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1 工程概況

1.1 景王濱中橋貝雷架形式

昆山中環(huán)快速化改造工程E-Ⅱ標段主線高架箱梁第16聯(lián)跨景王濱河，箱梁施工時碗扣支架不能直接搭設在此橋橋面板梁上，所以此聯(lián)箱梁支架形式需采用貝雷架過河，在貝雷架上搭設碗扣式滿堂支架進行箱梁現(xiàn)澆施工。新建景王濱橋跨度20 m，分左右幅，分隔帶寬度6.5 m。

跨河支架采用貝雷片搭設，基礎利用新建中橋的橋臺，在橋臺上設置找平鋼筋混凝土墩，間距3 m，由于在分隔帶位置6.5 m范圍沒有橋臺，因此該處安裝1 道4 榀700 mm×300 mm H型鋼橫梁，其余鋼筋混凝土墩上安裝1 榀700 mm×300 mm H型鋼橫梁，然后在型鋼橫梁上設置貝雷片縱梁，貝雷片縱梁按照45 cm、90 cm間距布置，貝雷片上橫橋向設置通長12#工字鋼雙拼分配梁，支架立桿立于12#工字鋼上（圖1）。

圖1 箱梁16聯(lián)滿堂碗扣式支架立面

1.2 水文、氣象、地質情況

本工程位于太湖沖湖積平原工程地質區(qū)，地勢較平坦，地面高程為1.79～3.50 m，地表水體較發(fā)育，河渠較多。

1.3 主要施工技術難點[1]

1）跨河施工難度大。此聯(lián)箱梁在景王濱中橋上方施工，下方是景王濱河，跨河施工對工程的設計、施工均提出了較高的要求。

2）周邊管線復雜[2,3]。由于處于昆山市工廠密集的開發(fā)區(qū)，工程的地下管線的數(shù)量和種類非常多，管線改線工作對施工會有較大的影響。

3）節(jié)點工程工期緊。此聯(lián)箱梁為兩端梁端張拉，在施工組織上屬節(jié)點工程，需優(yōu)先施工，因此對工期提出了較高的要求。

4）屬于高空作業(yè)，施工期間安全風險大。高架箱梁施工屬于高空作業(yè)，兩側設有保通道路，施工空間狹小，兩側均有其他分部工程施工，存在很大的高空墜物的風險，因此施工期間的安全風險非常大[4,5]。

2 主要設計施工技術措施

2.1 貝雷架蓋梁支點布置形式

1）利用新建橋臺為貝雷架支點，由于新建橋臺存在橫坡，頂面高低不平，所以不宜直接作為貝雷架支點，需在其上澆筑找平鋼筋混凝土墩（長60 cm，寬90 cm，間距3 m），高度根據(jù)標高進行調整，枕梁頂面標高為4.25 m，配置相應的構造筋。

2）找平鋼筋混凝土墩上安放1 道700 mm×300 mm H型鋼橫梁，新建橋臺處中央為寬6.5 m的中央分隔帶，該處鋼筋混凝土墩上安裝1 道4 榀700 mm×300 mmH型鋼橫梁，由于橋臺臺帽寬0.9 m，中央分隔帶第4道700 mm×300 mm H型鋼放置需設置高3 m的φ609 mm鋼管柱（南北共4 道），鋼管柱與中橋承臺上澆筑20 cm混凝土固定。

2.2 貝雷架布置形式

第16聯(lián)箱梁跨景王濱貝雷架單聯(lián)布置，跨度20 m ，貝雷架全長21 m。貝雷片布置為72 排，間距為45～90 cm相間布置，每排貝雷片組合形式為7 m×3 m，貝雷片均為上下弦桿加強型。上面分配梁采用12#雙拼工字鋼橫橋向布置，間距同支架立桿縱距，為90 cm。

圖2 箱梁第16聯(lián)滿堂碗扣式支架跨中橫斷面

3 貝雷架驗算

3.1 貝雷架強度、撓度驗算

經驗算，該結構鋼橋所能承受的最大彎矩M總=121 500 kN·m＞Mmax=63 790.7 kN·m，最大剪力Q總=17 654.4 kN＞Qmax=12 150.6 kN，撓度f=27.6 mm＜L/400=52.5 mm，滿足要求。所以單跨21 m加強型貝雷架支撐滿足設計要求。

3.2 貝雷架上部分配橫梁驗算

經驗算，貝雷架上部分配橫梁的最大彎矩Mmax=5.44 kN·m，彎曲應力σ=70.3 MPa＜[σ]=205 MPa，滿足要求。撓度ω=0.46 mm＜ [ω]=2.3 mm，滿足要求。

3.3 貝雷架下部橫梁計算

在分隔帶位置6.5 m范圍沒有橋臺，因此該處安裝1 道4 榀700 mm×300 mm H型鋼橫梁，跨度8 m，其特性參數(shù)為：E=210 GPa，W=5 760 cm3，I=201 000 cm4。

單側橫梁承受的全部荷載Q=3 637.8 kN。為簡化計算，將荷載轉化為3 637.8÷8=454.7 kN/m的線荷載。

強度σ=157 MPa＜[σ]=205 MPa，驗算合格。

撓度ω=14.3 mm ＜L/400=20 mm，驗算合格。

3.4 φ609 mm鋼管柱計算

鋼管立柱采用外徑609 mm，壁厚14 mm的鋼管，截面積A=261.695 cm2，跨度8 m，高度3 m。鋼管柱抗壓強度σ=179.84 MPa＜[σ] = 205.00 MPa，滿足要求。

3.5 混凝土方墩計算

在老橋蓋梁上間隔3 m設置1 根600 mm×900 mm的鋼筋混凝土方墩，其長度l0=2 100 mm，縱向鋼筋最小配筋率ρmin=0.5%，選用φ16 mm的HRB335級鋼筋，箍筋選用φ12 mm的HPB235級閉合式復合箍筋，間距200 mm。

4 實施過程

4.1 貝雷架施工流程

總體施工流程：施工放樣→下部基礎→立柱、板墻→型鋼蓋梁安裝→找平枕梁→貝雷桁架拼裝→中跨吊裝→兩邊邊跨吊裝→整體連接加固→分配梁布置。

4.2 橋臺上鋼筋混凝土設置

由于新建橋臺存在橫坡，頂面高低不平，所以不宜直接作為貝雷架支點，需在其上澆筑找平鋼筋混凝土墩（長60 cm、寬90 cm、間距3 m），高度根據(jù)標高進行調整。枕梁頂面標高為4.26 m，配置相應的構造筋。

4.3 型鋼蓋梁安裝

由于在分隔帶位置6.5 m范圍沒有橋臺，因此該處安裝1 道3 榀700 mm×300 mm H型鋼橫梁，其余鋼筋混凝土墩上安裝1 榀700 mm×300 mm H型鋼橫梁。鋼結構在施工焊接過程中注意事項如下：

1）當焊接作業(yè)環(huán)境溫度在-10～0 ℃時，應采取加熱或防護措施，應將焊接接頭和焊接表面各方向大于或等于2倍鋼板厚且不小于100 mm范圍內的母材，加熱到規(guī)定的最低預熱溫度且不低于20 ℃后再試焊。

2）定位焊焊縫的厚度不應小于3 mm，不宜超過設計焊縫厚度的2/3且不超過8 mm；長度宜不小于40 mm和接頭中較薄部件厚度的4 倍；其間距宜為300～600 mm。

3）當引弧板、引出板和襯墊板為鋼材時，應選用屈服強度不大于被焊接鋼材標稱強度的鋼材，且焊接性相近。

4）采用的焊接工藝和焊接順序應使構件的變形和收縮最小，根據(jù)構件焊縫的布置，可采用下列控制變形的焊接順序：

（1） 對接接頭、T形接頭和十字接頭，在構件放置條件允許或易于翻轉的情況下，宜雙面對稱焊接；有對稱截面的條件，宜對稱于構件中性軸焊接；有對稱連接桿件的節(jié)點，宜對稱于節(jié)點軸線同時對稱焊接；

（2） 非對稱雙面坡口焊縫，宜先焊深坡口側、然后焊滿淺坡口側、最后完成深坡口側焊縫。特厚板宜增加輪流對稱焊接的循環(huán)次數(shù)；

（3）長焊縫宜采用分段退焊法或多人對稱焊接法；

（4）宜采用跳焊法，避免構件局部熱量集中。

5）構件裝配焊接時應先焊收縮量較大的接頭，后焊收縮量較小的接頭，接頭應在拘束較小的狀態(tài)下焊接。

4.4 貝雷主梁拼組

1）貝雷主梁在平整場地內拼裝，下面墊枕木，用吊車將貝雷逐片吊起，用貝雷桁架銷子相互連接拼組。

2）根據(jù)每跨跨徑和組距確定每組貝雷片拼裝的長度和排數(shù)，用相應的支撐架和支撐架螺栓將單排貝雷片連成整體，并將加強弦桿安裝于貝雷架上，形成貝雷片組。

3）為保證梁的剛度，貝雷片、支撐架之間采用接頭錯位連接，這樣可減少由于貝雷片接頭變形產生的主梁位移。

4）連接貝雷片的所有螺栓、螺帽必須擰緊，涂上黃油的貝雷銷子穿到位后，必須插好保險銷。

5）在蓋梁上測量出每組貝雷片的放置位置，用吊車將貝雷組吊裝就位，3 跨的每組在最終能通長連接成整體必須連成整體。

6）每組貝雷組之間采用φ48 mm×3.5 mm鋼管與扣件連接作剪刀撐，以加強組之間的穩(wěn)定性，避免在受壓時發(fā)生橫向位移，同時每組貝雷片在蓋梁處用8#槽鋼制成的小龍門作定位焊接。

4.5 貝雷主梁吊裝

4.5.1 吊裝布置

貝雷組分節(jié)制作和吊裝，經驗收合格后方能吊裝使用。貝雷組起吊采用兩點吊方式，兩點分別為距離端部3 m處，鋼絲繩固定在立桿的螺孔內。采用1 臺750 kN汽車吊將鋼筋籠水平起吊，起吊時用吊車大鉤將兩點處的鋼絲繩控制在45°角垂直吊起，空中翻轉，吊裝至蓋梁上。

4.5.2 汽車吊停放點地基處理

在吊裝貝雷組時，汽車吊停放在北側15聯(lián)位置，支撐腿下設置枕木。

4.6 貝雷架預壓

4.6.1 貝雷架預壓目的

為確保箱梁現(xiàn)澆施工安全，需對搭設的貝雷架進行重載試驗預壓以檢驗貝雷架的承載能力和撓度值。通過模擬貝雷架在箱梁施工時的加載過程來分析、驗證貝雷架及其附屬結構的彈性變形，消除其非彈性變形。通過其沉降數(shù)據(jù)結果及規(guī)律來指導貝雷架施工中的支架模板預拱度值、沉降控制要求及其箱梁混凝土分層澆筑的順序，并據(jù)此基本評判箱梁施工的安全性。

4.6.2 貝雷架預壓方法

貝雷支架預壓在其搭設完成、驗收通過、分配梁鋪設好以后進行。預壓材料擬采用砂袋或鋼筋等材料。根據(jù)事先計算的相應部位的質量來放置荷載壓重，預壓質量為貝雷架所承受上部荷載，上部荷載包括箱梁自重恒載、鋼管支架、木方模板、施工活荷載及貝雷自重。

1）加載及卸載順序：支架預壓進行分級加載，擬采用三級加載，依次為單元內預壓荷載值的60%、80%、100%進行加載及卸載，并測得各級荷載下的測點的變形值。

2）加載方法及預壓時間要求如下：

（1）預壓擬采用鋼筋預壓。

（2）預壓加載采用分級加載，按比例分配到貝雷架橫梁上，堆載所用的荷載采用250 kN汽車吊吊運，運輸過程須保證下放荷載輕放，不得沖撞貝雷架，且均勻擺放在貝雷架上。在吊車將荷載運至貝雷架上時，不得在同一處出現(xiàn)集中堆載。做到每次運至模板上的荷載均勻分布至貝雷架上，再上吊另一堆荷載。在加載過程中需要做到連續(xù)性，一次性加載完成。

（3）每級加載完成后，應先停止下一級加載，并每間隔12 h對貝雷架沉降量進行一次監(jiān)測。當貝雷架頂部監(jiān)測點12 h的非彈性沉降量平均值小于2 mm時，可進行下一級加載。在全部加載完成后的貝雷架預壓監(jiān)測過程中，滿足下列條件之一時，可判定貝雷架合格：各監(jiān)測點最初24 h的沉降量平均值小于1 mm；各監(jiān)測點最初72 h的沉降量平均值小于3 mm，且預壓時間不少于3 d。堆載時，要設有專人對貝雷架的變形及沉降進行觀測，如出現(xiàn)貝雷架的較大沉降變形，立即停止加載，并查找原因，對存在問題進行處理更換，整改后方可繼續(xù)進行堆載。

（4）觀測點設置上下2 層，分別布設在貝雷架的蓋梁上和分配梁上，縱橋向設置在每跨貝雷架跨中、1/4跨處和兩側端部5 個斷面，每個斷面上下層各設置3 個點，共6 個點，每跨共30 個點。

（5）為了找出貝雷架和蓋梁在上部荷載作用下的塑性、彈性變形以及沉降，貝雷架的監(jiān)測內容包括：加載之前監(jiān)測點標高；每級加載后監(jiān)測點標高；加載至120%后每間隔24 h監(jiān)測點標高；卸載6 h后監(jiān)測點標高。

（6）根據(jù)試驗測得的數(shù)據(jù)進行分析，對本工程所設計的預應力現(xiàn)澆箱梁模板支架進行混凝土澆筑時產生的變形進行有效的控制?？梢罁?jù)變形量調整箱梁預拱度的底標高，實現(xiàn)混凝土澆筑完成后能達到設計所要求的梁底標高。

（7）支架預壓為一次性卸載，預壓荷載應對稱、均衡、同步卸載。

4.7 支架拆除

4.7.1 施工工藝流程

卸落底?！Ъ懿鸪惱准苄睋尾鸪惱捉M桁架分離吊運→蓋梁割除→貝雷片分離堆放→完成拆除

4.7.2 卸落底模支架

待箱梁張拉壓漿4 d后，將鋼管支架調節(jié)段高度降下來，拆除底模（包括竹膠板、木方等），然后拆除鋼管支架。

4.7.3 拆除貝雷桁架

首先將小龍門（貝雷梁和蓋梁連接）割除，拆除斜撐，貝雷桁架采用2 臺250 kN吊車將其橫向拖出來，然后用吊車將貝雷桁架吊到指定地點，逐節(jié)拆除貝雷桁架。

4.7.4 型鋼的拆除

1）將700 mm×300 mm H型鋼焊接連接處部位割除，用吊車將700 mm×300 mm H型鋼吊到指定地點。

2）鋼筋混凝土找平枕梁采用空壓機鑿除清理。

5 實施效果

1）測量檢測情況：貝雷片根據(jù)加載后72 h內的沉降量監(jiān)測數(shù)據(jù)及卸載6 h后的彈性變形量監(jiān)測數(shù)據(jù)，最終非彈性變形量均控制在4 mm以內，符合設計規(guī)范要求。

2）經濟效果：通過采取貝雷架取代傳統(tǒng)的地面硬化后搭設支架的形式。通過采用該種形式直接節(jié)約成本15%，間接減少了鋼材、電、油的能源損耗。

3）進度效果：通過采取貝雷架取代傳統(tǒng)的地面硬化后搭設支架的形式，加快了支架的安裝拆卸流程。通過采用該模板體系，提前1 個月完成了此聯(lián)箱梁的施工。

4）質量安全效果：達到預計的質量目標，并且在箱梁施工中無任何安全事故發(fā)生。

6 結語

在此工程中我們在有限的空間和時間里，通過合理的技術變更及選擇不同的施工方法，施工過程中切實落實設計和規(guī)范要求，加上人機料的合理搭配，最后工程得以保質保量按時完成。

從現(xiàn)場實施情況來看，本工程箱梁各項數(shù)據(jù)符合要求并通過驗收，且周邊建筑物、管線保護完好，并通過合理的施工方案確定及施工組織安排節(jié)約了工期、節(jié)省了成本，得到了業(yè)主等單位的好評。