徐仕龙

（中交路桥建设有限公司,北京 100027）

0 引言

为改善交通道路条件，加快区域经济发展，大跨度桥梁工程项目数量增多。从施工方法来看，常用工艺有支架现浇法、悬臂浇筑法等。其中，支架现浇法使用的支架，一类是满堂支架，另一类是贝雷梁钢管柱支架。在地形地势条件差、墩身较高的桥梁中，满堂支架因地基处理有难度、材料和人员投入大，不适宜在工程中应用。相比之下，贝雷梁钢管柱支架适用于重荷载、高墩身、大跨度的桥梁工程，不会干扰地面繁忙的交通，因此技术优势更加突出[1]。以下结合工程实践，探讨了贝雷梁钢管柱支架在大跨度连续梁现浇工程中的应用。

1 工程概况

某桥梁工程，全长610 m，桥面宽度单幅14.5 m，横坡设置为2%，最大高度为13.5 m。该桥梁路面采用双向四车道，设计时速70 km/h，与河道交角70°。其中，10#～13#墩的上部结构，采用预应力混凝土连续箱梁，截面为单箱三室，顶部、底部宽度分别是14.5 m 和9.2 m，顶板和底板厚度分别是25 cm 和45 cm。下部结构采用钻孔灌注桩基础+钢筋混凝土墩柱，10#、13#墩身高度为10.2 m，直径为150 cm；11#、12#墩身高度10.8 m，直径为180 cm。

桥下河床常年有水，不仅地下水位高，而且汛期存在不确定因素。若使用满堂支架，基础在水的长期浸泡作用下，因承载力降低易造成不均匀沉降。综合分析地形特点、施工方法、工期进度等因素，最终决定采用贝雷梁钢管柱支架。该支架体系使用钢管柱制成排架，作为支撑墩；使用贝雷梁制成支架，通过垫木、碗扣架等完成标高调整。该工程的施工重点，包括贝雷梁钢管柱式支架设计与预压、支座与模板安装、混凝土浇筑施工、预应力张拉施工等。

2 贝雷梁钢管柱式支架设计与预压

2.1 支架设计

贝雷梁钢管柱式支架体系，依据单幅箱梁的中心线和横截面进行设计，主要包括钢管柱Z1～Z4、横向一次主梁N 和N1、贝雷梁N2、边跨斜支撑柱等。整个支架的高度，按照贝雷梁与中跨桥墩顶部平齐进行控制。

2.1.1 钢管柱Z1～Z4

Z1～Z4 支撑柱位于边跨，使用φ500×12 mm 的钢管，每排横向设置3 根，间距为450 cm，在贝雷梁下弦节点处设置支撑点。中跨Z1 支撑柱，按照平均荷载计算，钢管规格和安装情况同边跨。梁底呈抛物线曲面，因考虑到有一定高差，不在柱顶设置落架支座，而是设置模板支撑楞、垫木，方便高程调整和后期拆除。

2.1.2 横向一次主梁N 和N1

横向一次主梁N1 使用2 根I56b 工字钢，支撑长度为17 m；横向一次主梁N 使用4 根I56b 工字钢，支撑长度为15 m。每根工字钢均外伸1 m，方便和斜支撑架焊接起来。

2.1.3 贝雷梁N2

贝雷梁N2 单排、单层设置。顺桥向支撑长度26.6 m，标准节每节长3 m，共用8 节；非标准节长2.6 m，共用1 节。横桥向支撑长度41.3 m，标准节每节长3 m，共用13 节；非标准节长2.3 m，共用1 节。

2.1.4 边跨斜支撑柱

边跨部位的斜支撑柱，会产生较大水平推力，为抵消该推力，在斜支撑柱的顶部设置水平撑杆，底部设置水平拉杆，材质均是φ350×12 mm 的钢管。

2.2 支架验算

2.2.1 荷载计算

以箱梁横断面为准，计算荷载面积为9.36 m2，梁顶宽14.5 m。结合相关参数，计算得到横断面的结构恒载为243 kN/m，模板重量荷载为36 kN/m，支架重量荷载为36 kN/m，人员和机械活载为14.5 kN/m，支架设计荷载共计（243+36+36）×1.2+14.5×1.4=398.3 kN/m，最终取值400 kN/m。

2.2.2 结构内力计算

根据荷载计算结果，列出三弯矩方程；利用力矩平衡法，求出各个支点的反力，从而得到支架结构的内力。见表1。

表1 支架结构的内力统计表

2.2.3 结构设计检算

分别对支撑柱材料、一次主梁N1 材料、贝雷梁N2进行检算，结果显示安全系数、抗弯强度、最大截面剪切应力等指标均满足设计要求。

2.3 支架预压

支架体系在使用前，预压是一个重要环节，对正式施工荷载逐渐增加进行模拟。该工程使用码土袋进行堆载预压，实际加载荷载是设计荷载的120%。顺桥向从边墩支座横向中心线开始，每间隔5 m 为一个断面，每个断面上设置5 个观测点，分别位于翼缘板（2 个）、腹板（2个）和底板（1 个）。分级加载，施加荷载分别是60%、100%和120%，每级加载完成1 h 后，观察沉降变形情况，准确记录观测数据。经计算，分级预压荷载见表2。通过预压，其一检验支架体系的刚度是否达标，评价支架体系的稳定性；其二消除地基沉降，避免后续施工中支架发生形变；其三根据观测值，计算支架的弹性形变，从而调整模板标高[2]。

表2 分级预压荷载布置表

3 支座与模板安装施工

3.1 支座安装

该工程使用球形支座，安装前先检查连接部位是否完好，看连接螺栓有无松动。安装技术要点如下：

（1）对垫石进行凿毛，清理预留孔中的积水和杂物。然后对灌浆用模板进行安装，在垫石上分别顺桥向、横桥向弹墨线。

（2）使用起重设备将支座吊至墩顶，先将钢楔块楔入四角，对支座进行找平，调整标高达到设计值。然后在支座底与垫石之间预留一定空隙（20～30 mm），安装楔形调平钢板。

（3）采用重力灌浆法，复核支座中心和标高无误后，使用高强度灌浆料进行灌浆，其抗压强度≥50 MPa。对支座下部、锚栓孔间隙进行灌浆时，按照从中心向四周的顺序注浆[3]。

（4）准确计算灌浆量，终凝后将模板、四角楔块拆除，看有无漏浆部位，若有及时进行补浆操作。楔块拆除后的空隙，使用砂浆填补，将支座板上的锚栓拧紧。

（5）以上作业完成，检查支座情况，对预埋板、锚栓外部部位进行防锈涂装。支座安装时，由测量人员监测指导，对顶面标高进行调整。

（6）在温度应力、张拉应力的影响下，支座中心可能偏移，因此要根据设计图纸、支座型号设置预偏心，使用千斤顶调节偏心方向和具体数值。

3.2 模板安装

模板安装顺序是：底模→侧模→内模→端模，安装技术要点如下：

（1）底模安装时，先放出中心线，使用高强竹胶板钉在贝雷梁顶部的方木上。竹胶板与竹胶板之间，使用单面胶条填塞，避免出现空隙。底模安装完成，复核底板标高，调整至设计标高。

（2）侧模安装时，使用方木在背后加固，设置间距为50～60 cm，普通扣件连接加固。然后布设底板、腹板部位的钢筋，绑扎后安装预应力波纹管，复核定位是否准确。

（3）内模安装时，使用方木加固、钢管对撑。模板接缝要求严密，相邻板的高差＜2 mm；模板和钢筋之间使用混凝土块支垫，复核保护层厚度是否达标。内模倒角部位使用钢模，底板压模使用木模，顶板和底板之间设置钢管支撑，横向、纵向间距均为90 cm，呈井字形布设[4]。

（4）端模安装时，此处有大量的钢筋和预应力管道，使用钢模。根据钢筋和预应力管道的位置，对孔眼进行精准定位、切割；为预应力管道编号，以便后续施工时快速定位。

（5）所有模板均安装完成，对整个模板体系的线形、标高进行全面检测，确保指标精确、线形美观，验收标准见表3。

表3 模板安装工程的验收标准和允许误差

4 混凝土浇筑施工

4.1 人机料配置

该工程中，箱梁混凝土浇筑量大，采用4 辆泵车连续浇筑、一次完成，每辆泵车的浇筑能力达到30 m3/h。浇筑过程中，结合现场条件划分为2 个作业面，每个作业面安排20 名振捣人员、10 名收面人员、20 名辅助工。

4.2 现浇技术要点

箱梁混凝土浇筑顺序从两端向跨中，分层、分段、对称进行；在同一个断面内，按照底板→腹板→顶板→翼缘板→桥面的顺序进行。浇筑过程中，底板、腹板部位的混凝土坍落度控制在20 cm，顶板部位控制在16 cm。浇筑技术要点如下：

（1）从10#、13#墩开始，在腹板两侧均匀下料，同步进行振捣。下料过程中，每一层混凝土的厚度控制在30 cm 以下；腹板部位使用500 mm 振捣棒，每一个点位振捣时间20～30 s。锚垫板后方，因钢筋和波纹管数量多，使用300 mm 振捣棒。位于倒角部位的混凝土，振捣时控制好力度，不宜长时间振捣[5]。

（2）浇筑内模混凝土时，在顶部预留若干个窗口，相邻间距控制在3 m。当底板混凝土浇筑量不足时，通过该窗口进行补浇。

（3）底板混凝土浇筑长度达到30 m，或浇筑时间2 h后，使用1 号、4 号泵车浇筑腹板部位，2 号、3 号泵车继续浇筑底板部位。

（4）浇筑顶板混凝土时，按照先两侧翼缘板、后中间部位的顺序进行，将混凝土坍落度控制在16 cm。坍落度过小影响收面，过大会出现浮浆，均会影响结构质量。

（5）浇筑完成后，对顶板、底板的表面进行收光。委派专人养护，使用土工布覆盖后，定时洒水保持表面湿润，防止表面产生裂缝。

5 预应力张拉施工

该工程中，当混凝土强度达到设计值的60%，对腹板进行预应力张拉；当混凝土强度达到设计值的100%，且龄期＞10 d，即可进行终张拉。张拉施工技术要点如下：

（1）张拉前，测试管道的摩阻力，根据摩阻系数计算实际伸长值。张拉过程中，将连接螺栓松开，防止箱梁发生滑动；对张拉应力、伸长值两个参数进行控制，实际伸长值和理论伸长值的偏差值≤6%。

（2）张拉作业顺序是：腹板→顶板→底板，先外侧后内侧、左右对称进行。张拉程序是：①张拉至初始应力，为终张拉控制力的10%，计算伸长值并标记；②继续张拉至控制应力，对伸长值进行预测，以工具锚夹片的外露量为准进行控制；③停止5 min，对张拉控制应力进行校核；④主油缸回油锚固，此时油压回零，测量总回缩量；⑤副油缸继续供油，卸下千斤顶。

（3）张拉作业完成，在锚圈口处的钢绞线进行标记，观察有无滑丝。24 h 后复查，合格的话对钢绞线头切割，预留长度≥30 mm。

（4）压浆时，按照先下后上的顺序，同一根管道压浆应连续进行、一次完成。从一端开始，压力控制为0.6 MPa，向另一端压送水泥浆。当出浆浓度与进浆浓度一致时，即可封闭出浆口，持续压浆，保持0.5～0.6 MPa 压力持续3 min。最后封闭进浆口进浆阀，进入下一个循环，水泥浆搅拌结束至压入管道的时间应≤40 min。

（5）封锚时，先进行凿毛、清理，在锚具四周、钢绞线端部，涂抹聚氨酯防水涂料。为保证涂刷效果，可刷到锚下垫板上方，但不能刷到混凝土表面上。在锚垫板上安装一端带螺纹、一端带弯钩的短钢筋，使其与封锚钢筋连为一体。然后放置钢筋网片，网片的保护层厚度≥30 mm，并在钢筋网片、锚垫板上安装短钢筋绑扎牢固，以加强后浇筑部分混凝土与梁端的连接强度。

6 结语

综上所述，贝雷梁钢管柱式支架在大跨度连续梁工程中具有诸多技术优势，该文结合实际案例，从支架设计与预压、支座与模板安装、混凝土浇筑、预应力张拉等方面总结了施工技术要点。从施工效果看，机械设备配置简单、利用率高，能加快施工进度；钢管、贝雷梁等部位可周转使用，经济适用性高，安全质量可控；而且箱梁表面的混凝土光洁，整体线形满足设计要求，实现了预期管控目标，顺利通过质量验收，可在类似工程中推广应用。