淺談抱箍螺栓連接鋼管柱+貝雷梁支架系統的施工技術

陳益周

（大成工程建設集團有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程簡述

溪東路位于福建省東南部廈門市翔安區，是福建省國省干線橫十線（G319）的重要組成部分，也是廈門市兩環八射快速路網的重要組成部分，是擬建翔安機場對外的重要集疏運通道之一。溪東路工程北起翔安南路互通立交（茂林互通），往南延伸以全線高架形式上跨蓮河中路后與濱海東大道互通立交（東園互通），并以跨海橋梁的形式穿過南港海通往大嶝島，入島后其主線為全線高架接至機場快速路高架層。本項目總體分兩大部分：K4+736～K5+433為茂林互通；K5+433～K7+235為蓮河段。

2 設計概況

茂林互通樁號K4+736～K5+433，橋梁全長697m，其中雙港互通主線2號橋左幅共12聯：3×30m+（21+35+30）m+3×30m+30m+4×30m+7×（3×30）m，右幅共11聯：3×30m+（2×30+22）m+2×（4×30）m+7×（3×30）m，其中有2聯為現澆箱梁，分別為左幅第2聯和右幅第5聯。箱梁為變截面懸臂單箱4室箱梁，左幅第2聯頂板寬 17.116～21.533m，底板寬 13.616～18.033m，右幅第5聯頂板寬18.363～22.128m，底板寬14.863～18.628m。現澆箱梁在墩柱的支點處設置橫梁，增強梁體的整體性，其中端橫梁寬1.5m，中橫梁寬2m。橋面和底板設向外側2.0%的雙向橫坡，通過頂底板傾斜橫向形成，正常段箱梁頂板厚25cm，底板厚25cm，腹板厚45cm。近支點段頂板厚度不變，底板、腹板分別逐漸增厚至50cm、65cm。下部結構為柱式墩、樁基礎；茂林互通左、右幅各7聯，其中第2聯上跨翔安南路。

3 選定支架形式

現澆箱梁支架的形式有多種，城市公路現澆箱梁常用支架形式有：盤扣式滿堂支架、鋼管柱貝雷梁+盤扣式組合支架、鋼管柱+貝雷梁組合支架、抱箍螺栓連接鋼管柱+貝雷梁組合支架。因本橋跨越城市主干道，橋梁墩柱較高，從地形、安全性能、施工難易、經濟效益考慮，決定選用抱箍螺栓連接鋼管柱+貝雷梁組合支架。

4 施工方法

茂林互通箱梁截面高度有2.0m和2.2m兩種，最大寬度24.832m，抱箍螺栓連接鋼管柱+貝雷梁組合支架根據合適的跨徑進行布跨后，縱橋向鋼管立柱最大跨徑（立柱中心距離）為13.5m，橫橋向根據箱梁截面寬度等間距布置，最大間距（立柱中心距）不超過3m。選擇典型代表跨度進行設計計算，滿足要求后，其他同類型橋跨可參照典型代表聯跨進行抱箍螺栓連接鋼管柱+貝雷梁組合支架模板施工。

抱箍螺栓連接鋼管柱+貝雷梁組合支架模板由上而下的布置方式為：

（1）箱室、腹板下。1.5cm竹膠板底模→縱橋面5cm×5cm方鋼（厚度2.5mm）→10a工字鋼分配梁→縱橋向貝雷梁3×1.5m→雙拼36b工字鋼橫梁→調坡、落架砂筒→φ630×7mm鋼管立柱（12#槽鋼連接）→C30鋼筋混凝土預制塊基礎或擴大基礎→基礎處理。

（2）翼緣下。1.5cm竹膠板底模→縱橋面10cm×10cm方木→橫橋向整體弧形架→橫向10a工字鋼分配梁→縱橋向貝雷梁3×1.5m→雙拼36b工字鋼橫梁→調坡、落架砂筒→φ630×7mm鋼管立柱（12#槽鋼連接）→C30鋼筋混凝土預制塊基礎或擴大基礎→基礎處理。

4.1 基礎處理

根據設計地勘報告設計橋型布置圖，支架模板的地基以素填土為主。將原地面的浮土清除、夯實后，根據支架立柱獨立基礎尺寸、支架單根立柱軸向力進行計算，當采用2m×2m的C30鋼筋混凝土預制塊基礎，最大梁跨步設的出地基承載力容許值達到170kPa后，方可進行獨立基礎及上部施工。對于處在既有綠化帶、人行道、泥漿池、橋梁基坑邊緣的獨立基礎地基，如地基承載力達不到單根立柱軸向力對應的承載力值時，需進行換填處理，可在基礎底下換填深度1m的水泥穩定碎石，并碾壓密實，基礎處理后的地基承載力應不小于計算要求的承載力。場地整平、測量放樣后，安裝2m×2m的C30鋼筋混凝土預制塊，厚度不小于30cm，基礎內部設直徑12mm雙層螺紋鋼筋網片，基礎頂面設90cm×90cm×1.0cm預埋鋼板。

4.2 抱箍螺栓連接鋼管柱安裝

（1）做好測量控制點的交接與核對工作，施工中鋼管柱使用全站儀定位。

（2）采用Ф630×7mm螺旋焊接鋼管做立柱，立柱底部和頂部均設70cm×70cm×1cm鋼板墊與鋼管焊接牢固，以提高立柱的穩定性。同時，鋼管柱底板需采用6cm×6cm×1.0cm加筋板與鋼板墊焊接牢固。承臺寬度大于5m時，靠近墩柱的鋼管立柱可直接立于承臺上。鋼管柱基礎連接部立面圖見圖1。

圖1 鋼管柱基礎連接部立面圖

（3）根據現場施工環境，做好編號，確定鋼管安裝順序，以施工方便為宜。

（4）安裝鋼管柱時，需先測量基礎標高，計算鋼管柱高度，鋼管柱長度必須滿足設計高度，鋼管柱用吊車吊裝，施工人員用登高車配合安裝。

（5）鋼管柱就位后，整排或多根鋼管柱安裝，應按設計標高割齊，鋼管柱之間的縱、橫向可采用鋼抱箍+12#槽鋼、M20螺栓（性能等級8.8）進行連接，鋼抱箍連接鋼管柱每側3個螺栓應均勻擰到相似的堅固程度，并加墊墊片，用電動扳手安裝螺母，擰緊力矩值需達到408N·m，抱箍鋼管柱構造圖見圖2。

圖2 抱箍鋼管柱構造圖

（6）鋼管樁位應根據測量樣的中心設置，并保護好標記。軸線定位允許偏差：a單樁的縱、橫軸線位置±5mm；b兩樁之間的中心間距±5cm；c豎直度0.1%。

（7）鋼管柱如有接長，接頭必須錯開，錯開的上、下距離不得小于1m，采用對口鋼板焊接連接，焊縫等級應達到二級焊縫要求，并加焊4片鋼板20cm×15cm。

4.3 砂筒安裝

為了上部現澆梁施工完成后支架拆卸方便，需在每個鋼管柱上設一個落架砂筒，砂筒分上、下兩部分，均采用鋼板封底；上砂筒鋼板規格為長×寬×厚＝60cm×60cm×1.0cm，筒身采用Φ559mm×8mm鋼管，含鋼板總高度40cm；下砂筒鋼板規格為長×寬×厚＝70cm×70cm×1.0cm，筒身采用Φ630mm×7mm鋼管，含鋼板高度40cm。施工時上、下砂筒內灌滿砂后總高度應控制在60cm左右。砂筒安裝應確保水平、與鋼管柱軸線同軸。砂筒底鋼板與鋼管柱上鋼板之間采用點焊或鋼筋幫條焊接固定。

4.4 雙拼36b工字鋼橫梁安裝

在施工現場，兩根36b工字鋼上下應各用一塊1cm厚、與工字鋼等長、與兩根工字鋼等寬的鋼板焊接，且2根一組連接，形成整體后用吊車進行安裝，注意必須放在砂筒的中部。由于橫坡的原因，在橫梁與砂筒上鋼板之間會形成小角度的橫坡間隙，該間隙應采用同坡度楔形鋼板填塞，確保橫梁落在砂筒上不會形成單點受力。上砂筒鋼板與橫梁之間需采用8#等邊角鋼焊接固定。

4.5 縱向貝雷梁安裝

貝雷梁安裝必須按照設計位置排放。貝雷片與貝雷片之間用插銷連接，梁與梁之間用支撐架連接，在地面分段拼裝后，用吊車吊裝就位。方案設計中，貝雷梁為簡支梁，實際施工、安裝中，兩跨簡支梁分跨處的貝雷梁之間應互相交叉嵌入，長度不得少于20cm，交叉嵌入部分橫向需采用通長槽鋼連接固定，形成連續梁。貝雷梁安裝時，盡量使貝雷立桿，位置擱放在工字鋼橫梁處。

由于現澆梁底板縱坡，貝雷梁與工字鋼橫梁間有一個夾角，其間隙采用同坡度楔形鋼板填塞，防止橫梁單邊受力。防止桁架滑移的措施：

（1）縱向：貝雷梁需在縱坡低處墩身端頭與橋墩柱間用12#槽鋼+木楔與墩身頂緊。

（2）橫向：貝雷梁與雙拼36b工字鋼橫梁之間，在橫坡低處一側橫梁上，采用6.3cm×6.3cm等邊角鋼焊接作為貝雷梁的限位措施，再用U型卡將貝雷梁與橫梁有效連接、卡控。

4.6 整體弧形架安裝

現澆梁翼緣部分，需在橫梁上采用整體弧形架固定支撐。整體弧形架由8#、6.3#槽鋼、Φ48×3mm鋼管組合焊接而成。弧形架采用鋼管，7片為一組（標準段、間距90cm）連成整體，然后吊裝至分配梁上，用U型卡與貝雷梁固定，或在8#槽鋼上打孔，通過螺栓固定在貝雷梁上。弧形架與弧形架之間設置Φ48通長鋼管，并用扣件固定在弧形架Φ48×3mm的鋼管上，形成整體。

4.7 橫向10a工字鋼分配梁

腹板下，貝雷梁片上架設10a的工字鋼分配梁，橫橋向架設，間距90cm。

4.8 模板背楞

在底板10a工字鋼分配梁上縱橋向擺5cm×5cm方鋼，厚度2.5mm，間距20cm，作為模板背楞。翼緣及側模部分的縱橋向擺放間距為25cm。方鋼與貝雷梁或整體弧形架用鐵絲捆綁固定，再鋪、釘竹膠模板后，方可進行其他工序施工。

4.9 支架驗收

支架施工完成后，項目部需先按規范測量驗收支架的整體及各部位高程，滿足設計要求后，報監理預驗收、交通質監站驗收，合格后支架預壓。箱梁支架構造圖見圖3。

圖3 箱梁支架構造圖

5 結語

本文結合工程實例分析了抱箍螺栓連接鋼管柱+貝雷梁支架系統的操作，抱箍采用標準構件作業，施工前根據基礎高度測算每一聯、每一跨的鋼管柱長度，并以此下料，鋼管柱之間的剪刀撐采用抱箍+槽鋼通過螺栓連接，代替傳統的剪刀撐槽鋼與鋼管柱焊接連接。抱箍螺栓采用電動扳手進行連接，施工人員簡單培訓即可操作，施工方便，操作簡單，無需焊接與切割作業，極大地縮短了安裝與拆除的時間，從而提高整體的施工效率，且所有構件都是標準件，可循環、重復使用，節省了大量的人力及材料損耗，縮短高空作業的時長，降低高空作業的安全風險，加快了材料的周轉效率，最終有效地保證了施工進度。施工現場交通環境復雜，影響施工質量因素較多，需要制定完善的施工方案，加強施工細節控制，確保施工順利進行。支架模板施工作為混凝土現澆箱梁的一部分，由于施工現場交通繁忙，車輛和行人較多，施工現場存在安全隱患，因此，必須在施工現場安排專業人員指揮施工，從而保證施工安全。