濱海灘涂軟基現(xiàn)澆箱梁組合支架關鍵技術

周長清

（中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，杭州311122）

1 引言

目前，中國的現(xiàn)澆箱梁數(shù)量也越來越多，在軟土地基條件下，傳統(tǒng)的支架基礎處理方式是將原地基進行換填（塘渣等），然后進行混凝土硬化處理。 但是，軟土地基換填深度較深，硬化混凝土均為永久投入，該方法成本費用較高。 通過研究灘涂軟基現(xiàn)澆箱梁支架施工方法，采用貝雷梁支架和滿堂支架組合方案，不僅施工簡便、速度快、安全可靠，并能節(jié)約成本。

2 工程案例

2.1 工程簡介

玉環(huán)市漩門大道（橋梁）工程三號橋位于玉環(huán)新城（漩門三期）核心區(qū)，設計橫向分上下行2 幅，采用3×25 m 預應力混凝土連續(xù)箱梁，全長80 m，全寬60 m。

2.2 工程地質(zhì)

本工程位于玉環(huán)市漩門三期圍墾區(qū)， 現(xiàn)狀多為養(yǎng)殖塘及灘涂。 地貌單元屬海岸平原，場地內(nèi)地形略有起伏，地表為雜填土、耕土覆蓋，其下為雜填土、淤泥、粉質(zhì)黏土、黏土、砂礫等土層。 大部分為海積雜填土、淤泥質(zhì)土，厚度0～15 m，高含水量、高壓縮性、低強度的軟土，工程地質(zhì)性質(zhì)差[1]。

3 支架方案比選

根據(jù)本橋所處的濱海灘涂的工程地質(zhì)條件和箱梁結構形式， 現(xiàn)澆箱梁支架方案擬采用盤扣式滿堂支架和貝雷梁支架兩種方案，分別從支架受力、安全性能、施工難易以及經(jīng)濟成本等幾個方面進行分析比較，優(yōu)缺點如下：

1）本橋位于灘涂軟弱地基，地基承載力較差，采用盤扣式滿堂支架施工需對地基進行加固處理，處理不好，現(xiàn)澆梁施工過程中地基有可能出現(xiàn)不均勻沉降，易發(fā)生安全事故；灘涂軟土層較深，地基處理工程量大，臨時工程成本高，因此，盤扣式滿堂支架不適用于本項目施工[2]。

2）采用短跨度貝雷梁支架施工，跨中需設置臨時支墩，臨時支墩基礎一般可采用鉆孔灌注樁或插打鋼管樁， 采用鉆孔灌注樁成本太高，且施工周期長；而采用插打鋼管樁則需配置大型打樁機械（如振動打樁錘、大噸位吊機），大型機械投入大，且現(xiàn)澆箱梁完工后，由于本橋橋下凈空只有3 m 多，空間太小，大型吊機無法實施，鋼管樁拔除相對困難，短跨度貝雷梁支架也不適用。

3）全跨度貝雷梁支架具有施工簡便、速度快，而且具有施工安全、操作簡單等的優(yōu)點。

綜合以上幾種支架方案優(yōu)缺點，結合本橋橋跨不大（25 m）的特點，考慮箱梁斷面變化、箱梁精確調(diào)整模板標高和拆卸模架的要求， 最終確定采用全跨度貝雷梁支架和滿堂支架組合的支架方案，即利用橋梁承臺作為貝雷梁支架支撐點，在貝雷梁支架與箱梁模板之間用盤扣式滿堂支架。

4 組合支架關鍵技術

4.1 組合支架結構設計

支架設計是整體現(xiàn)澆箱梁支架施工的關鍵， 需具有足夠的強度、剛度和承載能力，結構受力明確，能準確測定出結構彈性變形和非彈性變形，便于施工操作。 為適應箱梁縱坡、橫坡和平面彎曲變化能方便地精確調(diào)整模板標高和拆卸模架的特點，需在貝雷梁支架上搭設矮滿堂支架。 綜合考慮，組合支架結構設計自下而上由承臺基礎、橫向貝雷梁、貝雷梁縱梁、槽鋼分配橫梁、盤扣滿堂支架等組成[3]。

貝雷梁支架結構設計如圖1 所示。

4.2 支架驗算復核

支架驗算復核也是現(xiàn)澆箱梁施工關鍵技術之一， 主要關乎工程施工的安全、質(zhì)量。 貝雷梁組合支架結構體系采用品茗建筑安全技術軟件V13 進行驗算，各個構件結構的強度、剛度和變形均滿足要求。

為了安全起見，針對貝雷梁組合支架體系，用Midas Civil建模（見圖2），再次復核，也均滿足要求。

圖2 貝雷梁組合支架Midas Civil 建模示意圖

4.3 貝雷梁安裝

1）貝雷梁采用裝配式鋼桁架組裝，貝雷梁橫梁采用3 片連成一組，間距60 cm；貝雷片縱梁（縱橋向）2 片或3 片連成一組，腹板位置采用3 片連成一組，組內(nèi)間距60 cm；箱室位置2 片連成一組，組內(nèi)間距90 cm；組間間距均為90 cm。 橫梁6組，縱梁15 組。 詳見圖1。

圖1 貝雷梁組合支架結構圖

2）先將貝雷梁在地面上拼裝、分組連接好。 在拼裝過程中發(fā)現(xiàn)個別構件裝拆困難需要及時更換或加以改進。 改進時不能改變貝雷桁架及其配件結構形式和受力方向，也不能使用電焊、氣割對貝雷桁架及其配件進行改進，防止改變其材料性能。

3）先將橫向貝雷梁吊裝到設計位置并固定好。 縱向貝雷梁吊裝時根據(jù)設計位置在橫向貝雷梁上用記號筆或紅油漆畫出縱向貝雷梁的安裝位置， 然后按照由中間往兩邊的順序進行安裝， 貝雷梁吊裝時必須設置兩個起吊點， 并且等距離分布，保持吊裝過程中貝雷梁平衡，以避免吊裝過程中產(chǎn)生扭曲應力，造成貝雷片變形，影響受力。

4）每組貝雷架主梁跨間用標準支撐架聯(lián)結成一體，組與組之間用支撐架作橫聯(lián)， 再用普通鋼管和型鋼將3 組貝雷架主梁連成整體，每3 m 一道，交叉施作，確保所有貝雷片形成一個整體穩(wěn)定。

4.4 盤扣支架安裝

貝雷梁支架上部采用承插型盤扣式鋼管支架， 采用φ48 mm×3.2 mm 標準盤扣件，立桿采用套管承插連接，水平桿和斜桿采用桿端扣接頭的方法卡入連接盤，用楔形插銷連接，形成結構幾何不變體系的鋼管支架。 在貝雷梁上部的分配梁（槽鋼）作為盤扣支架支撐梁。在橋臺側自臺背前緣線順橋向1.8 m 范圍、橋墩自橋梁分孔線順橋向2.40 m 范圍和腹板范圍內(nèi)搭設縱、橫向間距均為60 cm 的立桿；其他部位搭設縱、橫向間距分別為90 cm、60 cm 的立桿，水平桿和斜桿及時安裝。 然后在頂托上安裝10 cm 方鋼主龍骨，在方鋼上橫向安裝10 cm×10 cm 的橫楞方木，中心間距25 cm，橫楞方木上1.5 cm 的竹膠板（結構形式見圖1）。

安裝工藝：安裝20#槽鋼分配梁→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→緊立桿連接銷→安裝（第二步）橫桿→設置剪刀撐→安裝頂托→安放主龍骨（方鋼）→安放底模下次龍骨(方木）→鋪設底模。

4.5 支架預壓

為消除支架承受荷載作用后產(chǎn)生的非彈性變形， 并收集支架的彈性變形數(shù)據(jù)，作為箱梁設置預拱度的參考依據(jù)。 在支架及底模安裝完成后，必須進行預壓處理。

預壓采用定制水袋充水加載。 設計要求預壓荷載不少于箱梁恒載與施工荷載之總和的1.1 倍，通過計算復核選用箱梁自重的1.2 倍作為預壓荷載。 預壓重量按計算荷載的20%→50%→100%→120%分4 次逐級加載。 加載時，縱向、橫向都要均勻、對稱加載，嚴禁集中加載。

預壓時縱向按箱梁墩頂1/4L、1/2L、3/4L （L 為箱梁的長度）及兩端共5 個橫斷面布置，每個橫斷面設置5 個觀測點。根據(jù)觀測結果繪制出沉降曲線， 并檢查支架各扣件的受力情況， 以此確定由于施工支架本身變形須設置的底模施工預拱度。

4.6 貝雷梁平移和拆除

4.6.1 貝雷梁平移

現(xiàn)澆箱梁為左、右兩幅，先施工左幅，再施工右幅，為了減少貝雷梁支架拆除轉場再搭設帶來的不便， 采用貝雷梁支架整體平移技術，不僅能加快實施進度，而且降低成本。

在貝雷梁支架和臨時支撐梁（墩）之間設置平移裝置：上下各設置20 mm 鋼板，中間放置φ20 mm 圓鋼，間距根據(jù)上部荷載而定，本工程為15 cm。移動貝雷梁支架體系時，利用電動或手動葫蘆作為遷移動力系統(tǒng)， 將貝雷梁支架整體移動到指定位置。

4.6.2 貝雷梁拆除

貝雷梁拆除自外側向內(nèi)側順序進行。 先拆除貝雷梁與橫向貝雷梁的連接，再拆除每組貝雷片的橫向連接。 由于橋下空間小，吊裝困難，因此，在慢行道承臺位置安裝葫蘆倒鏈或卷揚機，用葫蘆或卷揚機將每片縱向貝雷梁整體拉出至橋外，然后用兩臺25 t 的吊車分別在梁1/3 位置同時起吊，將其放在現(xiàn)澆梁或地面上， 然后用同樣方法依次吊走里面的貝雷梁至現(xiàn)澆梁橋面。

5 結語

通過對濱海灘涂軟弱地基貝雷梁組合支架施工關鍵技術的研究，此方案利用了永久的主體結構（承臺）作為支架基礎，安全、可靠、穩(wěn)定，減少支架基礎換填處理的費用和混凝土硬化的費用，減少資源浪費，加快了施工進度，提高了安全系數(shù)，有效解決了濱海灘涂等軟弱地基現(xiàn)澆箱梁支架的技術問題，并取得了較好的經(jīng)濟效益，可為類似工程施工提供借鑒。