贝雷梁和碗扣支架在桥梁施工的应用

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1 工程概况池州至青阳九华山快速通道在青阳五溪镇跨越九华河而设置九华河大桥，起讫桩号为 K6+868-K7+443 主线桥梁跨径布置为：左幅 5-25+4-25+5-40+6-25m，右幅 5-25+4-25+30+2-40+2-35+6-25+20m，为现浇连续预应力混凝土大箱梁，跨河处左幅梁宽 12.75米，右幅梁宽 20 米~12.75 米。桥梁与九华河斜交 45°，跨河净度分别为 40 米和 35 米，净高为 10 米。九华河主河槽宽 20 米，常水位平均深 2 米，两侧干枯河床宽50 米，河床和河底均为砂砾石，厚度在 8～9 米，下为中风化岩层。河两岸为 9 米高的河堤，桥梁跨河处水流平缓，但在雨季或大雨时，河水会爆涨（笔者在 2009 年施工该桥时遇暴雨，河水暴涨 3 米），经向当地群众了解，最大洪水位超过河堤。2 现浇支架方案的确定考虑到施工时需要跨越两个雨季，且根据施工进度，跨河施工均在雨季，为保证支架在跨河时的安全，优先采用 Φ630mm 空心大钢管为基础+贝雷梁桁架进行跨河施工，但由于市场钢材供应价格不断上涨，光购买大钢管就需要 200 万，为此进行优化方案，采用河床临时桩基+Φ630mm 空心大钢管+贝雷梁桁架+碗扣支架的混合支架进行跨河施工，既满足了施工要求，也节约了成本。2.1 支架方案 河中或承台边采用 Φ800mm 的 C25 砼桩基础，桩基础要求入岩 100~200cm，桩基础设置 4 处。在桩基础上设置 4米高 Φ630mm 空心大钢管，空心钢管上横向设有 3 组贝雷梁，其上布置纵向贝雷梁，贝雷梁之间采用连接片进行连接，贝雷梁间距90cm，腹板处为 45cm，贝雷桁架上采用[10 槽钢做垫，上部布设碗扣支架。碗扣支架纵向间距 90cm，横向为 90cm，腹板下为 60cm。2.2 受力计算 经计算碗扣支架杆件、贝雷梁、空心钢管、桩基础均满足要求。3 支架施工及安装3.1 桩基础施工 由于左右幅梁宽不一样 并且右幅梁宽有变化，故对桩位进行了设计，跨何处设 4 排桩，间距 11~12 米，桩位间距 2.5 米，全桥共计 55 根临时桩，平均桩长 10~11 米左右。桩基础要求入岩 1~2 米，采用冲击成孔，成孔后灌注 C25 素砼。灌注砼时要求灌出地面，以减少破桩头的长度。3.2 架立空心钢管3.2.1 临时桩砼强度上来后，对桩基顶面进行找平，并在桩基顶转孔，用来埋设螺栓。3.2.2 空心钢管搭设前，由桥面标高往下进行推导标高，确定钢管顶标高，根据标高截取钢管长度。3.2.3 空心钢管上下均焊接 80*80*2cm 钢板，下部钢板设 4 个孔，用来连接临时桩的螺栓。上下钢板与空心钢管设置牛腿。3.2.4 空心钢管在场地内制作 制作完后运输到现场采用吊车安装。安装时钢板预埋孔与临时桩预埋螺栓对其，放入后拧紧螺栓。空心钢管与临时桩之间设置 2cm 高标号砂浆进行找平。同时保证各钢管桩中心线纵横在一条直线上，确保钢管桩不致受到过大的偏心压力。3.2.5 空心钢管之间用[10 的槽钢进行剪刀连接，连接时焊缝饱满。3.3 贝雷横梁安装横梁采用 3 片贝雷梁为一组。采用槽钢进行连接和加固确保贝雷梁不移动。贝雷梁放置在空心钢管中心位置，尽量不使空心钢管偏心受压。3.4 纵向贝雷梁安装 贝雷梁间距 90cm，腹板下为 45cm，相互用连接片进行连接。连接时严格检查桁架连接销的保险销，各种螺栓，横梁夹具等有无松动、丢失。贝雷梁顶放置槽钢。3.5 碗扣支架搭设3.5.1 碗扣支架间距 90*90cm，腹板下改为 90*60cm，步距120cm。立杆的接长缝应错开，立杆的垂直度应严格加以控制，脚手架拼装到 3～5 层高时，应用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。并在无荷载情况下逐个检查立杆底座有否松动或空浮情况，并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实。3.5.2 支架应当布置纵、横向剪刀撑及水平剪刀撑，纵、横向每隔 5 根立柱布置一道剪刀撑，剪刀撑与横杆夹角为 45 度，水平剪刀撑每 4 排设置一道，夹角为 45 度～60 度。3.5.3 支架高度≥9 米时，应距地面 4 米向上设置安全网，上下支架的梯道、坡道等应设置扶手、栏杆或其他安全防护措施，确保施工人员安全。4 结语九华河大桥支架系统，经过专家论证后进行了实施。从支架预压和实际施工的沉降观测数据显示，沉降量均小于 3mm，是较为成功的施工案例。即解决了洪水期的施工问题，也节约了施工成本。笔者在多个施工项目上跨越河流、道路、厂房均采用了这种混合支架进行施工的模式，都很好的处理了施工跨越障碍物的难题。