钢管梁式支架在城市桥梁接长施工中的应用

钢管梁式支架在城市桥梁接长施工中的应用
发布时间：2021-09-07T05:40:46.954Z 来源：《时代建筑》2021年9期5月上作者：王贺文[导读] 随着现在人们生活水平的日益提高，对出行的便捷性有了一定的提升，在城市中心区新建高铁线路越来越少，基本上新建高铁站都位于郊区地带，既有车站就必须通过既有线路改造达到高铁通行的条件，而高铁线路改造需利用原跨路桥梁或将原桥接长，来满足高铁线路通行，达到便捷市民出行目的。

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摘要：随着现在人们生活水平的日益提高，对出行的便捷性有了一定的提升，在城市中心区新建高铁线路越来越少，基本上新建高铁站都位于郊区地带，既有车站就必须通过既有线路改造达到高铁通行的条件，而高铁线路改造需利用原跨路桥梁或将原桥接长，来满足高铁线路通行，达到便捷市民出行目的。

本文以新建京张高铁清河站前小营西路刚构中桥为例，讲述当前在现状城市道路不断路前提下，采用钢管梁式支架对现状交通流的影响程度及该工法的优势，详细阐述钢管梁式支架的种类、特点及在城市桥梁接长中的技术应用，含施工工艺，施工监测控制措施,质量控制措施，施工中的注意事项,安全预防措施。

关键词：钢管支架；纵横梁；预压；安全；质量；交通导行
1 简介
在当前快速发展的城市道路桥梁路网中，依然尚存钢管梁式支架施工方法，即在道路不断行前提下，在道路两侧支设钢管，作为施做上部结构时的竖向支撑，在钢管上架设横向钢梁，以承担上部混凝土板及其他结构物所受的荷载，采用该方法优点是可以最大限度的保持道路的通行，减少道路的拥堵，为市民出行提供方便。

2 工程实例
新建小营西路刚构接长桥位于北京市海淀区清河街道既有小营西路桥东侧，原桥为现浇框构桥。

为满足新建京张高铁的线路宽度，特将既有桥东侧悬臂板切除，在既有桥东侧新建刚构桥，孔跨与既有桥相同9m+17.12m+9m，长度49.33m，接长的宽度为21m，桥体与小营西路主路成51°角，新建桥含钻孔灌注桩基础、承台、侧墙和顶板。

侧墙厚度为0.8m，顶板厚度为1.0m，侧墙高度6.5m。

新建桥体位于小营西路东西方向的主路上，交通流量巨大，不具备断路施工条件，因此需要办理交通导行及占掘路手续，制定交通导行方案。

由于支架安装期间不断行，施工安全风险高，难度大且工期紧张，施工周边居民楼较多，需制定降噪措施，以便施工。

3 施工方案
3.1施工方法的选择
鉴于新建刚构桥所处的地理位置及施工环境，不具备断路施工条件，经项目技术人及部门主管人员对工程特点认真研究，决定使用钢管支撑。

在上部梁研究确定时，分析采用贝雷梁或工字钢梁，在分析现状桥梁净空、净宽、道路纵坡数据、满足交通导行通过时车辆的最大高度等因素，最终选择工字钢梁与钢管支撑组合支架。

该工法优点是安装速度快，施工难度小，可为交通导行节省时间，为工程顺利完成奠定坚实的基础。

3.2支架管材的确定
在确认使用该方法后，经过结构的受力计算、经济性、可靠性综合考虑，在满足结构受力前提下，选用规格φ609成品钢管柱，壁厚12mm，主梁采用2I45b工字钢，横梁工字钢采用36b型号，钢管柱顺桥向布置间距为3m，主路钢管柱横桥向间距8.65m，布置3排，辅路钢管柱横桥向间距为8.43m，布置2排，钢管柱间采用10.9级高强螺栓进行连接，分配梁采用I36b工字钢，工字钢布置间距为0.25m。

模板采用厚度为15mm的木模板，其下为间距0.2m的10×10cm方木次龙骨，落架采用砂箱落架，砂箱直径同钢管柱直径，砂箱与钢管柱之间的连接采用螺栓连接，砂箱高度为60cm，落架高度为30cm。

倒角处支架采用盘扣支架体系，钢管布置间距横桥向布置间距为60cm，顺桥向立杆布置间距60cm，横杆步距为100cm，倒角处的支架顶部设置顶托，顶托上为I14工字钢作为主龙骨，10×10cm方木作为次龙骨，倒角处的模板采用木胶板进行加工制作。

本工程钢管梁支架立面图见图1、砂箱平、立面图见图2。

3.3 钢管梁式支架施工工艺
钢管梁式支架施工顺序：架基础施工（含预埋件）→立柱安装（含柱间连接支撑）→砂箱安装→纵梁安装→横梁安装→支架预压→支架数据监测→支架卸载→梁板主体施工
3.3.1钢管梁式支架基础施工
支架基础为条基，采用C30钢筋混凝土，共设置7道基础，其中边孔与中孔两侧基础同一尺寸，中孔中间基础一个尺寸。

边孔承载力不得小于150Kpa，中孔中间承载力不小于180Kpa，基础底部采用级配碎石换填。

在条形基础施工时，按计算书要求的配筋进行安装、预留法兰盘的安装，安装时同侧基础法兰盘在同一条直线上，高程、轴线误差复核确认，不得超过允许值后，再浇筑混凝土。

3.3.2立柱安装
钢管支架安装时，使用25t汽车吊进行安装，并人工配合。

根据安装的高度确定统一的钢管底部标高，再进行安装。

标高、轴线必须严格复核，复核后再进行钢管柱的固定。

固定时采用水平尺精确调整钢管柱的垂直度，再使用机械扳手紧固，紧固螺栓的螺母必须使用双螺母，防止松动。

钢管柱底板底与条形基础之间的空隙采用灌浆料进行填充，确保填充密实。

3.3.3工字钢安装
支架主梁采用双拼I45b工字钢，工字钢与砂箱之间采用点焊连接进行固定，双拼工字钢两个接头相互错开，在接头处采用30cm*40cm*2cm的钢板进行双面连续焊接，在双拼工字钢的立面间隔3m焊接10cm的焊缝，保证工字钢的整体性，然后根据工字钢的长度，利用25t吊车进行吊装，在吊装时需要人工配合拖拽。

3.3.4分配梁及模板安装
主梁安装完毕后，进行分配梁的安装，分配梁采用I36工字钢，布置间距顺桥向布置间距为25cm。

分配梁与主梁之间采用点焊进行固定，分配梁安装完毕后，进行刚构主梁倒角支架的搭设。

倒角处支架采用双排盘扣支架，钢管布置间距横桥向布置间距为60cm，顺桥向立杆布置间距60cm，横杆步距为100cm，倒角处的支架顶部设置顶托，顶托上为I14工字钢作为主龙骨，10*10cm方木作为次龙骨，倒角处的模板采用竹胶板进行加工制作。

倒角支架立面图见图3、倒角支架受力计算图见图4。

3.3.5 钢管梁式支架的验收
钢管梁式支架搭设完毕后，由项目部技术、质检员、安全员进行自检，自检合格后形成检查记录，然后约监理工程师进行验收，验收合格后方可进行预压。

3.4支架预压
预压目的是消除支架的非弹性变形、基础沉降变形，并获得弹性变形值，为模板支立标高提供数据。

在支架顶部和底部（注意上下对中）按纵向5m，横向左、中、右设置测量点，进行编号，以便预压时进行对比观测，控制模板立模标高。

观测按加载前、加载完、加载后三天、卸载后四次进行。

⑴待支架搭设完毕，经验收合格后，开始预压。

⑵支架预压采用混凝土块分跨预压，预压荷载为施工荷载的110%，共分三次预压，按照60%，100%，110%分级加载。

3.5支架监控量测控制措施
支架预压时应进行竖向和水平位移监测，包括：基础沉降变形，支架竖向位移，支架顶面水平位移。

3.5.1监测点布置
⑴监测断面设置在预压区域的两端及1/4位置；
⑵每个监测断面的基础及支架顶面对称混凝土梁中心线各布置5个监测点。

⑶预压前测量记录监测点原始高程。

3.5.2 监测控制
⑴支架加载前，记录各监测点初始值。

⑵每级加载完成1h后进行支架的变形观测，每级加载完成后每隔6h记录各点的位移量，当相邻两次检测位移平均值之差不大于2mm，即可进行下级加载。

⑶全部预压荷载施加完成后，间隔6h监测记录各点的位移量；当连续12h监测位移平均值之差不大于2mm时方可卸载。

⑷支架卸载6h后监测记录各监测点位移量。

⑸预压过程中进行精确的测量，测出梁段荷载作用下支架产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与设计图纸中提供的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按照确定的预拱度调整底模标高。

3.6 主体结构
⑴混凝土浇筑采用两台泵车泵送砼，浇筑工作面应分段进行，先浇筑支点附近，从支点向跨中浇筑在跨中合龙，连续浇筑一次成型，浇筑时按照如下图浇筑顺序进行浇筑：①→②→③→④。

⑵纵向混凝土浇筑采取斜向分层的浇筑方法，从低端往高端浇筑斜向分段长度4～5m，斜度30°～45°，水平分层厚度0.3m，在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕，保证无层间冷缝。

⑶该桥顶板厚度1.0m，属于大体积混凝土，在浇筑前埋设混凝土测温探头，按照时间间隔记录温度，表面采用土工布覆盖洒水养护。

刚构主梁浇筑顺序图见图5。

图5 刚构主梁浇筑顺序图见图
4施工注意事项
4.1承台范围内回填质量
承台施工采用钢板桩支护措施，在承台施工完毕后，严格控制回填的质量，一个是确定回填材料，二是分层回填压实，检测承载力是否能达到支架计算书的要求。

4.2支架基础混凝土、预埋件的质量
支架浇筑混凝土基础时，应预留同条件试块，便于测定基础的强度，来决定安装钢管支架的时间。

在浇筑前按照计算书要求的预埋件安装的间距、安装的平面位置进行复核，严格验收预埋件的轴线偏位及标高，符合要求后方可进入下步工序。

4.3支架的安装控制
支架在安装时主要利用起重机械的吊装，在正式吊装前进行试吊，检查物体的吊装情况和吊车的制动性能，无问题后，方可吊装，在支架吊装时，提前布置吊车站位，根据站位布置情况选择吊车的性能
4.4砂箱的预压
在正式安装砂箱前，应将砂箱进行预压，主要确定选择填料的种类和达到预定荷载后的沉降值，提前预判沉降值，有利于后续支架整体变形值的测定。

4.5 大体积混凝土的质量控制
对于承台大体积混凝土，采用在承台内部设置降温管，有利于降低混凝土的内部温度，减少因混凝土内部过高，出现混凝土裂纹等病害。

在混凝土内部温度降低后，将冷却管内部进行灌浆，保证承台内部结构密实。

对于刚构桥顶板大方量混凝土，应派专人进驻混凝土拌合站进行盯控，主要控制粗细骨料含水率，及时调整用水量，控制混凝土的出站质量及入模温度，加强过程中的振捣，浇筑前根据测温点布置设定测温线探头，用于浇筑完成后混凝土内部温度的测定。

5安全预防措施
在钢管梁式支架施工中，可能会出现高空坠落、机械伤害、物体打击、支架垮塌、车辆伤害等事故，另外在高处施工作业，由于防护措施不到位，会出现物料掉落砸伤行人及车辆，给工程带来额外的经济损失，针对以上安全问题结合工程实际，制定以下措施：
⑴技术负责人进行安全技术交底，强调工程的特点及各工种的应急防护措施；
⑵进场所有人员进行安全教育培训，考试合格方可上岗；每天进行班前讲话，强调风险点及应急处置办法；
⑶定期检查机械的性能及年检报告、特种作业人员操作证是否在有效期内，如过期应再次考取特种作业人员操作证书；
⑷针对钢管梁式坍塌风险点，在来车方向距支架一定的安全距离处设置限高架，防止车辆的冲撞。

制定应急预案，提前进行演练，现场设置应急处置物资，如应急车、急救包、担架等；
⑸对于在施工中出现物料掉落发生伤人、砸车等问题，在支架外侧即靠近道路一侧设置安全防护栏，栏杆底部设置挡板，栏杆外侧设置硬质安全防护网及安全提示标识。

⑹防止在浇筑顶板混凝土浇筑时，由于水泥浆滴漏，在底部模板的下部横梁的上部设置塑料布一层并在底膜底部设置安全网，安全网必须固定牢靠，防止过往车辆挂扯。

⑺在交通导行期间，在钢管支架处设置防撞桶，设置指示标识及安全警示标识，夜间施工设置警示灯，设专人进行交通疏导。

⑻进入施工现场正确佩戴安全帽，高空作业正确佩戴安全带，支架搭拆人员穿防滑鞋。

6结束语
目前对于现浇混凝土桥梁的支架方式层出不穷，但对于不具备断交施工的城市桥梁来说，钢管梁式支架仍然较为适用，虽工法简单，安装便捷，施工速度快，成本较低，但在施工建设中务必注重细节，把控安全和质量关，以确保工程顺利完成，达到预期的目标。

参考文献
[1]王海东.盘扣式支架与钢管柱型钢支架组合的施工技术[J].公路交通科技(应用技术版),2020,16(01):281-283+287
[2]李东阳.现浇箱梁钢管立柱支架施工技术研究[J].价值工程,2019,38(17):151-154
[3]朱立国.承插型盘扣式钢管支架在现浇连续梁施工应用[J].黑龙江交通科技,2017,40(05):114-115。