濱海灘涂軟基現(xiàn)澆箱梁組合支架關(guān)鍵技術(shù)

周長(zhǎng)清

（中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州311122）

1 引言

目前，中國(guó)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(chǔ)處理方式是將原地基進(jìn)行換填（塘渣等），然后進(jìn)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(fèi)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(jiǎn)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(jiǎn)介

玉環(huán)市漩門大道（橋梁）工程三號(hào)橋位于玉環(huán)新城（漩門三期）核心區(qū)，設(shè)計(jì)橫向分上下行2 幅，采用3×25 m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，全長(zhǎng)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(chǎng)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(qiáng)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(jié)構(gòu)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(jì)成本等幾個(gè)方面進(jìn)行分析比較，優(yōu)缺點(diǎn)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(duì)地基進(jìn)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(shí)工程成本高，因此，盤扣式滿堂支架不適用于本項(xiàng)目施工[2]。

2）采用短跨度貝雷梁支架施工，跨中需設(shè)置臨時(shí)支墩，臨時(shí)支墩基礎(chǔ)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(zhǎng)；而采用插打鋼管樁則需配置大型打樁機(jī)械（如振動(dòng)打樁錘、大噸位吊機(jī)），大型機(jī)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(jī)無法實(shí)施，鋼管樁拔除相對(duì)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(jiǎn)便、速度快，而且具有施工安全、操作簡(jiǎn)單等的優(yōu)點(diǎn)。

綜合以上幾種支架方案優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本橋橋跨不大（25 m）的特點(diǎn)，考慮箱梁斷面變化、箱梁精確調(diào)整模板標(biāo)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(tái)作為貝雷梁支架支撐點(diǎn)，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(guān)鍵技術(shù)

4.1 組合支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

支架設(shè)計(jì)是整體現(xiàn)澆箱梁支架施工的關(guān)鍵， 需具有足夠的強(qiáng)度、剛度和承載能力，結(jié)構(gòu)受力明確，能準(zhǔn)確測(cè)定出結(jié)構(gòu)彈性變形和非彈性變形，便于施工操作。 為適應(yīng)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(biāo)高和拆卸模架的特點(diǎn)，需在貝雷梁支架上搭設(shè)矮滿堂支架。 綜合考慮，組合支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自下而上由承臺(tái)基礎(chǔ)、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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1 所示。

4.2 支架驗(yàn)算復(fù)核

支架驗(yàn)算復(fù)核也是現(xiàn)澆箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)之一， 主要關(guān)乎工程施工的安全、質(zhì)量。 貝雷梁組合支架結(jié)構(gòu)體系采用品茗建筑安全技術(shù)軟件V13 進(jìn)行驗(yàn)算，各個(gè)構(gòu)件結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和變形均滿足要求。

為了安全起見，針對(duì)貝雷梁組合支架體系，用Midas Civil建模（見圖2），再次復(fù)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(jié)構(gòu)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(gè)別構(gòu)件裝拆困難需要及時(shí)更換或加以改進(jìn)。 改進(jìn)時(shí)不能改變貝雷桁架及其配件結(jié)構(gòu)形式和受力方向，也不能使用電焊、氣割對(duì)貝雷桁架及其配件進(jìn)行改進(jìn)，防止改變其材料性能。

3）先將橫向貝雷梁吊裝到設(shè)計(jì)位置并固定好。 縱向貝雷梁吊裝時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)位置在橫向貝雷梁上用記號(hào)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(jìn)行安裝， 貝雷梁吊裝時(shí)必須設(shè)置兩個(gè)起吊點(diǎn)， 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(yīng)力，造成貝雷片變形，影響受力。

4）每組貝雷架主梁跨間用標(biāo)準(zhǔn)支撐架聯(lián)結(jié)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(tái)側(cè)自臺(tái)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(shè)縱、橫向間距均為60 cm 的立桿；其他部位搭設(shè)縱、橫向間距分別為90 cm、60 cm 的立桿，水平桿和斜桿及時(shí)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(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)底模。

4.5 支架預(yù)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(shè)置預(yù)拱度的參考依據(jù)。 在支架及底模安裝完成后，必須進(jìn)行預(yù)壓處理。

預(yù)壓采用定制水袋充水加載。 設(shè)計(jì)要求預(yù)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(jì)算復(fù)核選用箱梁自重的1.2 倍作為預(yù)壓荷載。 預(yù)壓重量按計(jì)算荷載的20%→50%→100%→120%分4 次逐級(jí)加載。 加載時(shí)，縱向、橫向都要均勻、對(duì)稱加載，嚴(yán)禁集中加載。

預(yù)壓時(shí)縱向按箱梁墩頂1/4L、1/2L、3/4L （L 為箱梁的長(zhǎng)度）及兩端共5 個(gè)橫斷面布置，每個(gè)橫斷面設(shè)置5 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。根據(jù)觀測(cè)結(jié)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(shè)置的底模施工預(yù)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(zhuǎn)場(chǎng)再搭設(shè)帶來的不便， 采用貝雷梁支架整體平移技術(shù)，不僅能加快實(shí)施進(jìn)度，而且降低成本。

在貝雷梁支架和臨時(shí)支撐梁（墩）之間設(shè)置平移裝置：上下各設(shè)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(dòng)貝雷梁支架體系時(shí)，利用電動(dòng)或手動(dòng)葫蘆作為遷移動(dòng)力系統(tǒng)， 將貝雷梁支架整體移動(dòng)到指定位置。

4.6.2 貝雷梁拆除

貝雷梁拆除自外側(cè)向內(nèi)側(cè)順序進(jìn)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(tái)位置安裝葫蘆倒鏈或卷揚(yáng)機(jī)，用葫蘆或卷揚(yáng)機(jī)將每片縱向貝雷梁整體拉出至橋外，然后用兩臺(tái)25 t 的吊車分別在梁1/3 位置同時(shí)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(jié)語

通過對(duì)濱海灘涂軟弱地基貝雷梁組合支架施工關(guān)鍵技術(shù)的研究，此方案利用了永久的主體結(jié)構(gòu)（承臺(tái)）作為支架基礎(chǔ)，安全、可靠、穩(wěn)定，減少支架基礎(chǔ)換填處理的費(fèi)用和混凝土硬化的費(fèi)用，減少資源浪費(fèi)，加快了施工進(jìn)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(shù)問題，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，可為類似工程施工提供借鑒。