论贝雷梁牛腿支架法在高墩现浇简支箱梁施工中的应用论文_杨东升

中铁上海工程局集团有限公司 上海 201900

摘要:现浇梁施工是桥梁施工中的关键环节,现浇简支箱梁施工的难点在于梁底支撑体系是否稳固,支撑体施工是否有可操作性,既要满足技术可行性,还要满足经济可行性。本文从现浇简支箱梁的施工方法出发,简述了贝雷梁牛腿支架法施工方法在实际施工中的应用,为以后其他工程现浇简支箱梁的施工提供思路。

关键词:贝雷梁;牛腿支架法;高墩;现浇简支箱梁;施工

1.现浇简支箱梁的施工方法

随着国家基础建设的加快,桥梁工程越来越多的出现在铁路和公路等工程项目中。混凝土简支箱梁作为桥的重要承重构件,在施工过程中可以采取制梁场集中预制,也可以采取原桥位现场浇筑。预制箱梁在安装时受桥梁现场环境限制较大,在交通不便、场地狭窄区域无法实施,只能采取原桥位现场浇筑施工。现浇简支箱梁在施工过程中一般采取以下施工方法:一是采用移动模架施工,二是采用钢管支架法施工。

1.1移动模架法施工

移动模架是利用钢桁梁或钢箱梁作为临时支撑梁,提供一个可在桥位逐跨现浇梁体混凝土后,能顺桥轴线纵向移动的制梁平台设备。适用于大体积整孔简支箱梁或者中小跨度(40m以内)连续梁的施工。但是移动模架的组装和使用需要现场具有宽阔的场地,便利的交通才能实现。

1.2钢管支架法施工

钢管支架法施工现浇简支梁是利用钢管柱作为下部支撑结构,配合纵向贝雷梁为上部现浇梁施工提供稳定的施工平台。钢管支架一般在梁的两端设置两处,梁长较大的在梁的两端及中间设置三处以达到承受上部荷载要求。钢管支架法适用于大体积整孔简支箱梁施工,但是要求梁跨下部钢管支架架设处必须有坚实的基础,且场地便于架设钢管支架,对现场施工环境也有较高的要求。

2.贝雷梁牛腿支架法在现浇简支箱梁中的应用

2.1工程概况

新哨双线大桥位于云南省红河州弥勒县洛那村雨邦菁沟,新哨双线大桥全长128.1m,桥梁位于直线上,线路纵坡为15.5‰,桥梁结构形式为1×24m+2×32m+1×24m;横跨村村通公路,1#、3#墩处于山坡上,坡面陡峭,2#墩位于村村通公路旁,0#及4#台分别位于长岭岗隧道出口及新哨隧道进口洞口处。1#桥墩为矩形实体桥墩,高23.5m,2#为矩形空心桥墩,高40m,3#桥墩为矩形实体桥墩,高22m。

新哨双线大桥贝雷梁牛腿支架法纵立面示意图

2.2现浇梁支撑体系总体施工方案

现浇箱梁采用牛腿+支架(钢管贝雷梁)进行施工。墩柱位置设型钢牛腿,墩身横桥向牛腿顶面距墩顶2.48m,纵桥向牛腿顶面距墩顶1.0m,牛腿预埋钢板采用Q235厚20mm钢板,尺寸为580×320mm,牛腿斜撑采用I32a型钢,横梁采用I45b型钢;在跨中设钢管支架,采用φ630×10mm的钢管,横桥向设置4排,纵向2排,排间距3.0m,各排钢管之间采用[20a型钢连接,立柱顶、底部采用法兰进行连接;在钢管柱及牛腿顶部安装砂筒,砂筒顶上设置2根I45b工字钢组成的横梁,横梁上方设置单层贝雷梁,贝雷片在现场拼装,然后人工配合塔吊和汽车吊吊装就位;贝雷梁上设置I16分配梁,分配梁上设置100×100mm方木支撑厚18mm的竹胶板底模,边模采用定型钢模,采用100×100mm方木做龙骨支撑竹胶板作内模。跨中钢管支架基础采用钢筋混凝土扩大基础(11×5×1.5m的C30钢筋混凝土)。桥台位置设钢管支架和砂桶支撑纵梁,其它布置同墩柱布置。本方案支撑体系经过结构受力计算,满足施工要求。

桥墩上部牛腿布置示意图

2.3地基及基础处理

支架基础设置在岩石面上,利用地基自身承载力承受支架及上部荷载。支架基础位置开挖至施工设计位置后,要对地基做承载力实验,若地基承载力不够,必须采用换填或夯实等措施使地基承载力达到施工设计要求后方可进行下道工序。支架基础所需地基承载力要求不小于410KPa。

跨中钢管支架基础采用C30钢筋混凝土扩大基础,尺寸为11×5×1.5m(长×宽×高),布设上下两层钢筋,主筋采用HRB400φ20,分布筋采用HRB400φ16,在扩大基础顶面预埋Q235厚20mm钢板,作为与钢管柱的连接构件,钢管柱与预埋钢板间采用φ25精轧螺纹钢筋栓接。

2.4搭设支架

支架立柱采用Φ630螺旋钢管,壁厚为10mm。横桥向设置4排,纵桥向设置2排,排间距3m,各排钢管之间采用[20a型钢连接,立柱顶、底部采用法兰进行连接;根据轨顶高程、现浇梁高度、模板及贝雷梁等高程推算立柱高度,立柱高度用标准管节为12m、6m、2m、1.5m、1m管节,微调采用砂筒实现。采用50t汽车吊和塔吊对钢管立柱进行吊装施工。立柱钢管横向之间设置[20a型钢作为连接件。下层横向连接槽钢距承台顶面为50cm,然后采用Z字进行布设,Z字斜撑按45°进行布设,其连接示意图见下图。

2.6贝雷梁安装

贝雷梁由单层贝雷片组成,共布设22排,排间距为90cm或45cm,各排间采用标准连接件连接,详见细部图。

2.7 分配梁施工

贝雷梁顶部设置横向分配梁,采用I16工字钢横向布设,间距为60cm,分配梁与贝雷梁采用U型螺栓固定,以免滑动。I16分配梁上纵向布置10×10cm方木,中心间距30cm。

2.7 支架预压

为保证施工安全、提高现浇梁质量,在箱梁支架搭设完毕、箱梁底模铺好后,对支架进行预压。预压目的一是检验支架及基础承载力是否满足受力要求,二是消除支架及地基的非弹性变形,三是获取支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据之一,同时测出地基沉降,提供经验数据。

支架预压采用砂袋模拟箱梁荷载进行预压,为考虑安全系数,按箱梁自重的1.2倍进行预压。加载分三次对称进行,第一次加载重量为设计荷载的60%,第二次加载重量为设计荷载的100%,第三次加载重量为设计荷载的120%。

3.贝雷梁牛腿支架法优点

与移动模架和钢管支架法相比,贝雷梁牛腿支架法具有以下优点:

(1)移动模架本身造价高,且其组装和运输要求交通便利,施工场地宽阔,钢管支架法和贝雷梁牛腿支架法相对投入小,对交通和场地大小要求相对较低,且钢管和型钢等支撑材料可以重复利用,且用途较广,贝雷梁可以租赁使用,价格便宜。

(2)贝雷梁牛腿支架法与钢管支架法相比投入更小,桥墩上部采用牛腿等预埋件结构代替钢管支架承受上部荷载,钢管和型钢等支撑材料投入相当于钢管支架法的1/3~1/2,节约材料,节约资金。

(3)牛腿等预埋件结构利用桥墩本身的结构受力特征承受现浇简支梁施工过程的上部荷载,体现了施工过程中对结构受力的准确分析,既满足了施工需要,又节约了材料,节约了资金,是技术与经济相结合的典型成功案例。

(4)贝雷梁牛腿支架法采用牛腿与钢管支架相结合的受力支撑体系,是技术的创新,具有良好的推广作用。

4 结束语

贝雷梁牛腿支架法在高墩现浇简支箱梁施工中的应用解决了施工中交通不便、施工场地狭小的实际困难,利用牛腿结构与钢管支架结构的受力特性,经过结构受力计算,相互搭配满足了现浇梁现场施工中的承载力要求,同时具有成本低,可操作性强和结构受力稳定的优势,体现了技术创新在工程施工过程中的重要作用。

参考文献:

[1]李松报.李陆平.滠水特大桥连续梁支架现浇法施工技术[J] . 铁道标准设计,2015(4):130-133.

论文作者:杨东升

论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期

论文发表时间:2017/9/7

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论贝雷梁牛腿支架法在高墩现浇简支箱梁施工中的应用论文_杨东升
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