連續梁現澆支架組合方案在現場的應用與分析

楊 峰 （中鐵四局集團南京分公司，江蘇 南京 210000）

0 前言

近年來，隨著我國交通基礎設施建設的不斷加快，鐵路和公路橋梁施工能力不斷增強，各類連續梁支架現澆施工得到了普遍應用。連續梁支架形式也是多種多樣，選擇何種支架形式需要綜合考慮地基承載力、道路交通凈空、與道路邊坡相互關系、支架搭設高度、經濟性比較等因素。本文結合某特大橋跨S243省道連續梁支架施工，對螺旋鋼管支墩+工字鋼橫梁+貝雷片縱梁的形式、滿堂碗扣支架體系（根據地質情況和地形地貌的不同，支架基礎分別采用了擴大基礎、片石混凝土臺階狀基礎和打入螺旋鋼管樁基礎等多種形式）以及跨既有公路預留門洞部分考慮車輛通行凈空的要求等進行了闡述，希望能為同類工程施工提供借鑒。

1 工程概況

某特大橋于DK28+605～DK28+653處跨越S243省道，與線路夾角80。。為1-（32+48+32）m現澆連續梁，連續梁梁高3.278m，底寬5.5m，頂寬12m，墩跨布置為33#～36#墩，其中34#及35#墩位在公路兩側處。34#墩距路基8.0m，路基到35#墩13.5m，S243省道路總寬26m，梁底與S243路面間凈高5.2m。根據地質勘察結果，橋址區表層覆蓋第四系粉質黏土、淤泥質黏土、粉土、粉砂、細砂、礫砂及細圓礫土，下伏基巖為白堊系上統赤山組泥質粉砂巖、含礫泥質砂巖以及侏羅系上統大王山組安山巖等，其中35#～36#墩邊跨存在軟弱下臥層。

2 總體方案簡述

橋址區地形平坦，墩臺身高度在9～11m之間，原狀土地基承載力為180kPa。根據橋位處地形地貌、交通和墩身高度等特點，該連續梁采用支架法現澆，行車通道內采用鋼管立柱加貝雷梁門洞式支架結合碗扣式支架，行車通道以外采用鋼管立柱加貝雷梁支架現澆方案。道路上方門洞式支架通行凈高確保不小于4.5m，共設4排條形基礎、4排支墩，縱梁采用貝雷梁，平行橋位、與道路中心呈斜交布置，縱梁下采用2根I32a工字鋼作為橫向分配梁，分配梁下采用φ530×10mm鋼管樁立柱支撐，立柱采用C30鋼筋混凝土基礎。

邊跨采用支墩法搭設：采用C30鋼筋混凝土條形基礎+φ530螺旋鋼管支墩+雙I36a工字鋼+貝雷片方案；中跨采用φ530螺旋鋼管立柱門洞式滿堂支架法：跨S243長26m，中間預留2個凈寬4m、凈高4.5m的車行門洞，兩側邊跨各預留1個凈寬1.5m、凈高4.5m的人行門洞，保證省道通行的需求，兩側門洞為人行道及非機動車道共用。詳見圖1。

圖1 連續梁組合支架總平、立面圖

2.1 基礎施工

2.1.1 支架基礎施工

φ530螺旋鋼管支墩基礎采用C30鋼筋混凝土條形基礎，基礎尺寸為1.5×2.0×12m；條形基礎下地基承載力根據靜力觸探試驗確定，如果其承載力小于180kPa，則采用挖除換填改良土或AB組填料，以確保其地基承載力不小于180kPa；條形基礎縱向布置間距 33#～34#墩之間為 8.8+9.0+8.8m；35#～36#墩之間螺旋鋼管間距設置同33#～34#墩，打入深度按照19.24m控制。

2.1.2 中跨地基施工

中跨地基為既有公路路面，考慮到道路恢復，在門洞立柱利用既有路面上設置條形基礎然后再搭設，在立柱（桿件）底部鋪設15mm厚鋼板。

2.1.3 中跨邊坡地基

中跨邊坡地基要挖除表面虛土，分臺階進行夯實并澆筑混凝土，混凝土厚度不小于40cm。臺階高度按60cm，寬度按60cm、90cm設置考慮。

2.2 支墩法支架搭設

支墩采用φ530mm螺旋鋼管搭設；橫向設置7根螺旋鋼管，間距按（2.0+1.0+2.0+2.0+1.0+2.0）m布置；在條形基礎上預埋750mm×750mm厚20mm鋼板與螺旋鋼管聯結，同排立柱間采用[16槽鋼聯結，保證立柱穩定。螺旋鋼管頂部采用兩根I36a工字鋼作為分配梁，工字鋼與螺旋鋼管連接牢固，分配梁上采用貝雷片作縱梁。

貝雷片縱梁布置：采取單排單層排列，采用專用45型及90型支撐架連接，間距不標準時需特制支撐架連接；布置間距在箱梁腹板處橫向間距0.45m，在底板處橫向間距為0.6m，在翼緣板處工字鋼橫向間距為0.9m，縱向共計設置20片。在貝雷梁上鋪設I16工字鋼作橫梁，間距0.6m；I16工字鋼上鋪設10cm×10cm的方木作為縱梁，間距按0.3m布置。

2.3 門洞滿堂支架搭設

支墩采用φ530mm螺旋鋼管搭設，支墩縱向間距為4.0m（機動車道）+2.2m（綠化帶）+4.0m（機動車道）；橫向支墩設置7根螺旋鋼管，間距按2+1+2+2+1+2m布置；支墩上部設兩根I36a工字鋼作為分配梁；分配梁上采用20根I36a作縱梁?？v梁布置腹板處0.3m，底板處0.6m，翼緣板0.9m，工字鋼底每50cm垂直設一道固連鋼筋與工字鋼焊接，確保工字鋼穩定。工字鋼與方木接觸處必須緊密，通過加大頭楔處理；門洞兩側為碗扣桿件搭設，端橫梁及中隔梁處縱向間距0.3～0.6m，其他地段0.9m；橫桿間距為1.2m。支架上部鋪設I16工字鋼作橫梁，間距0.6m；I16工字鋼上鋪設10cm×10cm的方木作為縱梁，間距按0.3m布置。

3 支架設計情況

3.1 中跨碗扣支架基礎設計

先將支架搭設范圍內路基邊坡上松軟土清除，然后澆筑40cm厚C20片石混凝土，基礎外邊緣必須超出最外排支架20cm以上。在地基處理四周挖設排水溝，并確保積水能流出施工場地外。對于瀝青路面處直接鋪設通長方木，然后搭設碗扣支架。門洞支墩基礎采用C30混凝土條形基礎，基礎平行于既有道路中心線布置，基礎尺寸為12m×1m×0.8m。

3.2 碗扣支架

跨S243門洞式支架兩側至梁端范圍采用碗扣支架，碗扣支架采用標準規格φ48×3.5mm的鋼管。碗扣支架腹板底縱橫間距0.3m×0.3m，其余底板底縱橫間距0.6m×0.6m，翼板底縱橫間距0.6m×0.6m，橫桿每1.2m設置一道。

由于碗扣支架與既有道路方向成一定的夾角，故在靠近人行通道門洞邊處采用0.3m×0.3m縱橫間距異型加密布置，并采用普通鋼管沿橋縱向與整體支架牢固相連。詳見圖2。

圖2 碗扣支架布設大樣圖

為了增強支架的整體穩定性，采用φ48×3.5mm鋼管對支架進行加固，確保每根立桿上至少有一層橫桿連接，縱、橫向剪刀撐每4排碗扣架設置一道。水平連接桿每1.2m設置一層，在碗扣架四周設置封閉式剪刀撐。在立桿距地面不大于30cm處設置一排掃地桿，掃地桿采用φ48×3.5 mm的鋼管，扣件與立桿連接。頂、底托的絲桿伸出長度不大于20cm。剪刀撐、掃地桿、水平連接桿設置時均應同時與一個桿件連接。支架設置詳見圖3。

圖3 碗扣支架設置圖

3.3 門洞式支架

道路上方門洞式支架在道路中心設支墩，兩機動車道凈寬4m。門洞支架立柱采用φ530×10mm螺旋鋼管制作，共設置4排，每排7根，鋼管之間采用I16工字鋼焊接成剪刀撐和橫向連接系。鋼管樁頂分配梁采用2根I32a工字鋼焊接而成，分配梁長度12m。分配梁頂架設I36a工字鋼作縱梁，共20根，工字鋼間采用φ16鋼筋連接。門洞式支墩立面見圖4。

圖4 門洞支墩立面布置圖

3.4 邊跨支墩設計

邊跨支墩采用φ530×10mm螺旋鋼管制作，共設置4排，每排7根，縱向間距為8.8+9.0+8.8m布置，橫向鋼管之間采用I16工字鋼焊接成剪刀撐和橫向連接系。鋼管樁頂分配梁采用2根I32a工字鋼焊接而成，分配梁長度12m。分配梁頂架設20片貝雷片作縱梁，貝雷片間采用專業45型及90型支撐架連接。

4 基礎及支架施工工藝

4.1 基礎施工工藝

4.1.1 碗扣支架基礎

挖除路基邊坡上松軟土表面虛土，分臺階進行開挖，臺階向內側傾斜2%～4%，經夯實后澆筑混凝土。S243省道施工時采用石灰改良土分層碾壓密實的，先人工刷除50cm厚的邊坡虛土，經土體基底承載力檢測得知大于200kPa，分臺階再次夯實后立模澆筑C20片石混凝土。

混凝土厚度不小于40cm。臺階高度按60cm，寬度按60cm、90cm進行。上下臺階平面互相搭接不少于20cm，以保證整體邊坡的穩定性。詳見圖5。

圖5 公路路基邊坡加固處理示意圖

4.1.2 門洞支墩基礎

為減小對既有道路的破壞、便于后期基礎拆除，澆注前在基礎底設置油氈隔離層。門洞支墩采用C30混凝土條形基礎，并在頂面預埋鋼板，基礎平行于既有道路布置，尺寸為12m×2m×0.8m。詳見圖6。

圖6 公路瀝青路面上條形基礎示意圖

4.2 支架施工工藝

4.2.1 碗扣式支架

根據支架計算得出支架的結構布置，并在支架搭設前嚴格進行放樣定位。由于邊坡澆筑混凝土臺階的方向與碗扣支架構成一定的角度，造成個別碗扣桿件不能較穩固的支撐于臺階面上，需要對出現此類情況的部位進行補充澆筑C30混凝土補強找平處理。部分支點懸空處理示意見圖7。

圖7 支點懸空處理示意圖

底層支架必須在內外立桿底部設置掃地桿，不可使立桿直立在底座上，頂托必須距離下層橫桿不大于60cm。在支架的外側周邊及腹板下每隔4m間距設置剪刀撐一道，剪刀撐的寬度不大于4個跨徑，斜桿與地面傾角宜為45～60。滿堂支架采用逐排逐列和逐層搭設的方法，并隨搭隨設剪刀撐、水平縱橫加固桿。支架搭設高度滿足箱梁模板底標高的要求。構件的連接應盡量緊密，以減少支架變形，使沉降變形符合預計數值。

4.2.2 門洞式支架

鋼管樁標高控制：為確保S243行車安全，門洞式支架凈高設置為4.5m，將各支墩承臺及樁頂標高列表。為增加鋼管支架之間的整體穩定性，鋼管之間采用I32工字鋼焊接剪刀撐和橫向連接系。

鋼管樁與承臺、分配梁之間連接：鋼管樁底部焊接720×720×10mm鋼板，鋼板上預留直徑為25mm螺栓孔4個。鋼管樁與承臺之間采用螺栓連接。鋼管樁頂部開槽16cm深、30cm寬，槽底面焊接6塊5×8×1cm鋼板加強分布應力，2根I32a工字鋼安裝完成后，采用5cm寬、8mm厚弧形鋼板將工字鋼與鋼管樁之間焊接牢固。

分配梁施工：鋼管樁頂分配梁采用2根I32a工字鋼焊接，再在工字鋼焊接面的上下各焊接1塊10mm厚的鋼板，制成橫向分配梁，分配梁長度12m。分配梁直接放在安裝好的鋼管樁立柱上，調整完畢后分配梁與立柱之間采用弧形鋼板焊接固定。

縱梁施工：縱梁共布置20列貝雷梁，單列貝雷梁用9片標準貝雷片連接而成，在鋼管樁立柱處采用“U型”螺栓與分配梁連接成整體，貝雷片之間每6.0m用精加工的橫聯橫向連接，梅花形布置。貝雷片與I32a工字鋼橫向分配梁之間采用螺栓連接。

5 支架、模板拆除

待連續梁混凝土強度達到100%設計強度并張拉后，拆除箱梁側模；梁體完成終張拉且經壓漿處理后進行支架卸落。落架時宜跨中向支點平穩對稱進行松開解除支架的鍥塊，降低頂托標高，之后人工配合拆除模板，然后逐步拆除支架，自跨中向支點平穩對稱進行。門洞式支架拆除應進行半幅封路，并設專人進行指揮，卸架時下方嚴禁站人，并禁止從上方投擲扣件、鋼管等物品。

6 應用分析

該連續梁工程采用支架法施工，箱梁采用整體一次性澆注成型。組合支架系統采用了螺旋鋼管支墩+工字鋼橫梁+貝雷片縱梁的形式以及滿堂碗扣支架體系，同時根據地質情況和地形地貌的不同，支架基礎分別采用了擴大基礎（小里程邊跨）、片石混凝土臺階狀基礎（中跨的邊坡處）和打入螺旋鋼管樁基礎（大里程邊跨）等多種形式?？绻奉A留門洞部分考慮車輛通行凈空的要求，采用了在既有瀝青路面上澆筑混凝土條形基礎+螺旋鋼管立柱+工字鋼橫梁+工字鋼縱梁的支架體系形式。

在支架組合方案施工中，對既有公路邊坡兩側采用片石混凝土臺階狀基礎既滿足了滿堂碗扣支架基礎承載力的需要，又對既有公路邊坡進行了有力可靠的防護，并對后期的公路邊坡恢復綠化做好了鋪墊——直接培上土即可。該處連續梁支架共采用了5種形式，為我們對其進行對比分析提供了條件，通過分析發現：采用打入螺旋鋼管樁基礎+螺旋鋼管支墩+工字鋼橫梁+貝雷片縱梁的形式，相比較滿堂碗扣支架形式，不僅可以節省地基處理費用（當存在軟弱下臥層時更加節?。€可以避免地面硬化所需的等強時間，而且梁下空間大，便于支架體系的拆除和鋼管樁的拔出回收。在墩高大于10m時，前者所產生的綜合費用要比后者節省20%，還能有效加快施工進度。

7 結語

通過以上的工程實例和應用分析，對連續梁主墩侵入公路邊坡、橋位存在軟弱下臥層以及公路行車凈空對支架形式有所限制的情況下做好支架方案提供了借鑒；為連續梁現澆支架選擇“摒棄非此即彼、推薦擇優組合”提供了思路和參考。

[1]赫英龍.滿堂支架在混凝土現澆連續梁施工中的方案設計與應用[J].鐵道工程學報，2001（3）.

[2]JGJ166-2008，建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范[S].

[3]張科輝.現澆連續梁鋼管柱貝雷梁組合支架應用設計[J].鐵道建筑技術，2015（08）.