论文部分内容阅读
摘要：坞鹰山特大桥连续梁段为沪昆客专江西段控制性工程，施工工期要求高，因净空较高，单独采用碗扣支架不经济且不安全，该连续现浇梁最后采用钢管柱与贝雷梁和碗扣支架组合体系，很好地解决了净空过高而无法单独使用碗扣支架施工的问题。本文详细介绍了钢管柱支架、贝雷梁、碗扣支架及支架预压施工方法，为高净空、工期紧的连续现浇梁支架法施工积累了可供借鉴的技术资料。
关键词：钢管柱贝雷梁;碗扣支架;施工技术
Abstract: Hollywood eagle mountain big bridge continuous beam section is designed for jiangxi shanghai-kunming guest controlling engineering, construction period the demand is high, for clearance is higher, the sole use buckle stents not economic and bowl not safety, the continuous beam with cast-in-situ steel tube column and last BeiLei beam and the bowl buckle stents combination system, solves the too high and can't be used alone clearance of the problem of stent bowl buckle construction. This paper introduces the steel tube column stents, BeiLei beam, bowl buckle bracket and stents preloading construction methods for high headroom, time tight cast-in-site beam support continuous accumulated construction method can be used for reference of technical information.
Keywords: steel tube column BeiLei beam; Bowl buckle stents; Construction technology
中图分类号：S605+.2 文献标识码：A文章编号：
1工程概况
坞鹰山特大桥位于玉山县与广丰县交界大南镇，桥梁中心里程DK314+093.188，桥梁全长4439.495m，孔跨结构为124×32+9×24+（40+64+40）m，全桥共136跨，该桥DK314+474处（78～81#跨）跨越S203省道采用（40+64+40）m连续梁,线路与省道交角370。墩高16.5m～22.5m,桥下净高22.5m，连续梁梁体为单箱单室变高度、变截面结构，箱梁顶宽12.0m，底宽6.7m。梁全长为145.5m，计算跨度为（40+64+40）m，中支点截面中心梁高6.5m，跨中直线段13.75m，直线段截面中心高度为3.05m，梁底按二次抛物线变化。该桥原设计为挂篮施工，因该现浇段为沪昆客专江西段控制性工程，工期紧，采用挂篮施工无法满足工期要求，为满足工期经设计变更采用支架现浇施工，达到了缩短45天工期的要求。
2施工方法
钢管柱基础采用1.5m（宽）×9m（长）×1m（高）条形钢筋混凝土基础，在施工条形基础时预埋钢板、螺栓，以便与钢管柱栓接及与钢板焊接，根据混凝土现浇梁自重选用钢管柱、枕梁工字钢，根据纵向钢管柱间距选用贝雷梁，根据钢管柱和贝雷梁净高，选用碗扣支架，然后根据设计好的方案进行体系组合。
2.1钢管柱支架施工
(1)钢管柱安设。每排钢管柱由4根φ630mm，壁厚10mm的钢管组成，钢管柱与基础间采用法兰盘进行连接，施工时应注意连接螺母及钢板间焊接。焊接前要对钢管柱的垂直度进行严格的检查和控制，最常用的方法是吊垂球法，也可以采用仪器进行现场观测指导安装。在钢管柱安装前后要认真核对基础面及每根钢管柱拼接后的长度，控制钢管柱顶面标高相同。2根钢管柱之间分别采用[20槽钢作为横联，加强钢管柱的稳定性。在横联间设剪刀撑槽钢连接。槽钢与钢管柱进行焊接，焊缝要饱满。连接槽钢在下料时要根据每2根钢管柱间的实测尺寸进行下料，按不同部位进行编号，以防出现连接槽钢长度不足及与连接钢板间的搭接焊长度过短现象，剪刀撑按450的角设置，连接槽钢为确保与钢管桩间较好密贴端头按角度切割成斜面，见附图1。纵桥向两排钢管柱之间采用[20槽钢进行交叉连接，交叉处采用φ16螺栓连接，以保证两片[20槽钢同时受力，[20槽钢的端头切割成斜面并焊接在上下横联处钢管柱纵向中心，焊接密实饱满，确保纵向整体受力，纵向连接与横向同。（2）横向I56a工字钢施工。在每排钢管柱顶部设双拼I56a工字钢作枕梁，两根工字钢沿拼接缝进行焊接，为了以后便于拆除，工字钢间焊接采用间隔焊，端头部位可采用外加连接钢板焊接。在吊放橫梁前应对钢管柱顶标高及顶口情况进行复查，如钢管柱顶部为开口的要设加强钢板。施工时采用两点起吊法将工字钢横梁吊放在钢管柱顶部，安放时要确保工字钢中心与钢管柱纵、横向中心对应，位置准确后在钢管柱顶面工字钢两侧沿横向焊接φ25mm短钢筋将工字钢卡死，防止工字钢移位。在柱顶与工字钢底面必须密贴，对于因钢管柱顶标高存在误差不平可采用钢板进行支垫。
2.2贝雷梁施工
（1）贝雷梁安设。在横向工字钢顶面架设20片贝雷梁作为纵向主梁，贝雷梁先提前进行拼装，每两片贝雷梁用支撑架连成整体为一组，分段吊装后进行对接。本桥贝雷梁布设形式为腹板处贝雷梁间距为45cm，翼缘板、底板处贝雷梁间距为90cm。贝雷梁连接时贝雷销必须打紧，每个销子上均上卡扣，支撑架螺栓必须拧紧。相邻两组贝雷梁间采用[10槽钢连接，沿上下弦杆各设一道采用螺栓与贝雷片连接，设置间距为6m一道。每组贝雷梁安设时应在工字钢顶部标出每组的定位线，按间距进行排列，对安设完的贝雷梁为防止其移位，在最外两侧的贝雷梁与横向工字钢接触处在工字钢顶面焊接短钢筋，贝雷梁处中间部位的工字钢焊接竖向限位钢筋，设置2道。贝雷梁拼接后与工字钢接触面有空隙，采用下垫钢板。钢板垫放的长度沿纵向为双拼工字钢的宽度，钢板宽度应不小于每片贝雷弦杆的宽度，施工时应保证支垫密实。贝雷梁在吊装时与砼桥墩间留有一定的空隙以方便拆卸，防止预压时支架整体移位，施工时采用[10槽钢将贝雷梁端部与砼礅卡控牢固，为防槽钢对砼礅外观有损伤可以在墩侧面先安设一根通长的槽钢，每片贝雷梁连接槽钢与通长槽钢卡牢避免了对礅砼损伤。（2）贝雷梁节点处理。贝雷片是由桁架、桁架连接销及保险销、加强弦杆、弦杆螺栓、桁架螺栓等构件组成。每片标准贝雷片长为3.0m，高为1.5m。桁架弦杆是由两根[10槽钢（背对背）组合而成，桁架竖杆均用I8工字钢制成，桁架构件的材料均为16Mn钢。贝雷片结构示意图见图2。贝雷片具有结构简单、拼接快捷、架设方便、承载力强等特点，贝雷片虽是高强度桁架结构，其承载力最大处应是在有竖杆的节点处，无节点的弦杆承载力相比较小。在现场实际施工不可避免会出现支撑点与贝雷片节点错位现象，为了能确保支撑点与贝雷梁节点重合可采用以下两种措施来处理：①在钢管柱总体布置时应考虑按标准节长为3m贝雷片来合理确定两排钢管柱间距，原则是按确保支撑在贝雷片节点上来布设钢管柱，按此间距进行受力检算，此方法可从根本上解决支撑点与节点错位的问题，见图3。如未考虑按贝雷片进行布设钢管柱，施工中将会出现大批贝雷片节点不在钢管柱中心处的情况，会增加后期加固措施的工作量。若采用非标准节贝雷片进行调节，目前生产商和租赁商拥有的贝雷非标节很少，非标节贝雷最短只有1m，增加一定数量的非标节后，在贝雷梁安装时应详细计算好配节，非标节的配置位置，安装时严格监控。如出现非标节安装错位起不到确保节点处的作用。②本桥支架与原有公路斜交370。在跨路部分的贝雷片不在节点处的现象较多，且通过上述方法也无法都进行调节。在节点与支撑点错位且梁体自重荷载值又较大时，贝雷片下弦杆局部将会出现过大应力而容易导致结构破坏。节点错位在施工中较为常见，为了不影响贝雷片的结构性能，在错位部分对结构进行补强，补强措施为：在工字钢支撑范围贝雷片上下弦杆采用][10槽钢对撑，双拼槽钢背对背间距与腹杆宽度保持一致，保证槽钢与腹杆紧密接触，沿横向可对加固的槽钢采用普通钢管进行连接，以保证整体结构的稳定性和真正起到加强效果，见图4。
图1 钢管柱横向连接示意图图2贝雷片简易示意图
图3贝雷片节点错位示意图 图4贝雷片节点加强示意图
2.3碗扣支架施工
纵向贝雷梁上部沿桥横向设置I14a工字钢分配梁，在横向工字钢分配梁上安装碗扣式底托搭设碗扣支架作为脱模构件，I14a工字钢顶部采用外径48mm，壁厚3.5mm碗扣式满堂支架，碗扣式钢管支架搭设时，必须严格控制掌握可调底托和顶托的可调范围，顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜（不超过伸长量的三分之二）。防止因“过调”导致底、顶托失稳。相邻I14a工字钢分配梁间采用方木进行支撑防止工字钢在受力时倾覆，沿横断面方向在两侧及中部设3排方木支撑。如条件允许可采用相邻分配梁间用钢筋焊接，因本桥所用支架材料均为租赁，减少损坏故采用方木进行支撑。现浇梁底部为曲线布置，碗扣支架搭设时按高度合理组合，施工时会出现顶托外露长度超过30cm时，采用最短配节碗扣支架也无法调整，此类杆件搭设时避免不了，因采用碗扣支架底部要位于同一水平面上，顶部必然会出现超标的杆件。如通过下托来调整，无法保证立杆间用横杆进行纵向连接，采用普通钢管连接工作量大整体效果不理想。为了保证顶托立杆伸出量不超标本桥施工时采用增加一层横向方木，对顶托伸出部位采用通长钢管及扣件横纵向连接，确保顶托稳固不摆动。施工中还应严格控制坚杆的垂直度、剪力撑的间距和数量，保证钢管及支架的稳定性。
2.4支架预压施工
在碗扣顶托上部横桥向铺设10×15cm方木，再在其上部纵向设置12×12㎝方木，最后满铺竹胶板。采用砂袋进行预压，每袋装砂后平均重约800kg，直接吊砂袋到支架顶底模板上进行预压。吊装砂袋应注意分层堆载，堆完第一层后，再从一端堆载第二层，不要一次从一端到另一端堆载到位，预压时加载及卸载均按分级进行施工。
A、加载方式：30%→60%→80%→100%→120%；B、卸载方式：120%→100%→80%→60%→30%→0。每完成一级加载与卸载，均对所有测点进行一次读数和测量，并做好详细记录。为了让结构充分变形，每次加载后，应先停止下一级加载。本桥采用逐孔分段进行预压，预压施工安全正常，符合设计和规范要求。
3结束语
高净空大跨度连续现浇梁施工一般采用挂篮施工，但对于工期紧的工程，特别是市政桥梁工程，采用钢管柱贝雷梁碗扣支架组合体系在梁体跨越道路时越来越被广泛应用，该技术具有强度高、跨度大、施工快捷、经济合理等优点。在支架施工时应严格控制各环节的安设质量，以简便可行的处理方式解决支架施工中问题，确保支架在施工中的稳固安全经济合理，施工中应根据净空高度不同，组合体系要结合实际进行调整。采用上述施工方法顺利安全地完成了该桥的施工，各质量检测均满足规定要求,表明该施工方法是成功的，為高净空大跨度连续梁支架施工积累了新的技术资料。
参考文献:
[1]铁建设[2010]241号.高速铁路桥涵工程施工技术指南[M]. 北京:中国铁道出版社,2010.
[2]JGJT 194-2009.钢管满堂支架预压技术规程[S]. 北京:人民交通出版社,2009.
[3]交技术发[1998]23号.贝雷件使用手册[M]. 北京:人民交通出版社,1998.
[4]周水兴,何兆益.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001.
作者简介：黄伟 (1978.1--)，男，汉族，本科,工程师,主要从事铁路、公路、市政等工程技术和管路工作。
关键词：钢管柱贝雷梁;碗扣支架;施工技术
Abstract: Hollywood eagle mountain big bridge continuous beam section is designed for jiangxi shanghai-kunming guest controlling engineering, construction period the demand is high, for clearance is higher, the sole use buckle stents not economic and bowl not safety, the continuous beam with cast-in-situ steel tube column and last BeiLei beam and the bowl buckle stents combination system, solves the too high and can't be used alone clearance of the problem of stent bowl buckle construction. This paper introduces the steel tube column stents, BeiLei beam, bowl buckle bracket and stents preloading construction methods for high headroom, time tight cast-in-site beam support continuous accumulated construction method can be used for reference of technical information.
Keywords: steel tube column BeiLei beam; Bowl buckle stents; Construction technology
中图分类号：S605+.2 文献标识码：A文章编号：
1工程概况
坞鹰山特大桥位于玉山县与广丰县交界大南镇，桥梁中心里程DK314+093.188，桥梁全长4439.495m，孔跨结构为124×32+9×24+（40+64+40）m，全桥共136跨，该桥DK314+474处（78～81#跨）跨越S203省道采用（40+64+40）m连续梁,线路与省道交角370。墩高16.5m～22.5m,桥下净高22.5m，连续梁梁体为单箱单室变高度、变截面结构，箱梁顶宽12.0m，底宽6.7m。梁全长为145.5m，计算跨度为（40+64+40）m，中支点截面中心梁高6.5m，跨中直线段13.75m，直线段截面中心高度为3.05m，梁底按二次抛物线变化。该桥原设计为挂篮施工，因该现浇段为沪昆客专江西段控制性工程，工期紧，采用挂篮施工无法满足工期要求，为满足工期经设计变更采用支架现浇施工，达到了缩短45天工期的要求。
2施工方法
钢管柱基础采用1.5m（宽）×9m（长）×1m（高）条形钢筋混凝土基础，在施工条形基础时预埋钢板、螺栓，以便与钢管柱栓接及与钢板焊接，根据混凝土现浇梁自重选用钢管柱、枕梁工字钢，根据纵向钢管柱间距选用贝雷梁，根据钢管柱和贝雷梁净高，选用碗扣支架，然后根据设计好的方案进行体系组合。
2.1钢管柱支架施工
(1)钢管柱安设。每排钢管柱由4根φ630mm，壁厚10mm的钢管组成，钢管柱与基础间采用法兰盘进行连接，施工时应注意连接螺母及钢板间焊接。焊接前要对钢管柱的垂直度进行严格的检查和控制，最常用的方法是吊垂球法，也可以采用仪器进行现场观测指导安装。在钢管柱安装前后要认真核对基础面及每根钢管柱拼接后的长度，控制钢管柱顶面标高相同。2根钢管柱之间分别采用[20槽钢作为横联，加强钢管柱的稳定性。在横联间设剪刀撑槽钢连接。槽钢与钢管柱进行焊接，焊缝要饱满。连接槽钢在下料时要根据每2根钢管柱间的实测尺寸进行下料，按不同部位进行编号，以防出现连接槽钢长度不足及与连接钢板间的搭接焊长度过短现象，剪刀撑按450的角设置，连接槽钢为确保与钢管桩间较好密贴端头按角度切割成斜面，见附图1。纵桥向两排钢管柱之间采用[20槽钢进行交叉连接，交叉处采用φ16螺栓连接，以保证两片[20槽钢同时受力，[20槽钢的端头切割成斜面并焊接在上下横联处钢管柱纵向中心，焊接密实饱满，确保纵向整体受力，纵向连接与横向同。（2）横向I56a工字钢施工。在每排钢管柱顶部设双拼I56a工字钢作枕梁，两根工字钢沿拼接缝进行焊接，为了以后便于拆除，工字钢间焊接采用间隔焊，端头部位可采用外加连接钢板焊接。在吊放橫梁前应对钢管柱顶标高及顶口情况进行复查，如钢管柱顶部为开口的要设加强钢板。施工时采用两点起吊法将工字钢横梁吊放在钢管柱顶部，安放时要确保工字钢中心与钢管柱纵、横向中心对应，位置准确后在钢管柱顶面工字钢两侧沿横向焊接φ25mm短钢筋将工字钢卡死，防止工字钢移位。在柱顶与工字钢底面必须密贴，对于因钢管柱顶标高存在误差不平可采用钢板进行支垫。
2.2贝雷梁施工
（1）贝雷梁安设。在横向工字钢顶面架设20片贝雷梁作为纵向主梁，贝雷梁先提前进行拼装，每两片贝雷梁用支撑架连成整体为一组，分段吊装后进行对接。本桥贝雷梁布设形式为腹板处贝雷梁间距为45cm，翼缘板、底板处贝雷梁间距为90cm。贝雷梁连接时贝雷销必须打紧，每个销子上均上卡扣，支撑架螺栓必须拧紧。相邻两组贝雷梁间采用[10槽钢连接，沿上下弦杆各设一道采用螺栓与贝雷片连接，设置间距为6m一道。每组贝雷梁安设时应在工字钢顶部标出每组的定位线，按间距进行排列，对安设完的贝雷梁为防止其移位，在最外两侧的贝雷梁与横向工字钢接触处在工字钢顶面焊接短钢筋，贝雷梁处中间部位的工字钢焊接竖向限位钢筋，设置2道。贝雷梁拼接后与工字钢接触面有空隙，采用下垫钢板。钢板垫放的长度沿纵向为双拼工字钢的宽度，钢板宽度应不小于每片贝雷弦杆的宽度，施工时应保证支垫密实。贝雷梁在吊装时与砼桥墩间留有一定的空隙以方便拆卸，防止预压时支架整体移位，施工时采用[10槽钢将贝雷梁端部与砼礅卡控牢固，为防槽钢对砼礅外观有损伤可以在墩侧面先安设一根通长的槽钢，每片贝雷梁连接槽钢与通长槽钢卡牢避免了对礅砼损伤。（2）贝雷梁节点处理。贝雷片是由桁架、桁架连接销及保险销、加强弦杆、弦杆螺栓、桁架螺栓等构件组成。每片标准贝雷片长为3.0m，高为1.5m。桁架弦杆是由两根[10槽钢（背对背）组合而成，桁架竖杆均用I8工字钢制成，桁架构件的材料均为16Mn钢。贝雷片结构示意图见图2。贝雷片具有结构简单、拼接快捷、架设方便、承载力强等特点，贝雷片虽是高强度桁架结构，其承载力最大处应是在有竖杆的节点处，无节点的弦杆承载力相比较小。在现场实际施工不可避免会出现支撑点与贝雷片节点错位现象，为了能确保支撑点与贝雷梁节点重合可采用以下两种措施来处理：①在钢管柱总体布置时应考虑按标准节长为3m贝雷片来合理确定两排钢管柱间距，原则是按确保支撑在贝雷片节点上来布设钢管柱，按此间距进行受力检算，此方法可从根本上解决支撑点与节点错位的问题，见图3。如未考虑按贝雷片进行布设钢管柱，施工中将会出现大批贝雷片节点不在钢管柱中心处的情况，会增加后期加固措施的工作量。若采用非标准节贝雷片进行调节，目前生产商和租赁商拥有的贝雷非标节很少，非标节贝雷最短只有1m，增加一定数量的非标节后，在贝雷梁安装时应详细计算好配节，非标节的配置位置，安装时严格监控。如出现非标节安装错位起不到确保节点处的作用。②本桥支架与原有公路斜交370。在跨路部分的贝雷片不在节点处的现象较多，且通过上述方法也无法都进行调节。在节点与支撑点错位且梁体自重荷载值又较大时，贝雷片下弦杆局部将会出现过大应力而容易导致结构破坏。节点错位在施工中较为常见，为了不影响贝雷片的结构性能，在错位部分对结构进行补强，补强措施为：在工字钢支撑范围贝雷片上下弦杆采用][10槽钢对撑，双拼槽钢背对背间距与腹杆宽度保持一致，保证槽钢与腹杆紧密接触，沿横向可对加固的槽钢采用普通钢管进行连接，以保证整体结构的稳定性和真正起到加强效果，见图4。
图1 钢管柱横向连接示意图图2贝雷片简易示意图
图3贝雷片节点错位示意图 图4贝雷片节点加强示意图
2.3碗扣支架施工
纵向贝雷梁上部沿桥横向设置I14a工字钢分配梁，在横向工字钢分配梁上安装碗扣式底托搭设碗扣支架作为脱模构件，I14a工字钢顶部采用外径48mm，壁厚3.5mm碗扣式满堂支架，碗扣式钢管支架搭设时，必须严格控制掌握可调底托和顶托的可调范围，顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜（不超过伸长量的三分之二）。防止因“过调”导致底、顶托失稳。相邻I14a工字钢分配梁间采用方木进行支撑防止工字钢在受力时倾覆，沿横断面方向在两侧及中部设3排方木支撑。如条件允许可采用相邻分配梁间用钢筋焊接，因本桥所用支架材料均为租赁，减少损坏故采用方木进行支撑。现浇梁底部为曲线布置，碗扣支架搭设时按高度合理组合，施工时会出现顶托外露长度超过30cm时，采用最短配节碗扣支架也无法调整，此类杆件搭设时避免不了，因采用碗扣支架底部要位于同一水平面上，顶部必然会出现超标的杆件。如通过下托来调整，无法保证立杆间用横杆进行纵向连接，采用普通钢管连接工作量大整体效果不理想。为了保证顶托立杆伸出量不超标本桥施工时采用增加一层横向方木，对顶托伸出部位采用通长钢管及扣件横纵向连接，确保顶托稳固不摆动。施工中还应严格控制坚杆的垂直度、剪力撑的间距和数量，保证钢管及支架的稳定性。
2.4支架预压施工
在碗扣顶托上部横桥向铺设10×15cm方木，再在其上部纵向设置12×12㎝方木，最后满铺竹胶板。采用砂袋进行预压，每袋装砂后平均重约800kg，直接吊砂袋到支架顶底模板上进行预压。吊装砂袋应注意分层堆载，堆完第一层后，再从一端堆载第二层，不要一次从一端到另一端堆载到位，预压时加载及卸载均按分级进行施工。
A、加载方式：30%→60%→80%→100%→120%；B、卸载方式：120%→100%→80%→60%→30%→0。每完成一级加载与卸载，均对所有测点进行一次读数和测量，并做好详细记录。为了让结构充分变形，每次加载后，应先停止下一级加载。本桥采用逐孔分段进行预压，预压施工安全正常，符合设计和规范要求。
3结束语
高净空大跨度连续现浇梁施工一般采用挂篮施工，但对于工期紧的工程，特别是市政桥梁工程，采用钢管柱贝雷梁碗扣支架组合体系在梁体跨越道路时越来越被广泛应用，该技术具有强度高、跨度大、施工快捷、经济合理等优点。在支架施工时应严格控制各环节的安设质量，以简便可行的处理方式解决支架施工中问题，确保支架在施工中的稳固安全经济合理，施工中应根据净空高度不同，组合体系要结合实际进行调整。采用上述施工方法顺利安全地完成了该桥的施工，各质量检测均满足规定要求,表明该施工方法是成功的，為高净空大跨度连续梁支架施工积累了新的技术资料。
参考文献:
[1]铁建设[2010]241号.高速铁路桥涵工程施工技术指南[M]. 北京:中国铁道出版社,2010.
[2]JGJT 194-2009.钢管满堂支架预压技术规程[S]. 北京:人民交通出版社,2009.
[3]交技术发[1998]23号.贝雷件使用手册[M]. 北京:人民交通出版社,1998.
[4]周水兴,何兆益.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001.
作者简介：黄伟 (1978.1--)，男，汉族，本科,工程师,主要从事铁路、公路、市政等工程技术和管路工作。