钢管桩和贝雷梁组合支架在跨河现浇梁施工中的应用

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Municipal and Public Construction 市 政 公 用 建 设
地基处理
钢管桩施工
第 1 排钢管桩靠近 490# 墩设置，其中 7 根施打至 该墩承台及加台顶，以其为地基承载。第 2 排钢管桩在 距 490# 墩 13 m 处，打入深度为 15 m，以钢板桩机或吊 车悬吊振动锤打入。插打时严格控制钢管桩定位和垂 直度，发现偏差及时纠正。在打到 15 m 后持荷 10 min， 直到钢管桩不再下沉方可撤锤。钢管桩成桩后倾斜 度≯0.5％H，桩位偏移≯5 cm，高程偏差≯2 cm。
为满足工期要求，永定新河南岸及跨污水河、引河 段的 8 孔简支梁采用支架现浇法施工。针对该段地基 软，大部分桥墩位于河流内，地质条件较差的工程实 际，采用了以 准630 mm 钢管桩作地基处理，上部架设 贝雷梁作为支架的方案。本文以 490#～491# 墩为例介绍 支架的设计施工及预拱度控制。
方案设计
490#～491# 墩需跨越永定新河约 11 m 的河床，其 中 490# 墩在永定新河河床内；491# 墩位于永定新河与 引河间的河谷内。因永定新河是泄洪河，简支梁施工时 又正值汛期，不能采用回填土方搭设支架法施工。为保 证河道畅通，满足其泄洪要求，最终选定以两跨贝雷梁 跨越河流的方案。贝雷梁基础由 3 排钢管桩组成，后考
铺设工字钢
由于贝雷梁间距较大，就位后需在梁顶横向铺设 一层 18 m 长Ⅰ20 工字钢，间距 60 cm，替代搭设支架 用的底层方木。工字钢与贝雷梁用 U 形卡连接，U 形卡 呈梅花形布置且必须保证每根工字钢上均有不少于 3 个 U 形卡。工字钢接头间隔布置，相互错开，不允许在 同一截面内。如工字钢接头没有搭在贝雷梁的上弦杆 上，必须用钢板将两工字钢焊接牢固。
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混凝土条形基础施工
条形基础位于距 490# 墩 26 m 处，长 18 m，宽 2.0 m，深 0.6 m，为钢筋混凝土结构，基础顶面与钢管桩顶 工字钢系梁平齐。
满堂支架地基处理
先清除支架范围内的树木、杂草等障碍物，如原地
表土质较好，可将原土平整、压实后，填筑 40 cm 厚 10％ 灰土；如原地表土质较差，不能直接做基础，应换填 100 cm 厚 10％灰土和 50 cm 厚山皮土。
支架等载预压及预拱度的设置
箱梁支架搭设完毕、梁模安装好后，对支架进行等 载预压。预压的目的一是消除支架及地基的非弹性变 形，二是得到支架的弹性变形值作为施工预留拱度的 依据。等载预压即预压重量为箱梁混凝土自重、内外模 板框架重量及施工荷载之和，为简便计算可以取箱梁 混凝土自重的 120％。
本工程地处永定新河，给排水方便，使用水袋注水 加荷，三级加载的方法进行预压。水袋铺设前先在安装 完成的梁模内铺设一层砂袋，在砂袋筑成的空间内铺 水袋，形成水槽注水加载。第 1 级加载 0～50％，第 2 级 加载 50％～80％，第 3 级加载 80％～120％。
每次加载完后均需进行沉降观测，之后再进行下 一级加载。第 3 级加载完 4、12、24 h 后再分别观测一 次。利用最后一次观测的数据和预压前观测数据对比 得出支架及基础的沉降量。
测点布设。每跨纵桥向间隔 8 m 设 1 个断面，每断
面设 10 个测点，上下各 5个，上部 5 个测点分别设在两 侧翼缘板各 1 个、两腹板处各 1 个，梁中心线底板处 1 个；下部 5 个测点分别设在对应上部 5 个的水平投影 位置左右并且在枕木上。对各测量点要进行编号，以利 于对比分析。
490#
27.0
491#
3 贝雷梁
Ⅱ
40.4
图 1 支架平面
单位：m
每排钢管桩由 9 根 准630 mm，壁厚 10 mm 的钢管 组成，桩顶露出水面 1 m 以上。如钢管桩露出水（地）面 超过 2 m，钢管桩之间应采用横撑和斜撑相联。根据混 凝土箱梁荷载特点，钢管桩间距不等距对称布置。混凝 土条形基础长 18 m，宽 2 m，为钢筋混凝土结构。钢管 桩及条形基础施工完毕后，在其上架设组装好的贝雷 梁，贝雷梁顶等距铺设Ⅰ20 工字钢后搭设碗扣件支架。 贝雷梁顶与灰土段满堂支架应连接牢固，形成整体。见 图 2。
虑到 491# 墩周围约 18 m 范围内地基条件较好，经换填 灰土压实后即可满足地基要求的特点，为节省造价，采 用混凝土条形基础代替其中一排钢管桩。见图 1。
12.91
准630 mm 钢管
2Ⅰ40 mmⅡFra Baidu bibliotek工字钢 30
12.64
16.43 碗扣件支 架
2.8 2.4 2.2 2.2 2.4 2.8
工程概况
永定新河特大桥主桥跨越永定新河与引河，每跨 采用 40 m 钢筋混凝土预应力简支箱梁。桥位处的永定 新河宽 128 m，深 4.0 m；引河宽 100 m，深 1.5 m，两河 中间还有一条宽 12 m 的污水河。施工范围地势低洼、 河床开阔、河谷宽缓、河水流速较慢、河底及沿岸有较 厚的淤泥。
插打完成后进行支撑连接施工。支撑分为横撑和 斜撑，均与钢管桩连接，连接方式采用 506 焊条焊接， 通长满焊。横撑与斜撑可各设置一道，横撑设置在常水 位（地面）以上 30 cm 处，两钢管桩之间；斜撑设置呈 X 形状，上端设置在桩顶下 20 cm 处，下端设置在横撑 处。如钢管桩露出水（地）面 0.5～2.0 m，可视情况只设 一道横撑。
横向系梁施工
每排钢管桩顶端采用 2 道Ⅰ40 工字钢做为横向系 梁，2 道工字钢用 10 cm×20 cm×1 cm 钢板连接。施工 时用吊车两点起吊法将横向系梁吊至钢管桩顶固定焊 接。在墩柱未打钢管桩侧紧贴墩柱加设Ⅰ40 工字钢一 道并与系梁采用拉杆相连。拉杆共 3 根，分别设在墩柱 中间凹槽部位及两端。其中凹槽部位拉杆为 准20 mm 钢筋，穿入浇注墩柱时固定模板用的拉杆孔内。横向两 侧拉杆为精轧 准25 mm 钢筋。
支架间距分别为： （1）横向中间部分箱梁，梁底轮廓线 7.2 m 范围内， 立杆按纵向步距 60 cm、横向步距 60 cm，水平横杆高 60 cm 设置； （2）横向翼缘板部分，横向两侧各 4.5 m 范围内立 杆纵向步距 60 cm，横向步距 90 cm，水平横杆高 120 cm 设置；在箱梁纵向梁端 3.6 m 范围内按水平横杆高 60 cm 设置。 支架搭设宽度与贝雷梁梁面宽度相同，均要超出 梁顶设计宽度两侧各 1～2 m 作为施工工作平台。 为加强支架整体稳定性，按桥梁轴线纵横方向设 置剪刀撑，剪刀撑左右上下连通并从底面到梁底连续 设置。横向剪刀撑沿纵向每 5 m 一道；纵向剪刀撑共设 置 5 道，支架外侧及腹板梁正下各两道，底板梁中心线 一道。剪刀撑与相连支架横杆、立杆的交点，均以扣件 连接固定。 在碗扣支架上下方设置可调节上下托，下托直接 坐于通长铺设的 15 cm×15 cm 方木上。为保证碗扣件 支 架 顶 部 稳 定 性 ， 碗 扣 支 架 立 杆 上 部 自 由 高 度 ≯60 cm，超出必须增加一步横杆。 碗扣支架搭设时应保证纵横成线，纵横向杆件用 扣碗扣紧，不移动，形成牢固的纵、横、竖三维网架。 顶层方木纵向为 15 cm×15 cm 通长铺设，间距 60 cm；横向为 10 cm×10 cm 方木，间距 25 cm。
在钢管桩横向系梁及混凝土条形基础上架设 7 片 贝雷梁作为纵向主梁，贝雷梁需提前拼装，在桩位间连 续设置形成连续梁。贝雷梁横向间距不等距对称布置， 跨中间距最小，两端间距最大。贝雷梁拼装时必须拧紧 螺丝，销子均上卡扣。为保证受力均匀、变形一致，贝雷 梁与条形基础必须紧密接触，如中间有缝隙需加钢板 调整。
填筑时分层填筑、压实，每层压实厚度不少于 20 cm，压实度＜93％。碾压稳定后，观察无辙痕、无沉降，再 通过试验进行检测合格方可搭设支架。
处理后的地基高出原地面≮20 cm 并做成≮2％的 双面拱坡。支架地基达到设计承载力要求后，在四周挖 排水沟，做好排水系统，防止雨水浸泡地基。
支架搭设
纵向主梁施工
结语
对于两侧桥墩全部位于水中的箱梁，可采用全跨 贝雷梁作为支架的设计，每排钢管桩以 12～16 m 分跨 为宜，关键是贝雷梁必须形成连续梁，施工方法与上述 大同小异，预拱度可按二次抛物线布设。
现永定新河特大桥运营情况良好，证明了水中墩 采用贝雷梁代替支架施工是可行的，钢管桩的承载力 也可以得到保证，而且此方法使支架现浇法不受软土 地基和施工区域的制约，多孔可同时开工，节省工期， 施工质量也有较高的保证。
卸载过程是加载的逆过程，同样分 3 个步骤。前两 次卸载完后立即进行沉降观测并于 0.5 h 后再观测一 次。第 3 次卸载完后立即进行沉降观测并于 2 h 后再观 测一次。要均匀依次卸载，防止突然释荷的冲击并妥善 放置重物以免影响正常施工。
分阶段卸载时再对各点进行测量，得出支架卸载 后的回弹量。两次测量值比较，得出弹性变形值。
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参考文献： ［1］TZ210-2005，铁道混凝土工程施工技术指南［S］.
□中图分类号：U445.4 □文献标识码：C □文章编号：1008-3197（2010）02-48-03 □收稿日期：2010-03-08 □作者简介：朱英华/女，1975 出生，工程师，中铁十八局第五工
程有限公司，从事工程管理工作。
碗扣件支架搭设
在已换填压实好的地基上先铺设 20 cm×20 cm 枕 木，箱梁底轮廓线 7.2 m 范围内，横向满铺，翼缘板处可 间隔 10 cm 设置，枕木上方纵向通长铺设 15 cm×15 cm 方木。
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支架标高调整。架体预压前，支架按照设计标高调 整，确保支架各杆件均匀受力。预压后架体基本消除预 压荷载作用下基础塑性变形和支架各竖向杆件的间隙 等非弹性变形。通过预压加载前后挠度测量数据分析， 该支架在试压荷载卸荷后的塑性变形为 5 mm 左右， 跨中的弹性变形为 45 mm。考虑 5 mm 的塑形变形，故 40 m 跨跨中底模预拱度为 50 mm，其他位置的预拱按 二次抛物线布设，但在灰土段及贝雷梁段需视具体情 况取不同的系数。
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钢管桩和贝雷梁组合支架在 跨河现浇梁施工中的应用
□文/朱英华
摘 要：文中以永定新河特大桥工程为例，介绍在跨河、公路或软土地基区域，以钢管桩 和贝雷梁组合作为基础搭设现浇梁支架技术的应用。
关键词：组合支架；跨河现浇梁；贝雷梁