高速公路橋梁現(xiàn)澆箱梁鋼管樁支架施工技術(shù)

摘要 高速公路建設(shè)飛速發(fā)展，橋梁項目滿堂支架方案是常見現(xiàn)澆箱梁橋的施工方法，但受制于地形、地質(zhì)條件，而鋼管樁支架法能有效彌補常規(guī)滿堂支架法的劣勢?；诖宋恼陆Y(jié)合某具體工程實踐，論述了現(xiàn)澆箱梁鋼管樁支架施工方案，總結(jié)了鋼管樁支架施工技術(shù)要點，通過支架受力計算，驗證了該方案的安全性能，以期能為同行提供借鑒。

關(guān)鍵詞 路橋工程;現(xiàn)澆箱梁;鋼管樁支架

中圖分類號 U445.47文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2022）11-0124-03

引言

近年來，隨著我國路橋工程行業(yè)的高速發(fā)展，滿堂支架法作為橋梁預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工中最常用的方式，在施工中出現(xiàn)了越來越多的弊端，已無法滿足現(xiàn)階段施工的實際需求。鋼管樁支架法有效彌補了常規(guī)滿堂支架法在施工中的劣勢，因此文章分析高速公路橋梁現(xiàn)澆箱梁鋼管樁支架施工技術(shù)，具有十分重要的參考意義[1]。

1 工程概況

某高架橋左線設(shè)計跨徑組合為24.298 m+（24.408

+24.572+24.735）m+（24.901+25.072+25.246）m+3×

25 m+4×25 m+25 m，設(shè)計長度378.732 m。橋梁上部構(gòu)造形式為25 m預(yù)制混凝土簡支小箱梁及現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，第四聯(lián)為現(xiàn)澆構(gòu)造，其跨度形式為3×25 m，設(shè)計高度1.6 m，橋面寬27.684～24.392 m。全橋只有墩臺頂部位置依次布設(shè)中橫梁和端橫梁。箱梁頂板和底板結(jié)構(gòu)沿車道橫坡設(shè)置，腹板為鉛垂結(jié)構(gòu)[2]。

2 現(xiàn)澆箱梁鋼管樁支架施工方案

鋼管樁的橫向布置情況如圖1所示。

2.1 地基處理

對地基進行平整并碾壓，然后根據(jù)設(shè)計方案要求實施沉樁施工，沉樁過程中實時監(jiān)測樁身位置和垂直度，出現(xiàn)偏差應(yīng)立即進行調(diào)整。

每排樁沉樁到位后及時對樁頂標高進行測量，并將樁頂位置切割平整，根據(jù)設(shè)計要求在頂部設(shè)置1.5 m×

0.6 m的鋼筋混凝土水平系梁，并進行鋼板埋設(shè)。

2.2 鋼管樁支架施工

鋼管樁支架規(guī)格為：長12.0 m、管徑Φ630 mm、壁厚10 mm，按照樁點布置情況運用25 t汽車吊將其運至指定部位并焊接，在各樁頂部分別焊接規(guī)格為65 cm×

65 cm鋼托，并在各排樁之間按規(guī)范要求布設(shè)縱向剪刀撐。

設(shè)置完每排鋼管樁，應(yīng)在其墩頂位置水平安裝工字鋼，并通過焊接加強肋板使其與鋼板牢固連接。

2.3 縱向貝雷梁及橫向分配梁施工

根據(jù)設(shè)計圖紙現(xiàn)場完成貝雷梁的組裝工作，并通過吊裝設(shè)備將其準確安裝至橫梁指定位置。

（1）貝雷梁上方設(shè)置工字鋼分配梁，通過騎馬螺栓或卡扣實現(xiàn)工字鋼和貝雷梁之間的可靠連接，最后進行碗扣支架搭設(shè)。

（2）結(jié)合現(xiàn)場實際狀況，分別選擇LG60、LG90、LG120、LG300型立桿進行組合使用，為有效確保立桿接頭位置不在同一連接區(qū)段，最大限度提升支架穩(wěn)定性和可靠性，并分別選用長度為1.2 m、3.0 m立桿搭設(shè)首層支架，錯開接頭位置，并采用立桿進行接長處理，在頂部位置安裝頂桿，便于頂托安裝。

（3）安裝完畢后，根據(jù)規(guī)范及設(shè)計要求進行縱、橫向剪刀撐設(shè)置，以有效提升支架整體的穩(wěn)定性和可靠性。最后支架搭設(shè)完成后在頂托上方布設(shè)縱、橫向方木，準備模板拼裝。在實施預(yù)壓前必須對全部連接位置進行檢查，防止出現(xiàn)松動、脫扣現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量和安全[3]。

3 現(xiàn)澆箱梁鋼管樁支架施工技術(shù)要點

3.1 模板安裝

箱梁外模使用規(guī)格為1.22 m×2.44 m×15 mm的整塊覆膜竹膠板，長邊沿縱向布置。

（1）支架體系搭設(shè)合格后，在頂托上方縱向布置[10方形槽鋼，然后在其上部交叉鋪設(shè)方木，并將頂托調(diào)節(jié)至標準位置。

（2）所用方木規(guī)格為10 cm×10 cm、鋪設(shè)間距30 cm，有效確保方木與模板牢固連接。

（3）針對腹板側(cè)模及翼緣板底模，使用規(guī)格為10 cm

×10 cm標準方木，按照30 cm間距設(shè)置加強肋。

（4）箱梁內(nèi)部使用木模板，通過加工制作的木質(zhì)支架進行支撐，支架應(yīng)用5 cm×8 cm和10 cm×10 cm的方木拼裝而成。

（5）為有效避免腹板混凝土澆筑時漏漿污染底板，在進行腹板模板制作時將其底腳位置增加20 cm充當壓漿板。

（6）內(nèi)模設(shè)置混凝土墊塊和鋼馬鐙，鋼馬鐙應(yīng)用直徑20 mm的鋼筋現(xiàn)場加工制作，在內(nèi)模支架的各個立桿位置均應(yīng)規(guī)范設(shè)置。

3.2 支架預(yù)壓

為防止地基和支架產(chǎn)生非彈性變形，并將其彈性變形值準確測量出來，在實際施工中通過水袋預(yù)壓法對支架體系實施超載預(yù)壓試驗。預(yù)壓加載為總荷載的110%。

（1）加載順序。對支架受力情況進行模擬加載，具體分為5個加載等級，總荷載為箱梁自身重力荷載。1級加載為總荷載的10%，2級加載為總荷載的50%，3級加載為總荷載的75%，4級加載為總荷載的100%，5級加載為總荷載的110%[4]。

（2）觀測點布設(shè)。在三跨貝雷梁跨中及滿堂支架端部的左、中、右三個部位分別設(shè)置沉降觀測點，將其穩(wěn)定設(shè)置于頂托木方上方。

（3）預(yù)壓觀測。現(xiàn)將荷載增加到總荷載的10%，記錄觀測點的高程。荷載增加到50%后對高程進行測量，間隔1 h后復(fù)測1次;荷載增加到75%后對高程進行測量，間隔1 h后復(fù)測1次;荷載增加到100%后對高程進行測量，間隔2 h復(fù)測1次。若接連2次測得的高差低于2 mm，可判定為沉降不再發(fā)展。經(jīng)總監(jiān)理工程師確認，將荷載增加至總荷載的110%，重復(fù)進行沉降觀測，直至沉降逐漸穩(wěn)定。如果當天沉降量不超過2 mm或連續(xù)3天沉降累加值不超過5 mm，則可移除荷載。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E

（4）卸載及支架調(diào)整。根據(jù)加載的相反順序?qū)嵤┓旨壭遁d，結(jié)合觀測數(shù)據(jù)對支架形變量進行計算，根據(jù)起拱度合理調(diào)節(jié)梁底桿高度。

3.3 鋼筋加工及安裝

骨架鋼筋焊接必須嚴格控制鋼筋位移及變形。

（1）骨架焊接提前在鋼筋料場制作，并安裝可固定骨架的型鋼，根據(jù)骨架規(guī)格在焊接體系上放樣。

（2）在對骨架實施焊接時，要采用點焊的方式從中間向兩側(cè)對稱焊接，并采用自下而上的順序?qū)嵤┖附印?/p>

（3）各焊縫必須一次焊接成型，相鄰焊縫必須采用對稱間隔焊接方式，嚴禁沿同一方向持續(xù)施焊。

（4）應(yīng)用22#鐵絲采用一面順扣法進行綁扎作業(yè)，并確保鐵絲頭向下彎曲埋入混凝土內(nèi)部。

（5）保護層采用塑料墊塊，按照梅花形進行設(shè)置。

3.4 鋼絞線安裝

波紋管必須根據(jù)圖紙設(shè)計位置進行準確定位，通過提前加工好的鋼筋井字架實施固定，并焊接牢固[5]。

由于預(yù)應(yīng)力束長且存在彎曲，混凝土澆筑完成后不易進行穿束，決定采用先張法施工;待波紋管安裝合格后立即展開穿束工作，全面結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行鋼束制作，安裝時要采用人、機配合的方式一步到位。

3.5 混凝土澆筑

箱梁混凝土分2次澆筑完成。

（1）首次澆筑至腹板和翼緣板交界上方2 cm位置，待鑿毛完成及綁扎完頂板鋼筋，并布設(shè)好標高控制點后再進行2次混凝土澆筑。

（2）澆筑順序沿箱梁縱向從一端依次推進，先低處后高處，由中間向兩側(cè)對稱施工，即：通過縱向分段、豎向分層的方式進行施工[6]。

（3）混凝土入模溫度超過30℃時要立即暫停澆筑，采取降溫措施待溫度滿足入模條件后方可繼續(xù)進行施工。

（4）混凝土由商混站生產(chǎn)，并采用8 m3商混車送到現(xiàn)場，通過汽車泵輸送入模。泵車需性能良好，具有足夠的揚程。澆筑過程中嚴格控制出料口與澆筑面之間的高度，確保不得超過2 m，嚴格根據(jù)提前劃分的施工段有序?qū)嵤仓?/p>

（5）各作業(yè)面配備10名專業(yè)振搗人員進行振搗，分別配備50型振動棒5臺、30型振動棒2臺參與施工作業(yè)。在鋼筋間距較小的位置選擇30型實施振搗，其余位置使用50型振搗[7]。

（6）合理掌控振搗時間，確?；炷琳駬v到位。振搗時嚴格遵循“三不靠”原則，同時避免出現(xiàn)漏振、過振現(xiàn)象。

4 支架受力計算

4.1 施工荷載及組合計算

混凝土荷載g1=Hγ=1.60×26=41.6 kN/m2;混凝土堆積和人、機作用荷載g2=2.0 kN/m2;模板承載性能g=（41.6+2.0+2.0）×1.5=68.40 kN/m2。

4.2 鋼管樁頂部橫向工字鋼受力計算

該工程設(shè)計鋼管樁和貝雷梁高度分別為12 m和1.5 m，支架高度為5.3～6.5 m，寬30 m，高度、寬度之間的比值不超過2，按照《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》，風荷載對鋼管樁支架的影響可忽略不計。

根據(jù)全國基本風壓系數(shù)標準，當鋼管樁樁徑為0.63 m、高度為12 m時，其單樁承受風荷載換算為均布荷載為0.27 kN/m。選取中間部位的單排樁實際承載狀況建立模型并實施分析（見圖2）。

鋼管樁立桿之間通過焊接槽鋼實現(xiàn)水平方向相互連接，并按規(guī)范要求搭設(shè)縱向剪刀撐，交叉部位應(yīng)滿焊，實際運算時取值為1.2倍自重[8]。實際受力情況如圖3。

通過圖3能夠看出：支撐橫、豎反向作用力極限值分別為58.2 kN和1 680.7 kN，該位置彎矩影響下縱向水平作用力極限值49.1 kN、剪切極限值76.1 kN。樁體受力面積為0.018 535 4 m2，剪力τ=4.1 MPa，遠低于Q235鋼各項力學性能指標，水平向承載能力滿足規(guī)范規(guī)定。

5 結(jié)論

綜上所述，該文以工程實踐為依托，根據(jù)現(xiàn)場施工條件，利用鋼管樁、貝雷梁設(shè)計了現(xiàn)澆箱梁鋼管樁支架支撐系統(tǒng)，總結(jié)了現(xiàn)澆箱梁鋼管樁支架施工技術(shù)要點，具體包括支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、鋼筋加工、鋼絞線安裝、混凝土澆筑等操作注意事項。該橋梁工程現(xiàn)澆箱梁鋼管樁支架體系，經(jīng)穩(wěn)定性驗算：

（1）鋼管樁支架構(gòu)件長細比λ=54.3<[λ]=150，滿足要求。

（2）外部荷載P=73.5 MPa<[σ] =140 MPa，承載性能符合設(shè)計要求。

（3）截面軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)σ= 88.8 MPa

<[σ]=215 MPa，穩(wěn)定性符合設(shè)計要求。鋼管樁支架法能有效彌補常規(guī)滿堂支架法的劣勢，適宜于類似橋梁工程項目。

參考文獻

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收稿日期：2022-03-14

作者簡介：李洪（1990—），男，本科，工程師，研究方向：橋梁與隧道工程施工。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E