邵元龍 邵佳雯

1.中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司 湖北 武漢 430000

2.武漢理工大學(xué) 湖北 武漢 430000

貝雷梁又稱桁架，貝雷梁鋼管柱可以承受拉力或壓力，應(yīng)用在橋梁工程中可以充分利用材料強(qiáng)度，減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)約施工成本，提高工程結(jié)構(gòu)剛度。貝雷梁鋼管柱和盤(pán)扣式組合支架體系自下而上由鋼管立柱、貝雷梁、底模、側(cè)模及支撐等組成。該支架體系搭設(shè)施工速度快、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有較高的安全性和經(jīng)濟(jì)性?；R湖大橋工程對(duì)支架體系承載力、施工質(zhì)量、施工安全等要求較高，利用貝雷梁鋼管柱和盤(pán)扣式組合支架體系良好的抗變形性能、穩(wěn)定性以及承載力，可以解決該橋梁工程建設(shè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵問(wèn)題。

1 工程概況

花馬湖大橋全長(zhǎng)2 4 0 3.5 m，全橋共1 5 聯(lián)，橋梁孔跨布置為2×40+（42+60+42）+2×40+3×40+5×（4×40）+（55+5×80+55）+4×40+2×（3×40）+（42+60+42）+3×40m，橋梁整幅布置，左右幅對(duì)稱，總橋?qū)? 0 ～3 7.5 m。標(biāo)段施工范圍為西段引橋（K0+617.25～K1+684），引橋上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，共計(jì)16聯(lián)箱梁需要現(xiàn)澆施工，分布范圍1～8聯(lián)（左右幅0-26#墩），孔跨布置形式為2×40+（42+60+42）+2×40+3×40+4×（4×40）m。

2 貝雷梁鋼管柱和盤(pán)扣式組合支架體系設(shè)計(jì)方案

2.1 組合支架體系設(shè)計(jì)

現(xiàn)澆梁均采用盤(pán)扣式組合支架體系施工，0～5#墩（1～2聯(lián)）位于陸地上，現(xiàn)澆梁支架搭設(shè)前進(jìn)行地基換填及硬化處理；5～26#墩（3～8聯(lián)）位于水中。支架結(jié)構(gòu)形式：①0～2#墩，梁跨形式為2×40m，位于陸地上，原地面進(jìn)行地基處理后，搭設(shè)盤(pán)扣式支架；②2～5#墩，梁跨形式為（42+60+42）m，位于陸地上，受當(dāng)?shù)卮宓赖挠绊懀Ъ懿捎帽P(pán)扣支架+梁柱式支架的形式，為當(dāng)?shù)卮宓懒舫鲞^(guò)人門(mén)洞；③5～26#墩，梁跨形式均為40m等跨，位于水中，前期通過(guò)主棧橋、支棧橋及鉆孔平臺(tái)的方式完成下部結(jié)構(gòu)施工后，拆除部分鉆孔平臺(tái)，然后在梁跨范圍內(nèi)搭支架鋼平臺(tái)，然后在平臺(tái)上搭設(shè)盤(pán)扣支架，完成現(xiàn)澆梁施工。

0～2#墩的支架立桿橫向步距為：翼板處為120cm，左右幅翼板相接處為90cm，腹板處為60cm，箱室范圍90cm。0#臺(tái)、2#墩的立桿縱向步距為60cm，其它處均為90cm。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，三種形式的支架步距分別為50cm、100cm、150cm，施工過(guò)程應(yīng)按圖紙及時(shí)調(diào)整水平桿步距。模板支架搭設(shè)時(shí)根據(jù)立桿放置可調(diào)底座，搭設(shè)順序性先立桿后水平桿再斜桿，形成基本的架體單元（如圖1所示），并以此擴(kuò)展搭設(shè)成整體支架體系。

圖1 盤(pán)扣支架拼裝示意圖

2.2 組合支架體系荷載設(shè)計(jì)

2.2.1 永久荷載

盤(pán)扣式組合支架體系永久荷載設(shè)計(jì)：支撐架的架體自重G1包括立桿、水平桿、斜桿、可調(diào)底座、可調(diào)托撐等構(gòu)配件自重，根據(jù)支架估算情況，預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)箱梁荷載取4.5kN/m2；作用在支撐架上的荷載G2包括模板及小楞等構(gòu)件自重，取1.5kN/m2；作用在支撐架上的梁體荷載G3包括鋼筋混凝土自重，主梁鋼筋混凝土重度取y=26.5kN/m3。

2.2.2 可變荷載

組合支架體系可變荷載主要包括三部分施工荷載、附近水平荷載以及風(fēng)荷載。第一，施工荷載Q1包括作用在支架結(jié)構(gòu)頂部模板面上的施工人員、施工設(shè)備、超過(guò)澆筑構(gòu)件厚度的混凝土料堆放荷載，Q1=3.0kN/m2。第二，附加水平荷載Q2包括作用在支撐架結(jié)構(gòu)頂部的泵送混凝土、傾倒混凝土等因素產(chǎn)生的水平荷載，取計(jì)算工況下的豎向永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的2%，并作用在支撐架上端最不利位置；附加水平荷載Q2產(chǎn)生的立柱軸向力計(jì)算可參照風(fēng)荷載計(jì)算情況。第三，風(fēng)荷載。

風(fēng)荷載Q3風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk=μzμsWo

式中：Wk—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，單位kN/m2；

μz—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，本處地面粗糙度按照B類，取值1.23；

μs—腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，對(duì)盤(pán)扣支撐架，考慮施工時(shí)外掛密目安全網(wǎng)的遮擋作用，按照全封閉考慮，得μz=1.3φ=1.3×1.2An/Aw，其中為An擋風(fēng)面積，Aw為迎風(fēng)面積，且φ不宜小于0.8。計(jì)算得μz=1.04。

模板體形系數(shù)取值1.3；

w?！撅L(fēng)壓值，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采用，取重現(xiàn)期n=10對(duì)應(yīng)的風(fēng)壓值，且不得小于0.30kN/m2，本處取值0.30kN/m2；

綜上， 盤(pán)扣支架風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下：Wk=1.23×1.04×0.3=0.38kN/m2。模板風(fēng)壓荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算Wmk=1.23×1.3×0.3=0.48kN/m2。

3 組合支架體系應(yīng)用

3.1 地基處理

引橋第1聯(lián)施工墩位0～2#墩，支架位于陸地上，支架搭設(shè)前應(yīng)先處理好地基。根據(jù)地勘資料，原地面為粉質(zhì)黏土，地基承載力100Kpa，無(wú)法滿足組合支架體系施工需要。換填處理地基，換填墊層采用砂夾石。在換填施工前先用挖機(jī)挖除、平整施工范圍內(nèi)的土，再用裝載機(jī)、壓路機(jī)推平碾壓換填材料，碾壓后采用重型觸探設(shè)備檢測(cè)地基承載力，花馬湖大橋工程的地基承載力要求應(yīng)達(dá)到150KPa。原地面換填完成并在表面鋪設(shè)20cm厚C20混凝土墊層，墊層布設(shè)寬度兩邊寬于支架范圍1m，混凝土澆筑應(yīng)嚴(yán)格控制墊層頂面高程，并以中線向兩側(cè)設(shè)0.5%的橫坡，以利于排水。澆筑后應(yīng)收面兩次，以確?；炷帘砻嫫秸?。為避免地基因積水而軟化，降低組合支架體系安全性，在支架地基周邊應(yīng)科學(xué)設(shè)置排水溝，保證地基排水順暢。排水溝通常設(shè)在支架地基兩側(cè)，規(guī)格30×15cm，并設(shè)0.5%的排水縱坡，排水溝抹面采用自拌砂漿。排水方向：大里程為上坡方向，小里程為下坡方向，積水最終排至線路右側(cè)大港[1]。

3.2 鋼管柱安裝

澆筑基礎(chǔ)，在兩側(cè)墩身位置將承臺(tái)做為組合支架體系基礎(chǔ)。鋼管立柱采用鋼管，做好鋼筋預(yù)埋。鋼管柱吊裝應(yīng)在頂端、中部和底端分別設(shè)3個(gè)吊點(diǎn)，鋼管柱頂部為主吊點(diǎn)；中部、底端吊點(diǎn)連接在起重機(jī)副鉤上，在起吊過(guò)程中發(fā)揮輔助作用。先將鋼管柱頂部用主鉤吊起，再將中下部用副鉤起吊，使其緩慢離開(kāi)地面，吊起50cm后調(diào)整角度，使鋼管柱垂直，然后去掉底端副鉤。為滿足鋼管柱安裝要求，應(yīng)嚴(yán)格控制安裝垂直度和施工精確度。相鄰鋼管之間連接采用 14# 槽鋼，通過(guò)底部封口鋼板進(jìn)行連接。為提高組合支架體系的穩(wěn)定性，橫向連接貝雷梁，縱向連接墩身，并與預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接。

3.3 貝雷梁安裝

花馬湖大橋工程的縱向主梁采用貝雷梁。貝雷梁安裝前，提前檢查貝雷片，確保貝雷梁無(wú)傷損現(xiàn)象。首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在橫梁上用油漆做出清晰標(biāo)記，再將貝雷梁進(jìn)行拼裝，使其符合設(shè)計(jì)長(zhǎng)度要求。然后，兩榀進(jìn)行橫向連接，形成1組。最后，吊車吊裝貝雷梁至設(shè)計(jì)位置進(jìn)行安裝，貝雷梁和主橫梁采用鋼管限位[2]。

3.4 支架搭設(shè)

支架體系搭設(shè)前采用全站儀提前放出箱梁中心線，根據(jù)支架設(shè)計(jì)步距，用鋼尺放出底座十字線，并做好標(biāo)記。首先，將可調(diào)底座準(zhǔn)確放置在定位線上，調(diào)整旋轉(zhuǎn)螺絲使其頂面在同一水平面上。其次，逐層安裝立桿、橫桿。底層立桿和橫桿從一端開(kāi)始搭設(shè)，隨時(shí)檢查、調(diào)整立桿的垂直度和位置，安裝無(wú)誤后將插銷扣緊。水平桿扣接頭與連接盤(pán)的插銷應(yīng)采用鐵錘擊緊，插入規(guī)定深度的刻度線。為保證支架立桿垂直度，在第一層所有立桿、橫桿安裝調(diào)整無(wú)誤后，方可繼續(xù)搭設(shè)，以免引起各層拼裝困難。然后，將可調(diào)底座絲桿插入立桿，插入長(zhǎng)度≥150mm，絲桿外露長(zhǎng)度≤300mm。掃地桿的最底層水平桿中心線距離可調(diào)底座的底板≤550mm。支撐架可調(diào)托撐伸出頂層水平桿的懸臂長(zhǎng)度≤650mm，且絲桿外露長(zhǎng)度≤400mm，可調(diào)托撐插入立桿長(zhǎng)度≤150mm（如圖2所示）。

圖2 盤(pán)扣架頂托

支架應(yīng)設(shè)置橫縱向的豎向斜桿，根據(jù)《建筑施工承插型盤(pán)扣式鋼管腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ-T231-2021）規(guī)定，本工程使用重型盤(pán)扣支架，斜桿布置根據(jù)立桿設(shè)計(jì)軸力及架體搭設(shè)高度來(lái)確定，根據(jù)計(jì)算書(shū)符合40

3.5 支架預(yù)壓

3.5.1 預(yù)壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

支架的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)沿混凝土結(jié)構(gòu)縱向間隔1/4跨徑布置；每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量≥5個(gè)，并對(duì)稱布置；支架沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)分別布置在支架頂部、底部的對(duì)應(yīng)位置上。40m等跨監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖如圖3所示。

圖3 預(yù)壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)縱斷面布置圖

3.5.2 分級(jí)堆載

花馬湖大橋工程支架預(yù)壓方法為分級(jí)堆載，3級(jí)加載依次為單元內(nèi)預(yù)壓荷載值的60%、80%、100%?？v向加載從混凝土結(jié)構(gòu)跨中向支點(diǎn)處，對(duì)稱、分級(jí)布載；橫向加載從混凝土結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)，對(duì)稱、分級(jí)堆載。每級(jí)加載完成后，應(yīng)先暫停加載，并間隔12h監(jiān)測(cè)支架沉降量。當(dāng)支架頂部12h沉降量平均值＜2mm時(shí)，方可繼續(xù)下一級(jí)加載。

3.5.3 預(yù)壓監(jiān)測(cè)

預(yù)壓監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括加載前標(biāo)高、每級(jí)加載后標(biāo)高、加載至100%后間隔24h標(biāo)高、卸載6h后標(biāo)高、預(yù)壓沉降量、彈性變形量、非彈性變形量等。預(yù)壓結(jié)束間隔24h監(jiān)測(cè)1次標(biāo)高，并做好支架預(yù)壓監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄工作。當(dāng)支架預(yù)壓各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初24h沉降量平均值＜1mm且最初72h沉降量平均值＜5mm時(shí)，即可卸載支架。卸載6h后監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，并計(jì)算支架各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的彈性變形量；提交預(yù)壓沉降檢測(cè)表、預(yù)壓報(bào)告、預(yù)壓支架驗(yàn)收記錄表[4]。

3.6 拆除

3.6.1 貝雷梁、鋼管柱拆除

拆除起重設(shè)備采用80t 履帶吊，基礎(chǔ)鋼管樁拆除采用DZJ-135 型振動(dòng)錘拔除鋼管樁。拆除步驟與架設(shè)步驟相反，先拆除橋面所有橋面板，再拆橋下部分。拆除方向由花馬湖中心向岸側(cè)逐跨拆除，棧橋部分拆除順序由上至下；棧橋、平臺(tái)橋面以下部分，拆除采用汽車吊邊拆除邊吊運(yùn)的方法。首先，拆除橋面縱梁，貝雷片組成貝雷梁用鋼絲繩進(jìn)行固定，然后由汽車吊吊著貝雷片進(jìn)行逐段拆除。貝雷梁拆卸應(yīng)縱向按跨徑斷開(kāi)拆除，將貝雷梁分解成單片貝雷，再用平板車運(yùn)走。

貝雷梁拆除完畢，再拆樁頂45工字鋼橫梁以及鋼管柱間的剪刀撐，鋼管樁拆除振動(dòng)錘，拔除方法是利用振動(dòng)錘振動(dòng)鋼管樁，振動(dòng)同時(shí)進(jìn)行上拔，也可采用吊機(jī)移除。入土鋼管樁應(yīng)整根拔除，以防剩余樁頭影響附近船舶通航。將振動(dòng)錘安裝到鋼管樁頂，利用振動(dòng)錘的液壓鉗夾緊鋼管樁，然后啟動(dòng)振動(dòng)錘。鋼管樁周邊土質(zhì)在振動(dòng)作用下逐漸液化，大大減少了鋼管樁上拔的摩阻力，再采用履帶吊緩慢上提振動(dòng)錘和鋼管樁，將其整根拔除，并用平板車運(yùn)至岸上。

3.6.2 盤(pán)扣支架拆除

盤(pán)扣支架拆除順序：頂托松動(dòng)→次楞拆除→主楞拆除→梁、板模板拆除→頂絲拆除→橫桿拆除→立桿拆除→掃地桿拆除→場(chǎng)地清理。拆除方法先上后下、后裝先拆、先裝后拆、一步一清。先拆除每跨中間部分，再由中間向兩邊對(duì)稱拆除，使混凝土箱梁逐漸受力，注意防治箱梁突然受力引起裂紋等。盤(pán)扣式支架拆除應(yīng)先拆掉工字鋼和頂托，再拆除支架。腳手架拆除需要機(jī)械作業(yè)時(shí)應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)指揮，由上而下逐層作業(yè)，注意避免上下同時(shí)作業(yè)，并防止敲擊、硬拉桿件或配件。拆除桿件、配件等應(yīng)分類碼放，嚴(yán)禁拋擲[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

花馬湖大橋外觀優(yōu)美，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。橋梁工程建設(shè)采用貝雷梁鋼管柱和盤(pán)扣式組合支架體系，可以充分發(fā)揮了貝雷梁、鋼管、盤(pán)扣式腳手架的材料作用和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，保證了施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、施工安全，不僅提高了橋梁工程整體的穩(wěn)定性和安全性，還有利于提高同類項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。