左 明 （安徽省路港工程有限责任公司，安徽 合肥 230011）

1 前言

随着现浇连续箱梁施工技术飞速发展，其在桥梁建设中的应用越来越广泛，已成为主要桥型之一。针对此类桥型，通常采用满堂支架法、钢管柱贝雷梁支架法和挂篮施工法等相应的施工方法，其中满堂支架法是当前现浇箱梁最常用的施工方法。但其最大的缺点是对山区桥梁（地形变化大）及高墩（支架高宽比不满足要求）有很大的局限性。

为解决满堂支架法的诸多缺点，某高速公路互通立交项目施工过程中，开展了《牛腿贝雷梁支架法现浇箱梁施工技术》研究，通过在墩柱预埋牛腿的方式降低满堂支架搭设高度，有效解决了传统作业中支架高宽比不满足规范要求、地基处理、支架搭设及拆除需花费较多人工、机械，尤其会造成施工工期延长，增加施工风险的问题。

2 技术特点

①通过在墩柱预埋牛腿的方式，降低满堂支架搭设高度，克服传统满堂支架高宽比不满足要求情况下支架的稳定性问题。

②解决满堂支架法现浇箱梁因地形变化大导致支架搭设地基处理困难、耗时长、成本大的问题。

③减少支架搭设体积，降低支架搭设、拆除费用，减少施工成本，同时缩短施工周期，加快施工进度，效益明显。

④在门形钢梁的上设置可沿门形钢梁长度方向滑移的悬挂滑移体，降低了悬挂平台板横向移位的难度；同时，该技术可伸缩挂杆由固定连杆和可伸缩连杆组成，可满足悬挂平台板高度快速调整的需要。

⑤提高支架稳定性，保证施工安全

3 技术原理

牛腿贝雷梁支架法现浇箱梁施工工法是为了克服传统满堂支架的诸多弊病，降低支架搭拆费用，减少支架搭拆工作量，降低支架高度，保证支架施工安全，同时，相比钢管柱贝雷梁支架法减少钢管柱地基进行处理的施工工序，节省钢管柱购买（租赁）费用，通过利用墩柱自身的支承力，在墩柱预埋牛腿的方式，用贝雷梁代替满堂支架地基处理（钢管柱），从而降低支架高度，克服传统满堂支架高宽比不满足要求情况下支架的稳定性问题，保证施工安全的施工工法，如图1。

图1 牛腿贝雷梁支架

4 施工工艺流程

如图2。

图2 施工工艺流程

4.1 工艺控制要点

4.1.1 确定牛腿埋设位置

墩柱施工中，根据设计图纸及本方案对组合式支架的相关要求，对预使用本施工工艺的桥梁墩柱牛腿预埋标高进行事先计算，确定预埋件位置。后根据相关设计参数，对墩柱进行受力验算，见图3、图4。

图3 Midas Civil建模

图4 Midas Civil电算墩柱最大弯矩

牛腿预埋高度设置原则：按照桥梁纵坡，按照低点位置处盘扣架高度3m控制，当桥梁纵坡大于2%时，预埋件高度应按照每跨台阶状布置，当桥梁纵坡小于2%时，一联预埋件高度可按照最低点要求控制。

4.2 牛腿的制作及安装

4.2.1 牛腿的制作

如图 5.3 所示，II-II断面为牛腿背板，其采用3cm厚钢板，其尺寸为70cm×90cm，按照13cm×17cm间距，孔径32mm打孔，用于后期牛腿安装；其肋板及顶板采用2cm钢板加工，腹板与背板间采用剖口焊焊接，焊缝高度8mm，以保证牛腿受力。

图5 牛腿加工示意图

4.2.2 牛腿的安装

牛腿位置确定后，在墩柱施工过程中，严格控制预埋件标高，确保预埋件位置的准确及预埋质量符合要求，牛腿预埋时采用高强螺栓对拉的方式，防止在施工过程中螺栓从墩柱内部拔出，高强螺栓的选择根据牛腿受力来确定，根据《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ82—2011），验算过程如下（以两徽高速两当互通立交为例）。

根据施工方案及相关图纸，选择用M30、性能等级10.9级高强螺栓，其单个高强螺栓的预拉力P=355kN，单个牛腿最大偏心力F=2459kN，取2500kN计算（已考虑1.5的安全系数）。

钢桥内力比对表

则剪切力：V=F=2500kN；

弯矩：M=Fe=2500kN×450mm=1125000kNmm；

验算螺栓抗拉强度上层螺栓所承受最大拉力：

N=My1/m∑yi2=1125000×150/2×4×（1502+4502+6002）=36.06kN

选用10.9级M30高强螺栓，其单个螺栓抗拉强度设计值：

验算螺栓抗剪强度：

单个螺栓受剪设计值：

单个螺栓受剪力计算值：

单个螺栓受拉设计值：

单个螺栓受拉计算值：

当高强螺栓同时承受剪力与轴向拉力时，其承载力验算如下：

故螺栓抗剪强度满足要求。

4.3 横向分配梁架设

在桥梁下部工程施工完成且墩柱强度达到要求后，可进行桥梁上部结构施工。首先进行横向分配梁的架设，横向分配梁可采用4根I45工字钢或双排单层加强型312型贝雷梁，在搭设过程中，若采用贝雷梁作横向分配梁，可能出现贝雷梁竖杆脱空的现象，此时应对贝雷梁进行加固处理，在贝雷梁与牛腿接触点加设竖杆，以保证贝雷梁受力合理。

在施工中应注意：

①要严格控制横梁横坡，以确保横梁上纵梁的竖直度；

②当预埋牛腿标高需进行调节时，可采用钢板进行调节；

③在横梁与牛腿接触面加设油毛毡，以保证横梁与牛腿之间紧贴。

图6 横向分配梁搭设示意图

4.4 纵向贝雷梁搭设

纵向贝雷梁选择时，应根据其受力分析选用合适的贝雷梁，以两徽高速两当互通立交为例，贝雷梁采用双排单层加强型321型贝雷梁（也可采用HD200型双排单层不加强型贝雷梁），受力验算如下：

E匝道单跨钢筋混凝土自重：3224kN。

考虑施工荷载及安全系数，计算贝雷梁顶及贝雷梁自重荷载：

3225×1.2+3225×0.3+3225×0.1=5160kN，每米258kN。

最大弯矩1290kN·m，最大剪力2580kN。

根据《装配式公路钢桥制造》（JT/T 728-2008），查下表可知：

纵梁：需要7组双排单层不加强型HD200型贝雷梁或7组双排单层加强型321型贝雷梁。

支点横梁：1组双排单层不加强型HD200型贝雷梁或1组双排单层加强型321型贝雷梁。

纵梁搭设时应注意：

①贝雷梁纵梁搭设时，应严格控制纵梁的竖直度，尽量减小贝雷梁侧向受力；

②贝雷梁连接时，保证连接杆件连接良好，当贝雷梁长度需调节时，应确保贝雷梁立杆位于横梁正上方，如出现贝雷梁立杆错开布置于横梁正上方时，应在贝雷梁上加设立杆以确保纵梁受力稳定；

③在纵梁与横梁搭接处，加设“U”型卡环以保证纵梁不产生水平位移，加强纵梁的抗侵覆能力；

④在横梁与纵梁之间应加设油毛毡，以确保贝雷梁之间的弹性连接。

图6 纵向贝雷梁搭设

4.5 工字钢分配梁铺设

贝雷梁顶分配梁采用I16工字钢，工字钢间距根据上部盘扣支架立杆步距确定（项目采用1.2m立杆步距）。

在工字钢分配梁铺设时应注意：将工字钢与纵梁接触点进行点焊连接，以保证工字钢与贝雷梁连接紧密，防止出现侧滑。

图7 底层工字钢分配梁布设示意图

4.6 支架搭设

区别于常规盘扣式钢管支架搭设，本工法贝雷梁顶支架搭设时，采用顶托倒扣的方式，将顶托用作底托，顶托槽口与工字钢紧扣，以保证支架稳定。

图8 支架搭设采用顶托代替底托

5 质量与安全

①牛腿的形状、尺寸应按照设计规定进行加工。

②牛腿肋板焊接采用“K”型坡口焊，以保证焊缝饱满。

③安装高强螺栓前做好接头摩擦面上清理，不允许有毛刺、铁屑、油污、焊接飞溅物，用钢丝刷沿受力垂直方向除去浮锈；

④因高强螺栓受力特殊，在安装时要保证摩擦面（螺母与接触面）干燥，没有结露、积霜、积雪，并不得在雨天进行安装。

⑤贝雷梁及支架搭设过程中，根据5.2中操作要点，严格控制构件连接质量，防止安全事故发生。

6 结语

通过采用牛腿贝雷梁支架现浇箱梁施工技术，施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态，减少了施工作业内容，大大节省了施工成本。通过过程严格控制，施工期间未发生一起安全责任事故。牛腿的使用，增加了支架安全系数，减少了支架搭设工作量，节省施工周期，社会效益显著。