钢管桩支架在桥梁现浇箱梁中的应用

钢管桩支架在桥梁现浇箱梁中的应用

发表时间：2017-01-21T10:12:55.560Z 来源：《基层建设》2016年31期作者：张劲[导读] 本文对其施工方案的设计及工艺进行介绍，以期为今后类似工程的设计及施工提供经验指导和理论依据。

阳江市公路局公路工程公司广东阳江 529500 摘要：文章结合工程实践，针对现浇箱梁施工中工程量大、工期紧迫、常规施工方法施工不能满足工期要求和施工难度大等问题，经过方案比较，决定采用既经济又适用的钢管桩贝雷片支架结合满堂脚手架进行施工,取得了良好的施工效果，本文对其施工方案的设计及工艺进行介绍，以期为今后类似工程的设计及施工提供经验指导和理论依据。

关键词：现浇箱梁；方案比选；钢管桩；方案设计；施工工艺 0 引言

钢管桩支架施工方法以钢管桩作为支架，不仅大幅减少支架地基处理的工程量、支架材料及人工的投入，且具有施工快速，支架沉降变形小等优点，在现浇箱梁施工中比较常见，尤其在地形比较复杂或地质不良的情况下更能发挥其优势，因此，有必要对其进行优化，以增强其在各种条件下的适用性。目前，钢管桩贝雷片支架和满堂支架法是施工现浇箱梁中较为常见的一种施工方法,其技术的先进性和实用性被国内桥梁工程建筑业所青睐，现结合施工案例，对钢管桩支架进行优化，将钢管桩贝雷片支架与满堂式脚手架二者相结合进行施工。

1 相关概述

变截面连续箱梁的实用性,为我国桥梁建设提供了有力的技术支持，某大桥墩上构为跨越在建高铁(45＋65＋45)m三跨双线预应力混凝土变截面单箱单室连续箱梁，单幅箱梁顶板宽度为12.75m，桥面宽度为11.75m，底板宽6.75m，两侧翼板各悬臂3m；箱梁跨中梁高2.0m，支点梁高4.0m。箱梁顶板厚度0#块为0.7m，自0#块开始沿3m长由0.7m线形变化到0.28m，翼板端顶板厚度为0.2m，箱梁底板厚度0#块为1.1m，在梁高变化段线形变化到跨中底板厚度0.28m，见图1。

2 施工方案比选

结合施工现场条件及本公司现有材料，拟用于该现浇连续箱梁施工的方案主要有满堂脚手架、移动挂篮等，满堂脚手架安拆方便，机械设备投入较少，施工简单工期短，但安全隐患较多，支架搭设高度受限制，该连续梁最大搭设高度达25m，且要跨过高铁路基边坡，出于安全考虑不采用满堂支架方案。挂篮施工可节约施工成本，但工序较多且施工工期长，因本工程上跨高铁，铁路部门要求尽快完成上跨施工，工期较紧，同样挂篮施工不适用于本工程。因此考虑将钢管贝雷片支架与满堂脚手架二者的优点结合起来，用钢管贝雷片支架搭设主承重结构，在其上铺设分配梁，形成受力平台，再在平台上搭设满堂脚手架，这样既减少了满堂脚手架搭设高度和大面积地基处理，又解决了钢管贝雷片支架不适用截面变化较大的现浇箱梁的问题，通过对比，决定采用钢管桩贝雷片支架＋满堂脚手架施工方案。

3 方案设计

3.1 支架布置

支架采用450mm×10mm钢管做立柱支撑，纵向跨度按9m间距布置，总共布置21排，每排5根钢管，钢管顶部设置两根Ⅰ45a工字钢做横梁，工字钢上架单层贝雷片纵梁，横向布置14片，贝雷片上铺间距60cm的14#槽钢分配梁，分配梁上再铺设满堂支架，满堂支架采用φ48壁厚3.5mm的钢管，纵向立杆间距为60cm，横向立杆间距腹板部分为30cm，翼缘板部分为90cm，水平杆步距为1.2m；考虑到支架的整体稳定性，纵横向每6排立杆设一道通长剪刀撑，立杆顶托上面纵向设置12cm×12cm方木，间距中对中30cm，横向设置12cm×12cm方木，间距60cm。支架布置图具体如图2所示。

3.2 实际施工中出现的问题及解决措施 3.2.1 钢管桩基础处理该现浇箱梁上跨正在施工中的高铁，有部分钢管桩基础落在高铁路基边坡上，为不破坏高铁路基边坡，需要对高铁边坡进行帮填处理，现浇梁施工完成后再刷坡恢复，如图3所示。

3.2.2 贝雷片不能通长设置的措施该现浇箱梁处在曲线上，贝雷片纵梁不能通长设置，因此要在墩顶处断开，用三排贝雷片纵梁以直代曲，对于墩顶处翼缘板要用满堂脚手架落地支撑。

3.2.3 满堂脚手架水平力由于下部钢管贝雷片支架与上部满堂式脚手架分属两个不同的支架体系，满堂式脚手架下部与型钢分配梁之间处于铰接状态，浇筑混凝土时在上部荷载的作用下会对满堂式脚手架产生一个纵向水平推力，为避免满堂脚手架相对钢管桩支架滑动，在搭设满堂脚手架时，靠近墩身的地方要用纵向水平杆牢固地支撑在墩身上。

4 支架受力分析

杆件采用一般梁单元进行模拟，主要考虑结构的自重及混凝土容重，施工荷载及振捣荷载按规范取值。

4.1 荷载取值

恒荷载考虑混凝土和结构本身自重，按规范要求取1.2荷载分项系数；活荷载考虑施工荷载和振动荷载，按规范取1.4荷载分项系数；验算结构强度时采用恒荷载与活荷载的荷载组合；验算结构刚度时只考虑横荷载。

4.2 边界条件

钢管底部支承平动DXDYDZ方向全部约束，转动RXRYRZ方向非约束；钢管顶部工字钢与钢管、工字钢与贝雷片之间用刚性连接，释放梁端约束来模拟贝雷片之间的销接。

4.3 荷载计算

结构自重按荷载分项系数提高1.2程序自动计入，混凝土荷载取26kN/m3，按照梁高变化及实腹板、翼缘板的部位混凝土厚度的不同简化为线性荷载加载到横向分配梁上，按荷载分项系数提高1.2计入。施工活载包括施工人员及机具重量、倾倒、振动荷载等，按2kN/m2计入，满堂支架、模板、方木等荷载近似按混凝土自重的10%考虑。

4.4 计算结果

计算结果如表1所示。

从计算结果可以看出，改现浇梁支架强度及刚度满足要求。

5 支架施工工艺

5.1 工艺流程

准备工作→场地平整、压实、测量放样定位→浇筑条形基础→架立钢管桩→架设2Ⅰ45a工字钢横梁→贝雷片拼装→贝雷片安装→铺设Ⅰ14a工字钢分配梁→碗扣式钢管搭设→底模板制作、安装→侧模板制作、安装→钢筋和钢绞线制作、安装→浇筑混凝土→养生(张拉、压浆)→拆除模板、支架。

5.2 支架施工

施工前，先用挖掘机把钢管桩施工范围内的场地整平，局部软弱的地基要换填，然后压路机压实。为避免开挖基坑造成土层扰动，直接在压实好的地基上支立模板浇筑条形基础。在条形基础顶放出钢管桩中心点，钢管桩要按设计位置支立，吊锤保证钢管桩垂直度，横桥向5根钢管确保在同一直线上。钢管桩立好后测量管口标高，把管口切割水平，钢管顶焊接十字撑和封口钢板，在钢板外悬部分焊三角板加劲，防止钢板外悬部分变形。然后在钢管盖板上横放2条Ⅰ45#工字钢横梁，工字钢用1cm厚钢板按1.2m间距在上、下侧焊成一组再吊装，工字钢底部与钢管盖板接触处焊接固定，如果接触部位有缝隙，要用钢板垫实。Ⅰ45#工字钢上放置贝雷片纵梁，相邻贝雷梁间用支撑架连接，以加强贝雷梁的稳定性。贝雷梁面上横铺间距0.6m的[14#槽钢分配梁，分配梁上再支立满堂脚手架和模板。

6 支架预压

根据现场情况，为加快施工进度，节省材料，采取分跨预压的方法。预压材料为编织袋装碎石，预压荷载为梁体自重的120%。加载及卸载均逐级进行观测，通过观测得出支架的弹性变形和非弹性变形，并以此为依据算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。

7 结语

综上，本工程施工难度大、限制多，根据工程实际情况，最终采用了钢管桩贝雷片支架法结合满堂式脚手架的施工方案。事实上，该现浇箱梁支架的设计方案经过审查论证，并进一步完善后付诸实施，确保了该大桥的施工质量和施工安全，并且满足了工期的要求，具有较好的经济和社会效益，表明该现浇连续箱梁施工是成功的，可供同类工程施工参考。

参考文献

[1]刘雁.钢管桩支架在桥梁现浇箱梁中的应用[J].中华民居旬刊,2011(11)

[2]满前.钢管桩支架法在现浇箱梁施工中的应用[J].建筑知识:学术刊, 2014:360-361

[3]蓝鑫鑫.钢管桩和贝雷片支架在现浇箱梁施工中的应用分析[J].建筑•建材•装饰, 2015(14):288-289