特别策 划． 客专萋紫 Ｌ ： ＪＪ 贝雷支架现浇箱梁施工技术 ＿陈永强 摘要：论述宝兰客专郑家川大桥工程慨况和大桥支架现浇整体思路；从支架桩施工和地系梁施工方 面阐述支架弛－Ｌ工的基础施工；从支架铜管设计、铜管柱搭设和砂箱安装方面阐述乏架搭设：从柱硕横 梁安装、螅雷梁和分配横梁安装方面阐述纵横梁 装；提出墩梁式支架基础施工、支墩预埋件及高程 设计等技术要求 贝雷支架现浇箱梁施工技术可为类似工程提供借鉴 关键词：贝雷支架；现浇箱梁；支架搭设；纵横梁安装；郑家川大桥 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：ｌｊ 文章编号：１６７２（） Ｘ（２（Ｊ１７）Ｉ Ｊ！ｏｏ４Ｉ一｛｝ｊ ＤＯＩ：Ｉ（）１‘）５５Ｉ｝Ｌｉ ｉ １１．１６７２一（）ｎ１ｘ．２１）１７．【ｌ２ Ｏ４１ 随着科学技术进步和施工工艺、施工水平的日臻成 熟，交通运输产业快速发展，铁路工程建设发展迅猛。 中长期铁路网规划（２００８年调整）》的“四纵四横” 客运专线大部分线路通过高山河谷，很多线路出现了软弱 地基土和浅埋扩大等情况。为满足基础设施的安全、稳定 和变形要求，现浇箱梁采用贝雷支架技术。 墩，支墩顶部设置调节砂箱，其上设置柱项横梁。柱顶横 梁上铺设支架梁，支架梁采用贝雷梁形式，腹板和底板下 方的支架梁上、下部设置加强悬杆，支架梁在中支点和边 支点处对腹杆进行加强。支架梁上设置横向分配梁，其上 铺设箱梁底模。 ３支架施工方法 １ 工程概况 郑家ＪＩｌ大桥起讫早程ＤＫ９１ ０＋０６４．９５—２０９．０５，全桥 长１ ４４ １ ｍ，孔跨布置为４：Ｊ：Ｌ３２ ｍ简支梁。桥梁基础均为 ３．１ 基础施工 （１）支架桩施工。每榀梁的墩梁结构在跨中增设一 排支架桩（ ］ｏｏ ｃｍ），支架桩为Ｃ３０％１￣筋混凝土结构。 钻孔灌注桩，桥台采用双线矩形空心台，桥墩均为实体 每排支架桩４根，分别布置在箱梁腹板正下方和翼缘板下 墩…。大桥位于定两市安定区彭家喟，地貌属牛河谷南岸 黄土梁峁沟壑区，地势平坦。桥址区地层主要为第四系全 新统 中积砂质黄土、黏质黄土、粉土、细圆砾土；第四系 上更新统风积砂质黄土及上第三系泥岩。地表水为季节性 流水，地下水对混凝土存在氯盐、硫酸盐及镁盐侵蚀性， 环境作用等级分别为Ｌ２、Ｈ２和Ｈ１。 方。支架桩桩长根据荷载和地层情况计算确定。支架桩施 工流程为：施工准备一测量放线一钻机就位 制作泥浆 钻孔一成孔检测一清孔一安装钢筋笼一下导管一 混凝土灌 注。根据空间有限元软件计算得出钢管的反力，中间２根 最大反力２ １１２ ５ ｋＮ，两侧最大反力１ ０４５ ５ ｋＮ。设计和 施工时，钢管与基础桩在同一轴线上，因此桩基的承载力 按照钢管的反力值计算。根据 公路桥涌地基与基础设计 ２支架现浇整体思路 郑家川大桥支架现浇采用墩梁结构形式，墩梁结 构利用主体既有承台和在简支梁跨中新增一排Ｃ３０钢筋 混凝土钻孔灌注桩（ １ ００ Ｃｍ），作为现浇简支梁的 持力基础。新增混凝土灌注桩项部设置地系梁，采用 ６３０ ｍｍ×８ ｍｍ和 ７２０ ｍｍ Ｘ １ ０ ｍｍ螺旋钢管作为支 规范 计算桩基承载力…。 单桩轴向受压承载力允许值： ｆ，ｇａ】＝１／２ Ｘ Ｕ 臼， ×，卅，×０ ， 臼 ＝厂７７ｎ ｘ ×【［ｆａｏ］＋ｋ２×厅（／７—３）】， 式中 “为桩身周长，ｍ；／，为承台底面或局部冲刷线以 下各土层厚度，扩充部分不计，ｍ：０， 为／，对应的各土层 ２０１ ７年第２期 ４１ 技术 ／勘 ＿ 特别策划・宝兰客专 与桩侧摩阻力标准值，ｋＰａ；Ｏ 为桩端处土的承载力允许 值，ｋＰａ；Ａ ，为桩端面积，ｍ ：，７７。为清底系数，取０．７； 厅为修整系数，取０ ７；【ｆａｏ】为桩端处土的承载力基本容许 ＝根据Ｇ Ｂ ５００１ ７—２００３《钢结构设计规范 ， ０．９１ ７ ｍ ｍ：计算压杆的应力（忽略钢管的自质 量）， ＝斤／（ Ａ）＝１ ０３．２８ Ｍ Ｐａ≤［ 】（Ｑ２３５钢材强 值，强风化泥岩３００ ｋＰａ，弱风化泥岩４００ ｋＰａ； 为容许承 载力随深度的修正值，取１．０：Ｋ为桩端以上各土层的加权 平均重度，ｋＮ／ｍ。，粗略计算取１ ７ ｋＮ，ｍ。；ｈ为桩端的埋置 度设计值为２１ ５ Ｍ Ｐａ），故 ７２０ ｍｍ钢管稳定性满足 规范要求。照此方法计算 ６３０ ｍｍ的钢管应力， ＝ 斤／（ ／４）＝７４．７ ＭＰａ≤【 】（Ｑ２３５￣Ｒ材强度设计值为 深度，其计算值不大于４Ｏ ｍ，大于时按４０ ｍ计算。 安全系数 取１．５（经验值），当Ｋ＝［Ｒａ］／２ １ １２ ５＞１ ５Ｂｔ－， 表明桩基承载力满足要求。 桩基侧向摩阻力查询ＪＴＪ ０２４—１ ９８５ 公路桥涵地基 与基础设计规范 。砂质黄土极限摩阻力值为５０ ｋＰａ：细 圆砾土极限摩阻力值为１ ２０ ｋＰａ：Ⅲ级泥岩极限摩阻力值 为１Ｏ０ ｋＰａ：ＩＶ级泥岩极限摩阻力值为１２０ ｋＰａ。 （２）地系梁施工 。地系梁用于连接支架桩，形成 整体基础结构，共同分担上部荷载。地系梁采用Ｃ３０＃￣Ｊ筋 混凝土结构，结构尺寸１＿２ ｍ ｘ １．２ ｍ×１ ４．Ｏ ｍ。 支架桩施工完成及强度满足要求后，进行地系梁施 工。地系梁浇筑时应做好收面工作，控制好表面平整度。 施工流程：测量放线一基坑开挖一破桩一绑扎钢筋一 立模一混凝土浇筑。 ３．２支架搭设 ３．２．１支架钢管设计 （１）墩梁结构支架采用螺旋钢管，螺旋钢管规格为 ６３０ ｍｍ×８ ｍｍ和 ７２０ ｍｍ ｘ １ ０ ｍｍ。支架钢管分为 标；佳节和非标；佳节，每节钢管两侧设置法兰盘。根据现场 实际情况，支架高度选择合适的节段与法兰盘连接。非标 准节由实际高度除去标；佳节确定。 （２）支撑钢管验算 。一是钢管轴向力验算。 Ｑ２３５钢 ６３０ ｍｍ ｘ ８ ｍ ｍ及 ７２０ ｍｍ ｘ １ Ｏ ｍ ｍ钢管 主要承受轴向压应力，根据空间有限元计算得出支撑 钢管最大轴向压应力ｏｍａｘ＝９４．７ Ｍ Ｐａ＜Ｑ２３５钢拉、压容 许应力【 。】．１ ４Ｏ Ｍ Ｐａ，满足要求。二是稳定性验算。 钢管立柱之间有斜撑杆和横向联系杆件，立柱最大高度 ／＝１ ２．５ ｍ，按两端铰接计算，长度系数ｕ取１．０，计算长 度为 ｏ＝ ／＝１ ２．５ ｍ。跨中 ７２０ ｍｍ钢管轴力最大值为 ２ １ １ ２．５ ｋＮ， ６３０ ｍｍ钢管轴力最大值为１ ０４５ ５ ｋＮ。 ≯７２０ ｍｍ钢管的回转半径为／－： ：√＿ ：ｏ．２５１ ｍ ４ （Ｄ为钢管外径，ｄ为钢管内径）。 长细比月＝——＝—１．０ Ｘ １— ２．５ ＝４９．８ ４２ ２０１ ７年第２期 ２１ ５ ＭＰａ），故 ６３０ ｍｍ钢管稳定性满足规范要求。 ３．２．２钢管柱搭设 支架钢管分节吊装，每排４根钢管柱分根搭设。第一 节钢管柱搭设完成后，围绕钢管柱搭设“井”字形钢管 架，以方便下一节安装。随着钢管桩的搭设高度抬升，不 断加高“井”字形钢管架的高度，直至钢管柱搭设至设计 高度。待同排钢管柱搭设至设计高度后，安装钢管桩问联 系杆，使同排钢管桩形成整体，提高稳固性，然后进行砂 箱和柱顶横梁吊装。 第一层钢管桩搭设前需对基础面（既有承台和地系 梁）进行平整度检查，必要时进行打磨处理，确保基面平 整，以保证搭设的垂直度。而后进行第二层、第三层钢管 连接，每节钢管桩间采用螺栓连接，安装时应仔细检查螺 栓连接的可靠性，必要时可改为焊接或采用焊接工艺进行 加强。固定好的钢管桩轴心应在一条线上。钢管桩每搭设 一层，采用锤球检查垂直度，以确保搭设质量。最后一层 的钢管应根据现场实际测量情况在现场加工，以确保该榀 箱梁下面的钢管桩搭设后顶面齐平。为保证钢管架整体稳 定性，钢管支架之间采用槽钢 ８ａ剪刀撑连接。 ３．２．３砂箱安装 砂箱采用无缝钢管加工而成。每根钢管柱上设置一个 砂箱，砂箱通过法兰盘与钢管柱连接。砂箱顶板平行焊接 ２｝Ｅ短槽钢，形成限位槽，用于限制和固定柱项横梁。砂 箱结构示意见图１。 ｌ图１砂箱结构示意图 特别策 宝．、 砂箱用砂采用洁净的中砂，晒干、过筛后测出比重， 紧 勘 贝雷梁进行锁定。考虑到支点受力较为集中，贝雷梁在 现场拼装时，在位于中支点位置的贝雷梁中部腹杆增设 １Ｏ０ ｍｍ Ｘ １Ｏ ｍｍ钢管进行加强，在位于端支点位置增 根据所需高度称重装箱，确保砂箱顶板标高一致。为方便 卸砂，在距砂箱底部７．５ Ｃｍ处开一个圆孔，并用１０ ｍｍ 厚的钢板制作一个可推拉的挡板。砂箱采用吊车安装，吊 装前检查砂箱的高度，确保同一榀箱梁下面的砂箱高度一 致，同时检查砂箱的完整性，有裂纹的禁止使用。施工过 设双拼］［１ ０ ｃｍ槽钢进行加强。 ３．３．３分配横梁安装 分配横梁可将上部模板、梁体混凝土等荷载均匀传 给贝雷梁。考虑到箱梁施工后的支架拆除，分配横梁采 程中，砂箱需用塑料薄膜包裹，以防雨水及潮气进入，影 响使用。 ３．３纵横梁安装 ３．３．１柱顶横梁安装 端支点柱项横梁采用双拼『４５ａ型工字钢，中支点柱 顶横梁采用三拼Ｉ ４５ａ型工字钢。横梁单根长１ ６ ５ ｍ。双 拼和三拼ｌ ４５ａ型工字钢在现场加工，采用缀板进行连接 和加强。柱顶横梁采用吊车吊装，吊装前检查砂箱顶面的 平整度，必要时采用钢楔块衬垫。为保证安全，将工字钢 固定在砂箱上。 ３．３．２贝雷梁安装 支架梁采用单层贝雷梁形式，每片贝雷梁梁高１．５ ｍ， 长３．Ｏ ｍ。每榀箱梁下面顺桥向布设８组双拼梁。其中在箱 梁底板和腹板下面布设６组，翼缘板下面每侧布设１组。郑 家ＪＩｉ大桥采用的贝雷片参数为弦杆［１００ Ｘ ４８ Ｘ ５．３／８ ５槽 钢、腹杆Ｉ ８０×５０×４．５／６．５工字钢，支撑杆Ｌ６４Ｘ４角钢。 （１）贝雷梁稳定性验算。采用空间有限元计算贝雷 片弦杆１６Ｍ ｎ钢受力，其最大轴力Ｆ ＝２８４ ６ ｋＮ＜１６Ｍ ｎ 钢理论容许承载力Ｆ ＝＝５６０ ｋＮ。采用空间有限元计算贝 雷片腹杆１６Ｍｎ钢受力，其最大轴力 ＝１ ５６ ６ ｋＮ＜１６Ｍｎ 钢理论容许承载力Ｆ ＿＝＝２１ ０ ｋＮ。在中支点贝雷片 下部主横梁支撑位置的腹杆需要加强，采用１根 １０Ｏ ｍｍ Ｘ １０ ｍｍ钢管进行加强，采用空间有限元计算 腹杆加强杆受力，其轴向最大应力为１ １ ５．５ ＭＰａ＜Ｑ２３５ 钢轴向压容许应力【 】＿１ ４ ０ Ｍ Ｐ ａ。 采用空间有 限元计算贝雷片支撑杆１ ６ Ｍ ｎ钢受力，其最大轴力 ＝３５．２ ｋＮ＜ｌ ６Ｍｎ钢理论容许承载力［ ］＝１ ７１．５ ｋＮ。 通过以上验算，贝雷梁符合结构强度及安全要求。 （２）贝雷梁安装。为方便吊装及考虑到吊装吨位， 支架梁设计为２跨超静定结构。吊装前贝雷梁在现场组 装成１ ２ ｍ、１ ５ ｍ和１８ ｍ的双拼梁，在腹板及底板部位 的４列贝雷梁上下设置加强悬杆。吊装采用分跨吊装，吊 装前检查起吊设备（钢丝绳、鼓轮、吊钩等），先吊装 较长的双拼梁，将其临时架立在两排柱顶横梁上，再吊 装较短的双拼梁，由人工在中跨支点附近采用销栓对２跨 用 ４型短工字钢，底板和翼缘板下分开布设，以减／』、单 根长度和质量，方便抽出，工字钢按５０ ｃｍａ，０间距排列铺 设。分配横梁安装完进行模板铺设及梁体施工。 ４技术要求 （１）墩梁式支架基础施工按照≮公路桥涵地基与基 础设计规范ｊ计算出桩基长度，确保地基满足稳定性及承 载力要求。 （２）支墩预埋件及高棒应设计；隹确，满足支墩安装 精度要求（垂直度偏差不应大于支墩高度的１／５００，偏移 值不得大于５０ ｍｍ）。 （３）钢管安装应按现场吊装设备能力和现场条件分 节分层安装，钢管与基础及钢管接头连接要牢固。 （４）纵横梁安装前应标记安装位置，安装误差不得 大于２０ ｍｍ。 ５结束语 贝雷支架现浇箱梁施工技术解决了两北地区地基软 弱、湿陷，Ｉ＇ＶＥ黄土等问题，缩短了箱梁施工工期。贝雷支架 现浇箱梁施工技术可为类似工程提供借鉴。 ６参考文献 …ＪＴＧ Ｄ６３－－２００７公路桥涵地基与基础设计规范［Ｓ】 ｌＩ２］ＴＢ １ ０１ １ ０—２０１ １铁路混凝土梁支架法现浇梁施工技术 规程【Ｓ】 【３］ＧＢ ５００１ ７ ２０Ｏ３钢结构设计规范【Ｓ】 陈永强：兰州铁局定西工务段，助理工程师，甘肃定 西．７４３（）（１（１ 责任编辑卢敏 ２０１ ７年第２期４３