姜 曄

上海市機械施工集團有限公司 上海 200072

前湖大道快速路工程西起江西省南昌市西外環(huán)高速，沿昌灣大道—前湖大道路徑布置，東止于朝陽大橋，向西與西外環(huán)連接，路線全長約10 km，其中學府大道—昌西大道為高架段，其余為地面、隧道段。高架段涉及在城市主干道上施工、上跨320國道、農(nóng)田、河道區(qū)域、社區(qū)出入口等。工程高架橋梁高4～19 m，橋幅寬7.3～40.3 m（匝道7.3～9.3 m，主線標準段24.3 m），截面高度1.8～2.5 m。該工程為城市快速路工程，施工環(huán)境復雜，本工程共有14聯(lián)箱梁上跨各種路口、10聯(lián)箱梁上跨河道。結(jié)合現(xiàn)場情況，采取鋼管＋貝雷梁方式。本文以已完成的上跨烏沙河（墩號140#～144#）段箱梁為例來介紹。

1 工程概況

前湖大道快速路墩號140#～144#段箱梁為標準段，箱梁寬幅24.3 m，梁截面1.8 m等高，144#墩位于烏沙河河道內(nèi)，箱梁施工時間段為3—6月，該時間段南昌地區(qū)多雨，烏沙河歷史最高水位標高為22 m，常水位標高為18.5 m，原地面標高為20 m。

該跨河段箱梁支架基礎(chǔ)擬采用貝雷架基礎(chǔ)，以確保烏沙河在雨季時，水面寬度的穩(wěn)定，貝雷架頂面標高控制在23 m。

支架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用φ530 mm鋼管樁＋700 mm×700 mm×20 mm鋼板＋雙拼40b#型鋼橫梁＋貝雷架縱梁＋10#工字鋼分配梁。鋼管樁要求入強風化巖10 cm以上且鋼管樁之間采用10#槽鋼做剪刀撐聯(lián)結(jié)。

143#墩以北15 m處設(shè)置1根長26.5 m的C30鋼筋混凝土地梁，地梁斷面為1.0 m×0.8 m。地梁下按臺階形式設(shè)置厚200 mm的C20鋼筋混凝土＋厚100 mm碎石＋厚700 mm宕渣基礎(chǔ)（圖1～圖5）。

圖1 鋼管樁平面布置

圖2 跨中箱梁支架基礎(chǔ)橫斷面

圖3 橫梁處箱梁支架基礎(chǔ)橫斷面

圖4 貝雷梁支點位置固定扣件示意

圖5 地梁及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意

2 貝雷架基礎(chǔ)施工

2.1 施工步驟

1）施工準備：根據(jù)方案設(shè)計做好技術(shù)交底工作，并安排材料及機械進場。

2）放樣：根據(jù)平面布置圖計算出每根鋼管樁的中心坐標。用全站儀進行放線定位并請監(jiān)理復核驗收，驗收合格后方可進行下一道工序施工。

3）鋼管樁沉放：鋼管樁沉放擬采用450打樁機進行，根據(jù)方案設(shè)計標高，鋼管樁進行逐排插打，插打過程孔注意控制鋼管樁高程。沉樁完畢后請監(jiān)理復核驗收，驗收合格后方可進行下一道工序施工。

4）基礎(chǔ)平臺搭設(shè)：鋼管樁驗收合格后，根據(jù)方案設(shè)計要求進行基礎(chǔ)平臺搭設(shè)，用10#槽鋼將縱（橫）向每排鋼管樁樁頂進行水平連接，將相鄰兩根鋼管樁做剪刀撐連接使之形成整體結(jié)構(gòu)。每根鋼管樁頂焊接一塊700 mm×700 mm×20 mm鋼板。

2.2 施工注意事項

1）振動錘中心和樁中心軸應(yīng)盡量保持在同一直線上。

2）每根樁的下沉應(yīng)連續(xù)，不可中途停頓過久，以免土的摩阻力恢復，導致繼續(xù)下沉困難。沉放過程加強觀測，鋼管樁偏位不得大于10 cm，垂直度不得低于0.1%。

3 貝雷架基礎(chǔ)驗算

3.1 鋼管樁承載力驗算

3.1.1 單根鋼管樁承載力計算

根據(jù)擬定方案，鋼管樁要求入強風化巖10 cm以上，根據(jù)地勘報告做單根鋼管樁承載力計算，得到φ530 mm的樁極限抗壓靜摩阻力為1 345.51 kN。

3.1.2 橫梁位置鋼管樁承載力驗算

根據(jù)JGJ 130—2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，恒載（混凝土、支架、貝雷架自重之和）取安全系數(shù)1.2，活載取安全系數(shù)1.4，由方案設(shè)計可知橫梁位置鋼管樁排間距為4 m，故單排鋼管樁所受總重力為5 121.16 kN。

根據(jù)方案設(shè)計橫梁位置共計10根鋼管樁，則每根鋼管樁受力為512.1 kN＜1 345.51 kN，驗算通過。

3.1.3 跨中位置鋼管樁承載力驗算

根據(jù)方案設(shè)計可知單排鋼管樁縱向最大受力計算長度為8 m，其總重力為5 724.98 kN。

根據(jù)方案設(shè)計橫梁位置共計9根鋼管樁，則每根鋼管樁受力為636.11 kN＜1 345.51 kN，驗算通過。

3.2 10#工字鋼分配梁驗算

根據(jù)方案設(shè)計在貝雷架縱梁上設(shè)置10#工字鋼分配梁，其間距與支架立桿縱向間距相同，根據(jù)方案設(shè)計貝雷片橫向間距為0.9 m，在腹板處工字鋼的線荷載最大，故對該位置進行驗算。驗算結(jié)果顯示，該位置的最大彎曲應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、最大撓度均滿足要求。

3.3 貝雷梁縱梁驗算

3.3.1 橫梁位置貝雷片驗算

貝雷片排布間距為0.9 m，經(jīng)驗算，橫梁位置貝雷片的最大彎曲應(yīng)力、最大剪力均滿足要求。

3.3.2 跨中位置貝雷片驗算

貝雷片排布間距為0.9 m，跨中腹板位置荷載標準值為最大，處于最不利位置，故對該位置進行荷載驗算。經(jīng)驗算，該位置貝雷片最大彎曲應(yīng)力、最大剪力均滿足要求。

3.4 雙拼40b#工字鋼驗算

根據(jù)方案設(shè)計，鋼管樁頂設(shè)置雙拼40b#工字鋼橫梁。

3.4.1 橫梁處工字鋼承載力驗算

橫梁位置單排鋼管樁上總重力為5 121.16 kN，則沿工字鋼方向的線荷載為210.75 kN/m，計算跨徑為3.06 m。經(jīng)驗算，橫梁位置工字鋼的最大彎曲應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、最大撓度均滿足要求。

3.4.2 跨中位置工字鋼承載力驗算

橫梁位置單排鋼管樁上總重力為5 724.98 kN，則沿工字鋼方向的線荷載為235.6 kN/m，計算跨徑為3.06 m，經(jīng)驗算，跨中位置工字鋼的最大彎曲應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、最大撓度均滿足要求。

4 實際應(yīng)用效果

貝雷架搭設(shè)后先進行貝雷桁架基礎(chǔ)預壓，基礎(chǔ)預壓荷載為支架基礎(chǔ)承受的混凝土結(jié)構(gòu)恒載與鋼管支架、模板重力之和的1.2倍，本工程預壓材料選用袋裝中粗砂。支架基礎(chǔ)預壓范圍為橋梁上部結(jié)構(gòu)投影寬度加上兩側(cè)向外各擴大1 m的寬度。支架預壓進行分級加載，擬采用三級加載，依次為單元內(nèi)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。預壓共3 d，在監(jiān)測過程中，各監(jiān)測點連續(xù)72 h的沉降量平均值為3 mm，小于JGJ/T 194—2009《鋼管滿堂支架預壓技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的5 mm要求，貝雷架基礎(chǔ)滿足。箱梁施工過程中，陸續(xù)對其進行監(jiān)測，貝雷架無明顯沉降及變形，箱梁完成后，梁底標高與設(shè)計圖紙無誤，梁底表面外觀平整。

5 鋼管貝雷架應(yīng)用于城市高架工程的優(yōu)勢

特殊環(huán)境下（河道、社區(qū)路口、主干路路口、構(gòu)筑物等）鋼管貝雷架基礎(chǔ)與傳統(tǒng)的地坪硬化基礎(chǔ)可以從施工進度、安全、經(jīng)濟等方面比較[1-4]。

1）進度方面：如河道內(nèi)施工，傳統(tǒng)做法一般是圍堰回填硬化地坪，基礎(chǔ)下埋設(shè)管道保證通水狀態(tài)，箱梁施工時需考慮汛期對河道的影響，保證河道一定的過水斷面，汛期時無法施工，影響了后續(xù)的施工進度；鋼管貝雷架基礎(chǔ)則不需要考慮汛期內(nèi)無法施工的情況，可以從技術(shù)上避免汛期水流沖擊對鋼管貝雷架體系的沖擊，對施工進度有一定的保障。如上跨路口，傳統(tǒng)做法需通過交通轉(zhuǎn)換的方式，箱梁無法同時施工，需完成一部分后，通過交通翻交的方式做另一部分，而鋼管貝雷架基礎(chǔ)通過搭設(shè)門洞方式，既可以保證箱梁進度，又可以保證交通導行，對社會環(huán)境影響較小。

2）安全方面：如河道內(nèi)施工，傳統(tǒng)的硬化地坪基礎(chǔ)需考慮河水對基礎(chǔ)地坪的沖刷、硬地坪不能長期受雨水浸泡等方面；鋼管貝雷架基礎(chǔ)通過對鋼管、貝雷梁、分配梁等方面的計算，且施工過程中嚴格按照計算方案執(zhí)行，可以保證箱梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定，不受雨季、汛期的影響。

3）經(jīng)濟方面：如部分構(gòu)筑物無法及時搬遷，構(gòu)筑物搬遷需涉及大額資金，這時候通過鋼管貝雷架搭設(shè)門洞，上跨構(gòu)筑物，可以避免大額資金的支出，且因搬遷構(gòu)筑物需要時間，及時快速的施工可以減少施工的管理成本，節(jié)約資金。

綜上所述，在特殊地段，因為箱梁滿堂支架施工，需進行封閉道路、河道施工，對周圍環(huán)境影響較大，采用鋼管貝雷架基礎(chǔ)可以減少對其周圍環(huán)境的影響。

6 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，原有的城市道路滿足不了現(xiàn)有的交通流量需求，短時間內(nèi)進行大規(guī)模的城市道路、橋梁施工，勢必會給河道、航道、道路交通等帶來不便，而傳統(tǒng)的滿堂支架無法滿足交通需要。因此通過科學合理的計算、設(shè)計，采用滿堂支架結(jié)合鋼管貝雷梁架支撐體系進行上部結(jié)構(gòu)混凝土現(xiàn)澆[5-9]，可確保在滿足施工的前提下，把對交通出行的影響降低到最小。本文通過上跨河道介紹了鋼管貝雷架支撐結(jié)構(gòu)在城市高架工程中的開發(fā)與應(yīng)用，希望能對以后類似的工程起到一定的借鑒作用。