貝雷梁—盤扣組合式支架結構體系在現澆梁中的設計及應用

狄傳虎

中垣建設集團路橋工程有限公司 貴州 貴陽 550001

隨著城市規模的不斷擴大，建筑業取得了較快速的進展，其中混凝土結構施工中使用現澆梁板結構的比重也日益增大，這就要求現澆梁板使用的模板、支架需要具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，施工時需對現澆梁支架臨時結構進行專項設計[1]。而通過采用貝雷梁-盤扣組合式支架結構體系設計，可有效克服跨路交通、跨河、地基處理困難等障礙物的影響，最大限度地節約資源，并減少對城市環境的影響，從而實現綠色施工，實現支架施工整體的安全性和穩定性。

1 施工設計

某立交是一座全互通式立交，共計13座橋，主線橋上跨現狀東二環，SW、HSW、ES、WS匝道上跨現狀航天路，SW、WN、HSS上跨河道。采用常規的滿堂支架技術梁底距離路面凈空為9 -13m，空間較大，為方便后期貝雷梁拆除，減小地基處理，且不影響下部道路通行及河道，故采用貝雷梁-盤扣組合式支架結構體系設計在貝雷梁頂面搭設盤扣式支架，如圖1、圖2。搭設后的盤扣支架高度約4-8m。選取SW匝道橋2×20m+3×20m進行施工典型設計，此橋與現狀道路斜交，對斜交現澆梁施工，鋼管樁、貝雷梁平面布置采取相同斜交角，對于上部的分配梁、支架與設計線路保持正交，方便支架搭設。

圖1 現澆梁組合支架設計圖縱斷面圖

圖2 現澆梁組合支架設計圖橫斷面圖

1.1 鋼管立柱貝雷梁設計

1.1.1 鋼管立柱

在跨中設計為C30鋼筋砼條形基礎，每排5根，兩側利用承臺預埋鋼板立柱基礎。鋼柱選用標準630×8mm螺旋鋼管。鋼管底與基礎埋設2塊鋼板之間采用焊接。鋼管柱間選擇由20#槽型鋼構成的橫向連接桁架，柱頂（腳）設置鋼板及8道加勁肋板并與支撐框架頂部的橫梁焊接，如圖3。

圖3 條形基礎及 柱頂（腳）鋼板加勁肋板大樣圖

1.1.2 橫梁

橫梁為雙拼I56a工字鋼，在檢查立柱的垂直度、高程后，調整其軸線，使其與鋼軸線重合。相鄰兩根立柱安裝完畢后，及時連接橫桿和斜桿，確保支墩整體穩定。安裝一個整體支墩后，安裝支墩頂部的橫向雙拼工字梁，將五個橫向支墩連成一個整體。雙拼工字鋼與柱頂鋼板焊接固定。

1.1.3 縱向主梁與橫向分配梁安裝

縱向主梁使用貝雷梁，在貝雷梁拼裝之前必須仔細檢查貝雷片是不是有傷損跡象，有明顯破損的則不得使用，經參建各方檢查驗收合格后使用。并且嚴格控制好垂直度，確保主梁受壓安全問題。貝雷梁上方橫向分布梁選用I20工字梁，橫橋向布置分配梁，縱向間距為1.2m，分配梁與縱向主梁采用U型卡固定。U型卡緊固時，每根分配梁不小于5根，保證縱梁橫梁支架的穩定性。

1.2 盤扣式支架設計

傳統的碗扣式支架因材質差，鋼管厚度不足，搭設周期長，材料損耗大，而盤扣式鋼管材質采用Q345B低碳合金結構鋼，是一種高度靈活的多功能支撐架，以立桿基礎部件為基礎，立桿上配置圓盤，每個圓盤上設置8個孔，用以連接其他橫桿、斜桿等部件，使整個結構牢固穩定，根據余衛華，彭偉[2]通對扣件式、碗扣式、盤扣式鋼管對比分析，當立桿外徑相同時，單根豎向承載力盤扣式承載力最大，而當盤扣立桿采用60系列時，單根承載力效果明顯增加。從經濟性、合理性、可行性等方面對保證架體質量、控制工期較為有利，投入相對較少，經本項目部綜合研究決定現澆梁支架采用60盤扣式腳手架方案。

根據本項目混凝土梁結構類型，腳手架順橋向立桿間距為120cm，橫梁處為60cm，橫橋方向120cm，在腹板處60cm，立桿底部設掃地桿，高度30cm，立桿底部布置在I20分配梁中部，其標高的調節由頂端的頂托實現。腳手架按要求設置縱橫剪刀撐。在高度方向每間隔1.2m設置一排縱、橫向聯接橫桿，使所有立桿聯成整體。支架頂部安裝可調節頂托，連續梁底標高通過立桿頂托調整，伸出長度不宜超過30cm，插入立桿內長度不得小于15cm。底板范圍頂托橫向放置14工鋼，縱向放置10#工鋼，縱向間距腹板范圍內0.2m，其余0.25m。采用“化曲為直”的思想，將整個現澆梁直接分為幾段搭設，段間設置小角度轉角，并采用扣件支架連接為整體[3]。對此斜交現澆梁施工，鋼管樁、貝雷梁平面布置應采取相同斜交角，對于上部的分配梁、支架應與設計線路保持正交，方便支架搭設。

盤扣式支架安裝過程：測量放線→基礎上彈線確定梁中線位置→立桿定位→豎立桿→安裝第一步橫桿并與立桿扣緊→安裝第二步橫桿并與立桿扣緊→接立桿→加設剪力撐及掃地桿→測量高程、支搭底摸→安裝下木支撐架→拼裝側模并固定→檢查驗收→支架預壓→驗收合格→鋼筋綁扎→砼澆筑→養護→拆模→支架拆除。

1.3 支架預壓

為保證支架的穩定性，減少對支架自身非彈性變化的影響，并可通過檢測預壓時對支架所產生的彈性變化影響[4]，對滿堂式支架進行預拱度調節。支架的預壓首先要關注氣候情況，然后要做好各階段的預壓加載，做好測點布置和沉降觀測。

1.3.1 堆載預壓

選用砂袋作預壓力材料，在施工中關注氣候變化，并做好防雨、防水浸泡等保護措施，以避免因砂袋淋濕而產生的超荷。

1.3.2 基礎預壓

基礎預加載荷載等于承載地基的混凝土的恒載和支撐、模板的重量的總和的1.2倍。

1.3.3 支架預壓重量及預壓方法

基礎預壓進行完畢之后，開始第二和第三階段的預壓加載。首先第二環節加載按總重量的80%記，第三環節加載按總重量的100%計，預壓重量約為梁混凝土自重的1.2倍。次序遵循縱向從跨中向支點、橫向從結構中心線向兩側對稱布載，按負荷大小依次進行。

1.3.4 測點布置

在觀測點的幫助下，仔細測量相應的參數，包括支架沉降、基礎沉降等。在橋梁預壓過程中，觀測點分為上、下觀測點。在每一跨度箱梁的兩端橫梁、跨中和四分之一跨度位置的支架，上部共有五個斷面。上部觀測點沿箱梁縱斷面每隔10m設置一段，分別設置在每段兩側翼緣板邊緣和底板左、中、右位置。在下部設置臨時墩，每個支墩基礎四邊之間設置0.5m。

1.3.5 沉降觀測

監測頻次為裝載前、裝載結束、裝載12h、裝載后24h(當24h未下降平穩時，則應觀察至沉降穩定時間)和卸載完成6h，監測須仔細、準時，以保證數據準確性。全部荷載施加完畢后，每間隔24h觀測一次，記錄各測點標高。當支架預壓符合下列要求時，可進行支架卸載：

a.各測點沉降量平均值小于1mm；

b.連續三次各測點沉降量平均值累計小于5mm。

1.3.6 觀測數據處理

分析堆載的預壓力前、預壓后、卸載后測量資料，據此計算出彈性變形值和非彈性變形值，并檢查預先設定的預拱度數值是否正確。在支架預壓階段以及澆筑混凝土的過程中應實施實時監測，一般監測頻率不超過30分鐘一次。

1.4 支架拆除

支架拆除時應遵循先支后拆，后支先拆，一步一清的原則，部件拆除的順序與安裝順序相反，嚴禁上下同時進行，拆除時設專人進行指揮并經過技術負責人、項目總監審核同意后方可拆除。側模在預應力張拉前拆除，底模在張拉后拆除。首先，從跨中向兩側水平同步手動拆除上部盤扣支架及底模。其次，手動配合起重機拆除貝雷梁。最后，分段拆除鋼管柱支墩。拆除順序為：采取全孔多點、對稱、均勻、緩慢的原則，先中跨后邊跨、由跨中逐步向兩端支點對稱的拆除支架[5]。

2 貝雷梁—盤扣組合式支架結構體系在現澆梁中的注意事項

貝雷梁-盤扣組合式支架結構體系在現澆梁中盡管安裝和拆卸都非常便捷，但是依然要注意其管理安全工作。安全工程質量管理要重視管理工作細節，安全即效率，永遠貫穿“生命安全第一位，防范為先，群防眾治”的平安管理工作方向，遵循“三不要”(缺少生命安全保障的建筑施工不要，缺少工程質量保障的建筑施工不要，缺少搞好文明施工的建筑不要)原則。重視日常監督管理，設置專門的安全監察員組和群眾安全監督員，嚴格執行“每天質安工作質量巡檢，一周質安工作質量小結，一個月質安工作質量大檢驗”的規章制度，建立所有人員崗位安全生產責任制，每天積極開展一個拉網式的大排查，對質安監督小組日常工作開展定期抽查管理工作，不放過任何一個細節，在檢驗管理工作結束后及時開會，對所發現的問題以文書的形式印發各作業面，并要求限時加以整改。在各項工程施工前，嚴格按照危大工程管理規定，制定專項施工方案，并組織專家論證，并對一線工作人員開展了安全技術培訓及交底，檢查驗收合格后方可進入下一步工序，確保施工安全。

3 貝雷梁—盤扣組合式支架結構體系在現澆梁中的施工效益

本文以某立交為例，介紹了貝雷梁-盤扣組合式支架臨時結構體系在其現澆梁中的應用，并且也取得了良好的施工效益。經過研究這一施工案例，發現使用貝雷梁-盤扣組合式支架結構體系施工，其簡單易行，機動性好，成效顯著，并具備了如下優勢：

3.1 機械配置簡單，適應性較強，且機具使用率高，增加了施工工效。

3.2 施工進度也能得到保證，平均每個作業面可實現2跨箱梁的最大澆筑速度。

3.3 鋼管、貝雷梁均可反復周轉利用，損耗較小，且具有使用簡單、質量可控。

3.4 箱板模板定位精確，箱梁混凝土結構表面光潔，底板和翼板結構線形管理均符合設計規定。

3.5 本項目成為本公司的重要的高大模板工程項目，給眾多建設單元的施工建設提供寶貴經驗。

3.6 利用貝雷梁-盤扣組合式支架結構體系進行現澆梁工程安全可靠，經濟效益高，減少了人員和支架材料的費用。

3.7 避免了許多地基工作處理，對水土保持、綠色施工有很好的效益。

4 結束語

綜上所述，貝雷梁-盤扣組合式支架結構體系在某立交現澆梁中的設計及應用，可以加快工程進度、減少建設工程造價、保證施工質量及安全，同時也為今后的同類工程建設在跨越障礙物，跨路、跨河、地形變化大，地基處理不便等復雜環境下混凝土結構現澆梁板支架結構體系的設計提供了借鑒意義，具有良好的推廣價值。