現澆箱梁貝雷梁+鋼管支撐體系受力及應用研究

摘 要：以南充項目某天橋工程為例，深入剖析貝雷梁結構特點，并進行合理設計。搭建貝雷梁配套鋼管支撐體系進行整體受力分析，以驗證該體系的穩定性和安全性。對箱梁澆筑過程中的關鍵環節進行了深入研究，并對支撐系統的安裝和拆卸過程進行分析。研究發現：貝雷梁及鋼管支撐體系對南充項目某現澆箱梁具有較好的支撐作用，可確保施工期間的穩定和安全。提出的施工工藝及方法也可為同類工程提供有益借鑒，有利于提高施工效率與質量、減少安全風險等，解決了南充項目某天橋工程中現澆箱梁支撐體系設計困難的問題，保證工程的順利實施。在施工期間，該支撐體系呈現出較好的穩定性與安全性，并有效規避了可能出現的安全風險。

關鍵詞：現澆箱梁貝雷梁；鋼管支撐體系；南充項目

中圖分類號：U445" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2025）01-0032-03

1 工程概況

本施工支架的設計方案是專門為南充過境高速公路從廣（元）南（充）到南（充）廣（安）段的某天橋現澆箱梁施工而制定的。該項目涉及的箱梁展現了獨特的結構屬性，梁體的截面高度可達9.65 m，梁的頂部寬度達到12.60 m，底部的寬度為6.70 m，頂板厚度為0.45 m，底板厚度為0.86 m，腹板厚度為0.90 m。整體梁體結構采用混凝土一次性澆筑成型，以保證結構整體性與穩定性。

箱梁截面形式按照特定的施工需求及設計標準精心策劃，以保證不同號截面均可滿足預期結構強度及穩定性要求。通過該施工方案致力于達到優質高效的橋梁建設目標，為南充過境高速公路暢通提供了堅實的保證。墩附近箱梁橫截面示意圖如圖1所示。

2 貝雷梁+鋼管支撐體系設計

2.1 貝雷梁的結構特點、選型及設計

在橋梁建設領域，貝雷梁以模塊化、標準化設計和優異的組裝拆卸便捷性，成為多種施工場景的優選方案。它的構造特性十分突出，主要是由一系列的標準化鋼材和高精度的連接部件組成，這些部分通過高強度的螺栓或銷軸緊密連接，聯合建造了承載能力卓越的臨時支撐結構[1]。

在選型時，嚴格考慮橋梁具體設計參數、復雜施工環境及期望荷載等因素，選擇最合適的貝雷梁類型及規格。如此選擇過程，保證貝雷梁性能與場景實際應用高度契合。在貝雷梁的設計階段，對其承載能力進行了深入的量化研究，確保在箱梁的澆筑過程中，有效地承載預期的各種荷載，如混凝土濕重、模板自重以及施工活荷載等。對結構穩定性及剛度也進行了深入分析，以避免結構在荷載作用下發生較大變形，確保施工質量與安全。

根據歷史數據與工程經驗制定貝雷梁具體工況下最大變形約束，從而保證貝雷梁實際使用過程中性能的穩定性。在受力分析中，利用先進的靜力分析與動力分析技術對貝雷梁各工況進行綜合仿真與預測[2]。

2.2 鋼管支撐體系的設計

鋼管支撐體系對現澆箱梁的施工起著關鍵作用，它的設計需要兼顧結構穩定性，承載能力和施工便利性等因素。

第一，在設計過程中，應根據橋梁跨度、荷載大小和地質條件合理地選用鋼管規格，材料和連接方式。只有對鋼管直徑、壁厚及長度進行準確計算才能保證鋼管達到承載及穩定要求[3]。

第二，支撐體系布置是設計中的一個關鍵環節，確保鋼管間的距離、高度和支撐角度與結構力學原理一致，以有效地分散荷載和增加整體穩定性。因此要特別注意支撐體系和地基的共同作用問題。地基承載能力的大小直接關系到支撐體系是否穩定，所以需要對基礎進行細致的調查與評價，并在必要時對基礎進行加固處理[4]。

第三，鋼管支撐體系節點設計至關重要，其強度與剛度在施工時要滿足多種荷載要求并兼顧其施工便捷性與可重復利用性。

2.3 支撐體系與箱梁結構的整體受力分析

首先，對箱梁結構做細致的力學分析，以確定各工況內力分布及變形。在分析模型中加入支撐體系，對支撐體系受箱梁荷載作用下的應力及變形情況進行了分析。

其次，進行受力分析時，需要格外關注支撐體系和箱梁銜接處的受力。這些連接部位通常為受力集中的關鍵部位，它們的強度與剛度直接關系到整個支撐體系是否穩定與安全。所以需要對這些連接部位做詳細的受力分析和相應的強化措施來保證它們達到承載要求。

最后，還應該考慮到施工過程的動態影響，例如混凝土澆筑過程中溫度的變化以及收縮變形。這些動態效應會使支撐體系出現附加應力與變形，這需要在設計時充分考慮。為保證分析準確可靠，需要利用先進有限元分析軟件建立精細三維模型、設定合理邊界條件、荷載工況等。

3 項目施工工藝研究

3.1 箱梁澆筑工藝

3.1.1 模板設計、制作及安裝

箱梁澆筑工藝在橋梁建設過程中起著關鍵的作用，其中模板的設計、制作與安裝質量直接關系到澆筑的形成與施工質量的好壞。模板設計階段需要針對箱梁特定的尺寸、形狀及結構特點設計合理且剛度充足的模板體系。選擇模板時，要考慮模板可重復利用性、安裝和拆卸便捷性，對各種施工條件適應性強等因素。在模板制作時，要保證材料質量符合規范要求、加工精度達到設計要求、經過必要預處理，增強模板耐久性、抗腐蝕性。

模板安裝在箱梁澆筑之前是一個關鍵環節，需要保證模板和箱梁底面緊密結合，避免漏漿。安裝時要嚴格遵守設計圖紙及安裝方案，保證模板垂直度，水平度及位置精度符合要求。模板也需要得到必要的支撐與加強，避免澆筑時由于混凝土側壓力引起模板發生變形或者位移。

3.1.2 鋼筋骨架的搭設與連接

鋼筋骨架搭設及連接作為箱梁澆注時的一道關鍵工序，它的好壞直接影響箱梁承載能力及使用壽命。鋼筋骨架搭設之前，需要按照設計圖紙及施工方案準確地計算出所需要的鋼筋規格、數量及長度。并經過嚴格材料檢驗，以保證鋼筋質量滿足規范要求。

搭設時，應先將鋼筋骨架基本框架定好，再按設計圖紙規定逐次加筋，以保證鋼筋間距、位置及用量準確。鋼筋連接環節中，要通過焊接、機械連接以及其他可靠連接方式保證鋼筋骨架整體性與穩定性。在連接的過程中，要對焊接的質量以及連接的精度進行嚴格的控制，避免虛焊以及錯位的質量問題出現。

3.1.3 混凝土澆筑及養護

在橋梁建設過程中，混凝土澆筑與維護是非常關鍵的施工環節之一，它直接影響箱梁的強度、耐久性以及使用壽命。澆筑前應保證模板安裝穩固，鋼筋骨架銜接可靠。澆筑區域要徹底消除潮濕，降低混凝土與模板之間的黏附力，避免因水分蒸發過快而開裂。在混凝土澆筑過程中，要對混凝土坍落度及澆筑速度進行控制，并保證混凝土在模板內均勻連續澆筑，以避免混凝土出現離析及泌水等問題。要采用適當的振搗設備振搗混凝土，以提高其密實度、強度。澆筑后要及時做好混凝土養護工作。

3.2 支撐體系的安裝與拆除

3.2.1 支撐體系的安裝順序和方法

支撐體系的設置是保證橋梁施工安全與質量至關重要的環節。它的安裝順序及方式需要結合具體工程要求及設計方案來確定。一般情況下支撐體系安裝次序如下：①施工現場按設計圖紙放線鋼管立桿位置，保證支撐體系布置合理并滿足設計要求。②根據墨線的指示精確地放置墊板和底座，確保每根立桿的底部都配備了底座和墊板，以保障立桿的穩固性和承重能力。③開始安裝支架。支架須有縱橫向掃地桿與距離底座上皮不超過200 mm的立桿固連，橫向掃地桿與靠近縱向掃地桿下端的立桿固連。在每次搭設步架時，應立即進行水平度和垂直度及桿件步距，縱距及橫距的檢查和調整，以保證支架承載能力及穩定。④支架安裝完畢之后，需要進行剪刀撐的安裝工作。剪刀撐在鋼管立桿和水平桿之間須同步架設，加強支撐體系整體穩定性。⑤安裝模板。模板及模板間拼縫采用標準連接件連接保證模板整體性及平整度，并按照設計方案對模板加固支撐以保證模板澆筑時不會產生變形及位移。

3.2.2 支撐體系在澆筑過程中的變形監測

第一，確定監測目標重點是支撐體系沉降，位移及變形。為此，在支撐體系的關鍵部位設置監測點，如主框架梁的跨中、次框架梁的跨中等位置，確保監測點能夠全面反映支撐體系的受力狀態。

第二，使用了如位移計和沉降觀測儀這樣的高精度監測工具和技術，對各個監測點進行了實時的數據收集。定期對監測數據進行總結分析，評價支撐體系是否穩定安全。

在進行監測時，需要重點關注以下3個方面：①對傳感器的種類及布置地點進行合理的選擇，保證監測數據準確可靠。②監測設備的定期校準與保養，減少誤差，提高監測精度。③實時分析監測數據，發現有變形量大于預警值和沉降速率非正常增加的異常現象時立即停止澆筑作業，并采取相應加固措施以保證支撐體系安全和穩定。

3.2.3 支撐體系的拆除與回收

橋梁施工結束之后，支撐體系拆除及回收作為項目收尾階段中重要的一環，既涉及施工場地清理問題，也關乎資源循環利用及環境保護問題。

一是拆除工藝。按照“先支后拆，后支先拆”的策略，對非承重部分進行拆除，然后逐漸移除承重部分，以確保整個拆除流程的穩定性和安全性。根據支撐體系具體構造及材料選擇合適的拆除方式，包括機械拆除和靜態破碎拆除。對較大的支撐結構要使用專業的設備與工具拆除以保證拆除的效率與安全。拆除時需要設置警示標志以約束人員進入拆除區域并保證施工的安全性。

二是回收處理。根據材料類型劃分拆除支撐體系，比如鋼材、木材、混凝土等，方便后續加工使用。回收后支撐體系質量檢驗和再利用價值評價。對品質較好的物料，經過必要的洗滌、修補及加工處理后以備再用。對不能回用的物料，再廢棄處理以保證滿足環保要求。

3.3 施工過程中的質量控制與安全管理

3.3.1 施工質量的監測與控制

在橋梁建設過程中，監控和控制好施工質量是保證工程質量和提高施工效率至關重要的一環。監控和控制施工質量需要貫穿于施工全過程，從物料進場至施工完成都要經過嚴格檢查并記錄在案。對入場的物料，需要經過嚴格驗收與檢驗，以保證其品質達到設計要求與標準規范。對不合格品要堅決退回，不準在工程施工中使用。施工時需要實時監控各施工環節，例如混凝土的澆筑，鋼筋的焊接和模板的安裝。對關鍵的施工環節要配備專職質量檢查員，對整個施工過程實施跟蹤檢查，以保證施工質量達到設計要求。還要利用先進檢測儀器與手段，例如超聲波檢測、X射線檢測來檢測施工期間隱蔽工程質量，杜絕質量隱患。

3.3.2 安全風險評估與應對措施

在進行安全風險評估時，必須全方位地考慮施工過程中可能出現的各種隱患和危險因素，包括但不限于高空作業、機械操作和臨時用電等，也不能忽視環境因素，如氣候變化和地質狀況等。同時對施工安全可能產生的影響。安全風險評估首先要確定施工過程危險源并加以歸類與評價。在進行評價時，需要考慮危險源性質，可能導致的結果和出現的可能性來確定風險等級。對風險等級較大的危險源要制定周密的應對措施，確定責任人及具體應對內容。

在應對措施的制定過程中，應堅持“以防為主，綜合治理”的原則，采取多種手段進行防控。一方面要加強施工人員安全教育與訓練，增強其安全意識與操作技能。另一方面要健全施工現場安全管理制度、強化現場安全監管與檢查、保障各項安全措施的有效落實。

4 結束語

本研究就橋梁建設施工中質量控制和安全管理展開深入探究，并提出綜合監控控制方法和有效安全風險評估及應對措施。這些辦法與措施都是為了保證橋梁建設質量達到設計要求以及減少安全事故發生概率。通過實踐應用表明，本文介紹的方法與措施能夠為橋梁建設提供保障，推動交通基礎設施可持續發展提供了堅實的保障。

參考文獻

[1] 楊泉勇.現澆箱梁貝雷梁+鋼管支撐體系受力及應用分析[J].施工技術（中英文），2022，51（6）：50-53+75.

[2] 張建軍，于榮生，張東華.復雜施工環境下貝雷梁支撐體系研究與應用[J].建筑技術，2019，50（11）：1403-1407.

[3] 彭云涌，左雁，羅英.水上現澆等截面箱梁單跨鋼管貝雷支架中貝雷選型與適應性研究[J].中外公路，2020，40（4）：166-168.

[4] 鄧林.現澆箱梁組合移動支架體系設計計算及試驗分析[J].科技通報，2014，30（7）：84-87+91.

收稿日期：2024-06-20

作者簡介：賈會芳（1998—），女，河北石家莊人，碩士研究生，研究方向：結構工程。