钢管桩和贝雷片施工支架简介

文章编号:100926825(2003)0720072202

钢管桩和贝雷片施工支架简介

收稿日期:2003204204

作者简介:吕德阳(19692),男,1991年毕业于石家庄铁道学院铁道工程专业,工程师,石家庄铁道学院,河北石家庄　050043

钟本锋(19732),男,1995年毕业于西北工业大学土木工程专业,工程师,中铁第十四集团公司一公司,山东日照　276826董　煊(19682),男,1992年毕业于石家庄铁道学院铁道工程专业,工程师,中铁第十四集团公司一公司,山东日照　276826

吕德阳　钟本锋　董　煊

摘　要:结合现浇箱梁工程实例,介绍了钢管桩和贝雷片施工支架的设计、构造和质量控制措施,阐明了利用钢管桩和贝

雷片做现浇支架的主要优点、存在的不足及需进一步改进的地方。关键词:钢管桩,贝雷片,支架中图分类号:TU758.1文献标识码:A

引言

在软弱地基上施工桥梁上部现浇梁、板,一般的施工方法是

对软基进行加固处理,然后搭设满堂支架施工。由于软弱地基特殊的地质条件,地基处理难度较大;同时由于处理厚度的不均匀性,当填加施工荷载时,地基将可能出现不均匀沉降,从而可能对混凝土的质量造成不同程度的损伤,给工程质量留下隐患。且地基处理为一次性投入,处理费用高,周转利用率低。随着工程技术的发展,人们在工程实践中摸索出减少或避免处理地基的施工方法,使支架越发安全可靠。下面结合工程实例作一介绍。

某特大桥位于江苏省南通市,地处长江三角洲冲积平原,地层为第四系全新系统及上更新系统,表层分布1.5m ～6.5m 厚的软塑状亚粘土,下卧软塑状亚砂土,软土地基多埋藏在地表下10m 以内,地基承载力较差。大桥上部结构为现浇连续箱梁,分左右两个半幅。箱梁为单箱双室断面,桥墩高度为6m ～11m ,跨径20m ,基础为桩柱式柔性墩。现场施工承台开挖基坑较大,对原地基的破坏严重。

1　现浇支架方案比较

为了尽可能利用现有墩台基础,避免或减少处理地基,根据

使用器材的不同,在实践中逐步摸索出几种现浇支架模式,可用在软地基基础上。其中包括军用墩与军用梁组合现浇支架,军用墩与膺架组合支架,六五式军用墩和轻型可调式轻型膺架搭设现浇施工支架,脚手架、万能杆件或军用墩与型钢支架,钢管桩、贝雷片和碗扣件支架以及钢管桩与贝雷片支架。

为提高材料的周转回收利用,避免地基处理,经详细经济技术比较并结合实际情况,决定使用钢管作为支架支撑墩,由贝雷片组成桁架作箱梁现浇支架,代替设计提供的满堂支架法施工。根据现浇构造物的高度,加工钢管桩,并制作成排架结构形式,上部用贝雷片作连续梁式支架。不使用碗扣件,直接用固定在贝雷片主弦杆上的方木作标高调整构件。该支架具有材料投入少、重量轻、施工机械化程度高的特点。

2　支架的设计和施工

使用直径273mm 、壁厚6mm 的钢管和321型的贝雷片(高

1.5m ,每节长3.0m )。支架设计主要解决两方面问题:一是临时支墩的结构形式,二是由贝雷片组成的桁架的整体强度、刚度和稳定性。下面着重就这两方面的问题进行分析探讨。

2.1　贝雷桁架的设计2.1.1　贝雷片的布置

沿箱梁横向布置贝雷片9道,间距均匀布置,桁架顶部横向布设10cm ×10cm 的方木,间距30cm ,用铁丝或铁钉与贝雷片的主弦杆绑扎牢靠(为调整底板的高程,在主弦杆的顶面预先绑扎调整方木),在箱室肋部,方木加密一半,间距15cm ;使用长度为3m 的方木交错布置,使得同一贝雷片上的方木接头不得超过

50%,作为底模板横肋,同时作为支架的上部水平连接系。沿支

架纵向每2.8m 设置横向钢结构连接系一道,以保证贝雷片整体受力。为保证贝雷片的整体稳定性,在位于箱梁两外侧竖肋的三片桁架底部用∠75×75×8角钢与横向钢结构连接系焊接,组成底水平联。

2.1.2　

贝雷片的安装和拆除将每5片贝雷片拼装成整体桁架,用16t 吊车起吊就位;一联全部贝雷片安装完毕,加设横向支撑、上部方木和底部水平联,安装完毕。

贝雷桁架采用整体落架法拆除。在每跨贝雷桁架的底部两侧支点处各设横梁一根,横梁通过20t 手拉葫芦悬吊在箱梁两外侧翼缘板承托预留孔上(吊孔每跨预留4个,分部在箱梁的左右两侧),落架时拆除跨间的平联(上、下两部分),同时拆除底部支墩,拔掉跨间连接销子,拉动手动葫芦下落贝雷桁架。

2.2　钢管桩支墩的设计2.2.1　钢管的布置

主要解决的问题是在保证每排钢管排架承载能力的前提下,保证钢管桩的整体稳定性和抗倾覆能力。具体措施:将钢管桩顶

部与工字钢焊接牢靠,底部与预埋钢板焊接,每3m 沿钢管高度方向用[14焊接一道横向支撑,增强钢管的刚度;位于同一承台上的两排钢管顶部用[14连接形成上平联,两排间用[14做成人字支撑连接3道。使两排钢管形成一个受力整体,增强每排抗倾覆能力。

2.2.2　

钢管排架的拆除为保证排架的整体受力,设计时考虑直接割除钢管落架,不使用砂箱等构件落架。首先将排架顶部的工字钢用钢丝绳和手拉葫芦吊在桁架上,用气焊直接将每根钢管的底部与钢板焊接点割除,慢慢放松手拉葫芦将排架拆除,然后整体移至另半幅。

2.3　支架预压

2.3.1　

预压施工及测试结果分析采用周边围砂袋中间装散砂的方法,模拟施工荷载进行预压加载。参照加载为箱梁80%自重时的变形设置预拱度。加载前

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27·第29卷第7期2003年7月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE

Vol.29No.7J ul.　2003

在底板上纵横向每5m 开40cm ×40cm 活动孔一个,预压结束时将运输车开到活动孔处,将砂子直接泄至车内。加载重量为23m 跨箱梁自重。

沉降观测结果见表1。可以看出预压值弹性变形与计算基本相符,但在支架跨中存在不均匀沉降,需进一步采取加固措施。

表1　预压沉降观测结果

观测点编号

荷重

观测值荷重80%观测值沉降量卸载后观测值非弹性变形弹性变形

12.782

12.788412.7802212.87212.868412.8711312.97112.967412.967400.25L

12.705

12.6852012.70141612.78612.7662012.76851512.89912.8801912.8936130.5L

12.633

12.6102312.62851812.73912.7083112.73182312.83712.8162112.8325160.75L

12.533

12.5181512.53031212.62312.6081512.62401512.73512.7201512.730510L

12.447

12.442511.4470512.53712.530712.5343412.64012.635512.63732L +3m

12.401

12.399212.4001112.49612.492412.4942212.593

12.589

6

12.591

2

4

2.3.2　

对桁架的改进措施通过预压观测结果分析,由于贝雷片跨中所受的弯矩较大,

原设计的横向荷载分布措施未能完全达到预想效果,跨中出现了横向的不均匀沉降,为保证箱梁的底部线形,防止混凝土开裂,在桁架的中部横向连接系两侧各布置2根[16的型钢,间距1.0m ,以加强跨中的横向分布刚度。2.3.3　

预拱度设置根据支架实际情况和预压成果,预拱度设置分为6m 和14m

跨两部分,考虑不可预料的因素及箱梁的外形美观,将预拱值提

高3mm ～5mm ,跨中最大值设置为25mm ,并按抛物线分配。

2.4　混凝土的浇筑2.4.1　混凝土的浇筑顺序

现浇箱梁分段施工,每段浇筑分两次浇筑。

为有利于支架的整体受力,每段混凝土浇筑顺序为:纵向从每段的起点向终点浇筑,即每段首先从起点开始;横向从起始跨的中间腹板和底板向两侧腹板方向对称浇筑。

2.4.2　沉降观测结果分析

在混凝土浇筑过程中,观测预设的沉降观测点。可以看出跨中最大沉降量为22mm ,小于预拱值3mm ,横向不均匀沉降最大为3mm 。从拆模后的箱梁底板外观看,线形顺畅、美观,达到预期要求。按预拱值25mm 设置正确、可靠。

3　结语3.1　主要优点

1)利用钢管桩和贝雷片做现浇支架,直接利用既有承台作为

支架的支撑基础,不需处理地基,避免地基沉降带来的影响,节约了投资,提高了材料的回收利用率。

2)将主要受力构件加工成大块,用机械吊装,提高了机械化作业程度和工效,节省了时间。

3)整体落架法拆除桁架,不仅减少了高空作业量,保障了施工安全,而且提高了工效。

4)直接利用固定在贝雷片主弦杆上的方木代替钢管调整高程,节约了投入。

3.2　存在的不足和需进一步改进的问题

1)钢管的接长和拆除,全部采用电焊、气割,现场焊接工作量

大,对操作工人的要求较高,且对钢管质量有损伤。改进方法:将钢管分段加工成型,根据需要组拼。

2)由于贝雷片采用非标准间距布设,横向及底水平连接系主要采用了焊接连接,现场焊接量大,工效低。可用机械加工通过栓接改进。

Introduction of steel 2pipe pile and assembled steel bridge truss

L V De 2yang 1　ZH ONG B en 2feng 2　DONG X u an 2

(1.S hijiaz huang College of Railw ay ,S hijiaz huang 050043,China ;

2.The First Com pany of The 14th Engineering B ureau of China Railw ay ,Riz hao 276826,China )

Abstract :Combined with practical cast 2in 2place box beam construction the design ,constitution and quality control measures of steel 2pipe pile and assembled steel bridge truss are introduced.The advantages ,disadvantages and improvement measures of utilizing the steel 2pipe pile and assembled steel bridge truss as cast 2in 2place brackets are elaborated in the end.K ey w ords :steel 2pipe pile ,assembled steel bridge ,truss (上接第68页)

3　结语

山区公路边坡所遇到的滑坡和坍方等灾害,治理手段多种多

样,只有分析清楚滑坡和坍方产生的原因,才能在养护工作中采

取得力、有效的治理措施,把灾害造成的损失降到最低点。

Landslide and collapse prevention in rainy season

ZHAO Xiao 2tao

(S hanxi Highw ay M anaging Of f ice Taiyuan B ureau ,Taiyuan 030012,China )

Abstract :Combined with practical highway maintenance work the reasons caused the landslide and collapse are analyzed.At the same time prevention measures are revealed.Author points out that in order to reduce the damage to minimum the study on the causes is the base of effec 2tive treatment.

K ey w ords :landslide ,collapse ,prevention

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37· 第29卷第7期2003年7月

吕德阳等:钢管桩和贝雷片施工支架简介