫梁上采用縱向弧形鋼管Φ48x3.5mm@300mm布置，其上橫向敷設(shè)3x8cm枋木@15cm，再滿鋪15mm厚橋梁竹膠板。縱向弧形鋼管和橫向上下枋木接頭錯(cuò)開布置。鋼管與橫梁枋木之間采用楔形方木塊釘固；弧形鋼管與下橫梁和上次梁之間采用10號(hào)扎絲綁扎；上次梁與底模采用鋼釘釘牢固定；底模板縫采用嵌縫泥填平，并用封口膠帶貼緊密封。

貝雷片碗扣架組合安裝施工時(shí)，涉及交通組織和交通安全事宜，嚴(yán)格按照已經(jīng)專家審批論證的交通組織方案實(shí)施。

貝雷架鋼管樁基礎(chǔ)采用135x150cmC25混凝土，橫向長度為725cm。ф426鋼管立柱與支墩基礎(chǔ)采用錨栓鋼板預(yù)埋，固定鋼筋8Φ16，采用點(diǎn)焊定位準(zhǔn)確。鋼管立柱采用16槽鋼作為斜向剪刀支撐；人行通道防護(hù)棚7條I25a工字鋼端部用16槽鋼焊接在一起，并與鋼管立柱斜向剪刀焊接在一起，其作用是傳遞拱腳段混凝土水平分力的作用。

拱橋起拱段法向斜桿支撐延伸至地面，并在地面適當(dāng)位置設(shè)置橫向混凝土擋塊，擋塊位置應(yīng)結(jié)合縱向碗扣架橫桿立桿位置適當(dāng)調(diào)整，擋塊與基礎(chǔ)一起澆筑成形。

為防止支架掉落雜物，人行道防護(hù)棚頂部敷設(shè)九夾膠合板第一層防護(hù)，其下用竹跳板作為第二層防護(hù)；車行道貝雷架頂部采用12mm厚竹膠合板滿鋪。

2條I40a工字鋼長度725cm，確保懸挑長度，以便貝雷架頂部搭設(shè)滿堂碗扣支架，滿堂碗扣支架橫向?qū)挾?50cm。

貝雷梁與工字鋼橫梁直接相連，橫向采用門字形16槽鋼抱合貝雷架底梁，槽鋼與工字鋼焊接。

工字鋼頂面采用焊接，與鋼管立柱采用600x600x14mm鋼板焊接。支架支撐體系搭設(shè)施工圖如圖3-圖6。

圖3　K16+665.54橋支架體系

圖4　K17+640橋支架體系

圖5　K16+665.54橋支架體系

圖6　K17+640橋支架體系

4.2.2碗扣架安全措施

嚴(yán)格按照《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》要求執(zhí)行［4］。

4.3支架落架拆除

依據(jù)工程設(shè)計(jì)文件要求，須待混凝土強(qiáng)度達(dá)到100％設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可卸貨落架。其中拱橋要求主拱圈支架必須在臺(tái)后填土及拱上建筑完成之后方可卸除支架。

卸除拱架應(yīng)按提前擬定的卸落程序進(jìn)行，且宜分步卸落；在縱向應(yīng)對稱均衡卸落，在橫向應(yīng)同時(shí)一起卸落；卸落支架時(shí)，應(yīng)設(shè)專人對支架的撓度和墩臺(tái)的位移等情況進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)有異常時(shí)，應(yīng)暫停卸落，查明原因并采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)進(jìn)行。

卸架原則：橫橋向必須同時(shí)均勻卸落，在縱橋向從拱頂向拱腳逐排卸落，最后使拱圈下底模全部脫離混凝土面為止，然后按支架拆除規(guī)范要求拆除模板和支架。

5　支架預(yù)壓［5］

5.1預(yù)壓的目的

為檢驗(yàn)貝雷梁+碗口架組合支架體系的安全性和實(shí)際變形量，通過預(yù)壓消除地基沉降影響、消除結(jié)構(gòu)非彈性變形，檢驗(yàn)支架的剛度、穩(wěn)定性、安全性是否滿足施工要求，同時(shí)取得模板彈性變形的實(shí)際數(shù)值，得出荷載－撓度曲線，并檢驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，調(diào)整預(yù)拱度（或反拱），以求得現(xiàn)場施工的準(zhǔn)確參數(shù)。模板預(yù)拱度的調(diào)整通過調(diào)整模板支撐頂托完成。

模板彈性變形應(yīng)根據(jù)預(yù)壓變形測量結(jié)果繪制沉降曲線，并結(jié)合模板的設(shè)計(jì)拱度和實(shí)際支撐變形來確定。

模板安裝完畢后，對其進(jìn)行預(yù)壓。為保證預(yù)壓荷載的合理分布，模擬混凝土澆筑順序進(jìn)行加載，即第一步加載底板腹板鋼筋、混凝土重量，第二步加載頂板鋼筋、混凝土重量?？紤]到混凝土振搗產(chǎn)生的動(dòng)荷載及小型機(jī)具等荷載，預(yù)壓荷載按混凝土實(shí)體重力荷載的1.2倍考慮。

5.2預(yù)壓監(jiān)測點(diǎn)

在待堆載跨的模板上按橫向腹板位置布設(shè)11個(gè)斷面，同斷面按左、中、右設(shè)3個(gè)點(diǎn)，共布設(shè)33個(gè)變形觀測點(diǎn)。特別是對于拱圈嚴(yán)格按主拱圈中心線拋物線推算設(shè)置，在堆載預(yù)壓前測設(shè)斷面底模標(biāo)高和對應(yīng)支架底部標(biāo)高，做好記錄。

5.3預(yù)壓施工

支架預(yù)壓重量取橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重的120％，全部預(yù)壓材料分三級(jí)加載完成。

根據(jù)該橋現(xiàn)場施工環(huán)境條件，支架預(yù)壓材料采用沙土（袋裝）預(yù)壓。預(yù)壓范圍為主拱圈荷載范圍，為確保堆碼沙袋穩(wěn)定和安全，適當(dāng)放寬支架外側(cè)堆碼放坡寬度。

預(yù)壓時(shí)主要觀測的數(shù)據(jù)有：地基沉降、頂板沉降、支架沉降；卸載后頂板可恢復(fù)量。沉降穩(wěn)定卸載后算出地面沉降、支架的彈性和非彈性變形數(shù)值。根據(jù)各點(diǎn)對應(yīng)的彈性變形數(shù)值及設(shè)計(jì)預(yù)拱度調(diào)整各點(diǎn)立桿的可調(diào)頂托達(dá)到設(shè)計(jì)要求，重新整理底模。觀測過程中如發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降明顯、基礎(chǔ)開裂、局部位置和支架變形過大現(xiàn)象，應(yīng)立即停止加載并卸載，及時(shí)查找原因，采取補(bǔ)救措施。

5.4數(shù)據(jù)整理分析及預(yù)拱度的設(shè)置

5.4.1數(shù)據(jù)整理分析

觀測結(jié)束對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)總沉降值和卸載后觀測值計(jì)算彈性變形量。根據(jù)試驗(yàn)所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對工程所設(shè)計(jì)的拱橋模板支架在混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的變形進(jìn)行有效的控制。施工過程中依據(jù)變形量調(diào)整底模板標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑完成后能達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的梁底標(biāo)高。如發(fā)現(xiàn)立柱下沉比較明顯，需對地基處理進(jìn)行加強(qiáng)或加固處理。

5.4.2預(yù)拱度的設(shè)置

確定預(yù)拱度時(shí)考慮下列因素：支架在荷載作用下的總變形量，支架在荷載作用下的彈性壓縮，支架在荷載作用下的非彈性壓縮；主拱圈預(yù)拱度，根據(jù)設(shè)計(jì)院提供。

根據(jù)拱圈拱度值線形變化，其它各點(diǎn)的預(yù)拱度值以中間點(diǎn)為最高值，以主拱圈兩端拱腳為零，按二次拋物線進(jìn)行分配。

6　結(jié)語

該項(xiàng)目橋梁施工中采用了貝雷梁+碗口架組合支架體系，以及在現(xiàn)場施工全過程中對模板安裝、鋼筋制安、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行有效控制，既保證了施工質(zhì)量，同時(shí)將交通干擾降低到最小，確保安全的同時(shí)，大大降低了施工成本，加快了施工進(jìn)度，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)，為今后類似工程施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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［5］建設(shè)部.JGJ/T194-2009鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程［S］.北京：光明日報(bào)出版社，2010：6-10.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

Application of Combined Support System of Bailey Beam and Cuplock Scaffold in Urban Bridge Structure Construction

Keywords:bridge；large span；bailey beam；cuplock scaffold；combined support system；construction and application

Abstract:A bridge project is located in the bustling downtown with heavy traffic，so it has the difficulties like large-spanned construction，great construction disturbance and high construction risk since the construction cannot seal，occupy or compress the road，which is relatively rare in urban bridge construction.The combined support system of bailey beam and cuplock scaffold is adopted in the construction，and links like steel fabrication and installation，concrete pouring，maintenance are effectively controlled in the field construction，which ensures the construction quality and reduces the noises to the minimum as well as guarantees safety，besides，greatly reduces construction cost and meets the design requirements and pre-set goals.It offers some references for similar projects.

中圖分類號(hào)：［TU997］

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9107（2016）04-0043-04

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.04.043

收稿日期：2016-02-24

作者簡介：董道雷（1970-），男，四川隆昌人，本科，國家一級(jí)注冊建造師，高級(jí)工程師，主要從事道路橋梁和隧道工作。