许建欣

申成路桥建设集团有限公司

摘 要：为提高公路桥梁现浇混凝土箱梁钢管桩支架施工质量，结合工程实例，在对支架受力进行计算分析的基础上，从地基处理、钢管桩支架施工、模板安装、支架预压、钢筋加工及安装、钢绞线安装、混凝土浇筑等方面对现浇混凝土箱梁钢管桩支架施工要点进行探讨。结果表明，钢管桩支架法的应用，有效确保了该桥梁工程的施工质量，竣工验收合格，取得了较好的经济效益和社会效益。

关键词：现浇混凝土箱梁;钢管桩;支架;

作者简介：许建欣（1984—），男，河北保定人，工程师，从事公路桥梁施工工作。;

0 引言

在公路桥梁施工过程中，桥梁预应力现浇箱梁施工常采用满堂支架法，但该施工方法所使用的支架模板消耗量大、工期长，对山区桥梁及高墩有很大的局限性。因此，为解决满堂支架法施工中存在的问题，采用钢管桩支架法进行施工，可减少材料的使用，节约工程造价，克服由于地基沉降对现浇箱梁施工线形的影响。

1 工程概况

某公路桥梁工程设计跨径为24.298m+(24.408+24.572+24.735)m+(24.901+25.072+25.246)m+3×25m+4×25m+25m，设计长度为378.732m。桥梁上部构造形式为25m预制混凝土简支小箱梁和现浇预应力混凝土连续箱梁，第四联为现浇混凝土连续箱梁，设计高度为1.6m，桥面宽为24.392～27.684m。全桥只有墩台顶部位置依次布设中横梁和端横梁，箱梁顶板和底板结构沿车道横坡设置，腹板为铅垂结构。

2 支架受力计算

在现浇混凝土箱梁钢管桩施工之前，需要根据现场的实际情况，对支架受力进行模拟计算，确定支架受力在合理的范围内后，方可开展施工。

2.1 施工荷载计算

支架施工荷载主要由混凝土施工荷载、混凝土堆积荷载、人和机器荷载组成，可以采用以下公式进行计算：

式（1）中：g为支架施工荷载（kN/m);g1为混凝土施工荷载（kN/m），该现浇混凝土箱梁施工荷载为41.6kN/m;g2为混凝土堆积荷载（kN/m），取值为2.0kN/m;g3为人和机器荷载（kN/m），取值为2.0kN/m。

2.2 钢管桩支架受力计算

该工程设计钢管桩和贝雷梁高度分别为12m和1.5m，支架高度为5.3～6.5m，宽30m，高度、宽度之间的比值不超过2，其中钢管桩的横向布置如图1所示。按照《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 166—2016）的要求，在本项目中，风荷载对钢管桩支架的影响可忽略不计。根据全国基本风压系数标准，当钢管桩桩径为0.63m，高度为12m时，其单桩承受风荷载换算成均布荷载为0.27kN/m。选取中间部位的单排桩实际承载状况建立模型并进行分析，钢管桩受力计算模型中构件示意图如图2所示。

图1 钢管桩的横向布置示意（单位：cm) 下载原图

图2 钢管桩受力计算模型中的构件示意 下载原图

钢管桩立杆之间通过焊接槽钢实现水平方向相互连接，并按规范要求搭设纵向剪刀撑，交叉部位应满焊，实际运算时取值为1.2倍自重。可以计算出支撑横、竖反向作用力极限值分别为58.2kN和1 680.7kN，该位置弯矩影响下纵向水平作用力极限值为49.1kN、剪切极限值为76.1kN。桩体受力面积为0.018m2，剪力为τ=4.1MPa，远低于Q235钢各项力学性能指标，水平向承载能力满足规范要求。

该桥梁工程现浇混凝土箱梁钢管桩支架体系，经稳定性验算，得出以下结果：钢管桩支架构件长细比为λ=54.3<[λ]=150，满足要求；外部荷载P=73.5MPa<[σ]=140MPa，承载性能符合设计要求；截面轴心受压构件的纵向弯曲系数υ=89.9MPa<[υ]=215MPa，稳定性符合设计要求。

3 施工要点

3.1 地基处理

对地基进行平整并碾压，然后根据设计方案要求实施沉桩施工，沉桩过程中实时监测桩身位置和垂直度，出现偏差应立即进行调整。每排桩沉桩到位后及时对桩顶标高进行测量，并将桩顶位置切割平整，根据设计要求在顶部设置1.5m×0.6m的钢筋混凝土水平系梁，并进行钢板埋设，确保钢管桩支架处地基稳定。

3.2 钢管桩支架施工

钢管桩支架采用长为12.0m、管径为φ630mm、壁厚为10mm的钢管进行施工，按照桩点布置情况运用25t汽车吊将其运至指定部位并焊接，在各桩顶部分别焊接规格为65cm×65cm钢托，并在各排桩之间按规范要求布设纵向剪刀撑。设置完每排钢管桩后，应在其墩顶位置水平安装工字钢，并通过焊接加强肋板使其与钢板牢固连接。

根据设计图纸现场完成贝雷梁的组装工作，并通过吊装设备将其准确安装至横梁指定位置。贝雷梁上方设置工字钢分配梁，通过骑马螺栓或卡扣实现工字钢和贝雷梁之间的可靠连接，最后进行碗扣支架搭设。结合现场实际情况，分别选择LG60、LG90、LG120、LG300型立杆进行组合使用。为有效确保立杆接头位置不在同一连接区段，最大限度提升支架稳定性和可靠性，分别选用长度为1.2m、3.0m立杆搭设首层支架，错开接头位置，并采用立杆进行接长处理，在顶部位置安装顶杆，便于顶托安装。

安装完毕后，根据规范及设计要求进行纵、横向剪刀撑设置，以有效提升支架整体的稳定性和可靠性。支架搭设完成后在顶托上方布设纵、横向方木，准备模板拼装。在实施预压前必须对全部连接位置进行检查，防止出现松动、脱扣现象，影响施工质量和安全。

3.3 模板安装

箱梁外模使用规格为1.22m×2.44m×15mm的整块覆膜竹胶板，长边沿纵向布置。支架体系搭设合格后，在顶托上方纵向布置[10方形槽钢，然后在其上部交叉铺设方木，并将顶托调节至标准位置；所用方木规格为10cm×10cm，铺设间距为30cm，有效确保方木与模板牢固连接。针对腹板侧模及翼缘板底模，使用规格为10cm×10cm标准方木，按照30cm间距设置加强肋。箱梁内部使用木模板，通过加工制作的木质支架进行支撑，支架应用5cm×8cm和10cm×10cm的方木拼装而成。为有效避免腹板混凝土浇筑时漏浆污染底板，在进行腹板模板制作时将其底脚位置增加20cm充当压浆板。内模设置混凝土垫块和钢马镫，钢马镫应用直径20mm的钢筋现场加工制作，在内模支架的各个立杆位置均应合理设置。

3.4 支架预压

为防止地基和支架产生非弹性变形，并准确测量其弹性变形值，在实际施工中通过水袋预压法对支架体系实施超载预压试验，预压加载为总荷载的110%。

3.4.1 加载顺序

对支架受力情况进行模拟加载，具体分为5个加载等级，总荷载为箱梁自身重力荷载。1级加载为总荷载的10%,2级加载为总荷载的50%,3级加载为总荷载的75%,4级加载为总荷载的100%,5级加载为总荷载的110%。

3.4.2 观测点布设

在三跨贝雷梁跨中及满堂支架端部的左、中、右3个部位分别设置沉降观测点，将其稳定设置于顶托木方上方。

3.4.3 预压观测

将荷载增加到总荷载的10%，记录观测点的高程。荷载增加到50%后对高程进行测量，间隔1h后复测1次；荷载增加到75%后对高程进行测量，间隔1h后复测1次；荷载增加到100%后对高程进行测量，间隔2h复测1次。若连续两次测得的高差低于2mm，可判定为沉降不再发展。经总监理工程师确认，将荷载增加至总荷载的110%，重复进行沉降观测，直至沉降逐渐稳定。如果当天沉降量不超过2mm或连续3d沉降累加值不超过5mm，则可移除荷载。

3.4.4 卸载及支架调整

按照加载的相反顺序实施分级卸载，结合观测数据对支架形变量进行计算，根据起拱度合理调节梁底杆高度。

3.5 钢筋加工及安装

骨架钢筋焊接必须严格控制钢筋位移及变形。骨架焊接提前在钢筋料场制作，并安装可固定骨架的型钢，根据骨架规格在焊接体系上放样。在对骨架实施焊接时，要采用点焊的方式从中间向两侧对称焊接，并采用自下而上的顺序实施焊接。各焊缝必须一次焊接成型，相邻焊缝必须采用对称间隔焊接方式，严禁沿同一方向持续施焊。应用22#铁丝采用一面顺扣法进行绑扎作业，并确保铁丝头向下弯曲埋入混凝土内部。保护层采用塑料垫块，按照梅花形进行设置。

3.6 钢绞线安装

波纹管必须根据图纸设计位置进行准确定位，通过提前加工好的钢筋井字架实施固定，并焊接牢固。由于预应力束长且存在弯曲，混凝土浇筑完成后不易进行穿束，决定采用先张法施工。待波纹管安装合格后立即展开穿束工作，全面结合现场实际情况进行钢束制作，安装时要采用人、机配合的方式一步到位。

3.7 混凝土浇筑

箱梁混凝土分两次浇筑完成。首次浇筑至腹板和翼缘板交界上方2cm位置，待凿毛完成及绑扎完顶板钢筋，并布设好标高控制点后再进行两次混凝土浇筑。浇筑顺序沿箱梁纵向从一端依次推进，先低处后高处，由中间向两侧对称施工，即：通过纵向分段、竖向分层的方式进行施工。混凝土入模温度超过30℃时要立即暂停浇筑，采取降温措施，待温度满足入模条件后方可继续进行施工。

混凝土由商混站生产，并采用8m3商混车送到现场，通过汽车泵输送入模。泵车需性能良好，具有足够的扬程。浇筑过程中严格控制出料口与浇筑面之间的高度，确保不得超过2m，严格根据提前划分的施工段有序实施浇筑。各作业面配备10名专业振捣人员进行振捣，分别配备50型振动棒5台、30型振动棒2台参与施工作业。在钢筋间距较小的位置选择30型振动棒实施振捣，其余位置使用50型振动棒振捣。合理掌控振捣时间，确保混凝土振捣到位。振捣时严格遵循“三不靠”原则，一是振捣时不要碰到模板、二是不要碰到钢筋、三是不要碰到预埋件，同时避免出现漏振、过振现象。

4 结语

综上所述，本文以工程实践为依托，根据现场施工条件，利用钢管桩、贝雷梁设计了现浇箱梁钢管桩支架支撑系统，总结了现浇箱梁钢管桩支架施工要点，具体包括支架搭设、支架预压、钢筋加工、钢绞线安装、混凝土浇筑等。钢管桩支架法能有效弥补常规满堂支架法的劣势，适用于类似桥梁工程项目中。

参考文献

[1] 李文菊.现浇箱梁膺架钢管+贝雷支架支撑体系施工分析[J].交通世界，2022(8):107-108.

[2] 郭太山，钱小龙，张凯，等.小半径曲线现浇箱梁贝雷支架组合设计与计算[J].科学技术创新，2022(2):133-136.

[3] 陈宽，陈烈发，邓安波，等.山区超大规模现浇箱梁高落差支架施工技术应用[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2019,32(6):39-41.

[4] 李玉国，陈铁彬，吴皓.跨高速现浇箱梁钢管桩支架施工技术[J].黑龙江交通科技，2018,41(6):124.

[5] 陈宏宝，苏小龙.超高超宽重载现浇箱梁支架施工关键技术[J].公路交通科技（应用技术版），2020,16(2):24-27.

[6] 严阅.现浇箱梁在桥梁工程中应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018(3):194-196.

[7] 骆桂兰，胡雄刚，胡晓芳.软基现浇箱梁钢管支架施工方法研究[J].中国高新技术企业，2013(17):18-20.

[8] 毛江南，王技孝，靖振帅.跨高速公路小净空现浇箱梁支架的设计与应用[J].公路，2017,62(3):116-118.

[9] 耿明哲.水中组合钢支架法现浇预应力砼连续箱梁施工技术[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010(10):243-244.

[10] 徐锋铭，申屠德进，叶水标.杭新景高速公路高墩现浇箱梁钢管支架法设计与施工技术[J].北方交通，2015(6):53-56,59.

声明：我们尊重原创，也注重分享。有部分内容来自互联网，版权归原作者所有，仅供学习参考之用，禁止用于商业用途，如无意中侵犯了哪个媒体、公司、企业或个人等的知识产权，请联系删除（邮箱：glyhzx@126.com），另本头条号推送内容仅代表作者观点，与头条号运营方无关，内容真伪请读者自行鉴别，本头条号不承担任何责任。