1、.畢 業 論 文鋼管樁和貝雷片做現澆箱梁支架施工實踐中鐵二十三局集團第一工程有限公司鐘本鋒目 錄1.引言32.現澆支架比較32.1軍用墩與軍用梁組合現澆支架32.2貝雷片和抱箍構成移動式支架32.3腳手架、萬能桿件或軍用墩與型鋼支架42.4鋼管樁、貝雷片和碗扣件支架42.5鋼管樁與貝雷片支架 43.工程實例43.1工程概況43.2支架的設計和施工43.2.1貝雷桁架的設計53.2.1.1貝雷片的布置53.2.1.2貝雷桁架的設計檢算63.2.2貝雷片的安裝和拆除63.2.2.1鋼管樁支墩的設計63.2.2.2鋼管的布置63.2.2.3鋼管排架的設計檢算73.2.2.4鋼管排架的拆除83.3支架

2、預壓83.3.1預壓施工及成果分析83.3.2對桁架的改進措施83.3.3預拱度設置93.4混凝土的澆注103.4.1混凝土的澆注順序103.4.2沉降觀測結果分析104.體會104.1主要優點104.2存在的不足和需進一步改進的問題11鋼管樁和貝雷片做現澆箱梁支架施工實踐中鐵二十三局集團第一工程有限公司 鐘本鋒內容提要：在軟弱地基上使用鋼管樁和貝雷片做為現澆支架，避免了處理軟基，克服了地基沉降對現澆箱梁施工線形的影響；結合支架施工實例，著重介紹鋼管排架和貝雷片組成的支架構造和施工。關鍵詞：鋼管樁和貝雷片 支架 實踐1.引言在軟弱地基上施工橋梁上部現澆梁、板，一般的施工方法是對軟基進行加固處理

3、，然后搭設滿堂支架施工。由于軟弱地基特殊的地質條件，地基處理難度較大；同時由于處理厚度的不均勻性，當填加施工荷載時，地基將可能出現不均勻的沉降，從而可能對混凝土的質量造成不同程度的損傷，對工程質量留下隱患。且地基處理為一次性投入，處理費用高，周轉利用率低。隨著工程技術的發展，人們在工程實踐中摸索出減少或避免處理地基的施工方法，使支架越發安全可靠。2.現澆支架比較盡可能地利用既有墩臺基礎，以避免或減少處理地基，根據使用器材的不同，在實踐中逐步摸索出幾種現澆支架模式，可用在軟地基基礎上。列舉其中的部分結構形式如下。2.1軍用墩與軍用梁組合現澆支架支架基本形式見圖1。軍用梁承載力強，根據不同跨度在孔

4、間設置支墩，可拼裝出不同跨度的支架，但由于為制式器材，在器材型號不全時，跨度拼裝將受到很大限制；軍用梁自重大、對支撐墩和基礎要求較高。該支架在青島流亭立交橋、濟青高速公路后劉立交橋等橋梁現澆梁施工中先后得到應用。2.2貝雷片和抱箍構成移動式支架利用貝雷片拼裝成支撐橫梁和縱梁，抱箍固定在橋梁墩身上，作為體系的承重構件，利用卷揚機拖動縱梁前移，實現可移動式現澆支架。見圖2。該支架形式在廣東肇慶大橋北岸連續箱梁施工中得到應用。支架結構簡單，受力明確，操作簡便；缺點是適用跨度較小，適用于圓柱形墩，混凝土施工過程較復雜。2.3腳手架、萬能桿件或軍用墩與型鋼支架用腳手架或萬能桿件搭設支墩，采用型鋼組成作為

5、現澆支架，根據型鋼的不同型號可根據要求做成不同跨度的支架。較常用的支架跨度一般在6M左右，跨度較大的可用至9M。結構形式見圖3。使用較靈活，但支墩基礎較密，處理費用相對較高。2.4鋼管樁、貝雷片和碗扣件支架利用鋼管將貝雷片架立地面，然后在貝雷架上支立碗扣件，構成支架。該種支架利用貝雷片代替地基處理，材料周轉利用率高，適用性強，安全可靠，但材料投入較大。結構形式見圖4。2.5鋼管樁與貝雷片支架 圖 4根據現澆構造物的高度，將鋼管樁制作成排架形式，做為支架的支撐墩，上部用貝雷片拼裝成連續梁式桁架。用固定在貝雷片主弦桿上的方木做標高調整構件。該支架的特點是：支架材料投入少，重量輕，施工機械化程度高，

6、適用的跨度相對較大。結合工程實例對該種支架重點介紹。3.工程實例3.1工程概況通啟高速公路陳橋互通立交主線橋，位于江蘇省南通市，地處長江三角洲沖積平原，地層為第四系全新系統及上更新系統，表層分布1.56.5M厚的軟塑狀亞粘土，下臥軟塑狀亞砂土，軟土地基多埋藏在地表下10M以內，地基承載力較差。大橋上部結構為現澆連續箱梁，分左右兩個半幅。箱梁為單箱雙室斷面，標準斷面尺寸見圖5。橋墩高度為611M。跨徑20M， 基礎為樁柱式柔性墩。 3.2支架的設計和施工 鋼管支架設計主要要解決兩方面的問題：一是臨時支墩的結構形式，二是由貝雷片組成的桁架整體強度、剛度和穩定性。下面著重就這兩方面的問題進行分析探討

7、。使用的主要材料為：直徑273 mm，壁厚6mm的鋼管；321型的貝雷片（高1.5M，每節長3.0M）。3.2.1貝雷桁架的設計現澆支架的整體布置形式見圖6。圖63.2.1.1貝雷片的布置貝雷片的結構布置形式見圖7。沿箱梁橫斷面方向設置9道貝雷片，均勻布置。桁架頂部橫向布設10×12CM的方木，間距30CM，用鐵絲或鐵釘與貝雷片主弦桿綁扎牢靠（預先在貝雷片主弦桿上綁扎調整方木）；方木在箱室肋部加密一半，間距為15CM；方木長度為3M交錯布置，并使位于同一貝雷片上的方木接頭不超過通過該貝雷片方木總面積的50%，做為底模板橫肋，兼做貝雷片的上水平聯；沿支架縱向每2.8M設置橫向鋼結構連接

8、系一道，以保證9道貝雷片整體受力。為保證貝雷片的整體穩定，在位于箱梁兩外側豎肋的三片桁架底部用75×8角鋼與橫向連接系焊接，組成下水平聯。見圖8。3.2.1.2貝雷桁架的設計檢算施工荷載主要由鋼筋砼自重q1、模板自重q2、貝雷桁架自重q3、施工荷載q4構成。支架承受的總荷載為：q=q1+q2+q3+q4 =229.5KN/m。強度檢算 貝雷架縱向布置形式為間距6米和14米間隔布置的連續梁，最不利情況發生在14米跨度內混凝土全部澆注完成，其它跨徑內沒有荷載時。按簡支梁計算。則最大彎距：Mmax=qL2/8=229.5×142/8=5621.5KN·M，單片貝雷架承受

9、最大彎距（按荷載橫向均勻分布計算，不考慮不均勻分布系數）：M=Mmax/9 =5621.5/9=624.6 <M=975 KN·M,滿足要。撓度檢算因貝雷片每節結構形式相同，可看作勻質梁，并以簡支梁模型檢算，最大撓度為：f=（5/384）qL4/（EIIx）=(5/384)×229.5×14004/（2.1×106×250500×9）=2.4cmL/400=1400/400=3.5cm滿足施工要求（其中貝雷架的慣性矩Ix=250500cm4）。3.2.2貝雷片的安裝和拆除將每5片貝雷片拼裝成整體桁架，用16t吊車起吊就位；一聯全

10、部貝雷片安裝完畢，加設橫向支撐、上平聯和下平聯。貝雷桁架采用整體落架法拆除。在貝雷桁架的底部（近支墩處）各設一根橫梁，橫梁用20T手拉葫蘆懸吊在箱梁翼緣板承托上（在承托上預留懸吊孔），落架時先拆除支墩，再拆除桁架的平聯，拔掉貝雷片間的連接銷子，松動手動葫蘆貝雷桁架脫模下落。3.2.2.1鋼管樁支墩的設計支墩排架的基本結構形式見圖9。3.2.2.2鋼管的布置主要解決的問題是：在保證每排排架承載能力的前提下，保證鋼管樁的整體穩定性和抗傾覆能力。具體措施：鋼管樁頂部與工字鋼焊接牢靠，底部與預埋鋼板焊接，沿鋼管高度方向每4M用14焊接一道橫向連接撐，構成一個排架；將同一個承臺上的兩個排架頂部用14連接

11、，形成上平聯，兩排間用3道14連接成人字撐。使兩個排架形成一個受力整體，增強抗傾覆能力。3.2.2.3鋼管排架的設計檢算9.003.381.69×43.381.11.1按如下不利條件假定荷載:每兩個排架承受跨度為23M的箱梁鋼筋砼重量,并按簡支梁模型計算支反力。作用在排架上的荷載構成如下：鋼筋砼重力q1、工字鋼自重q2、其他荷載q3，則每個排架承受的總荷載為：P= q1q2q3=2645.5KN由于每個排架承受的總荷載由9道貝雷片均勻分部在工字鋼上，每處荷載為：q=P/9=294KN。荷載布置如圖10。將每個排架看作剛架計算,并按鋼管最大高度9.0M計算。上述剛架為對稱剛架,取一半研

12、究，采用力矩分配法計算。 圖10。CDCGCBBCBFBA14.9 -33.3 0.7 32.5 129.2 -3.3 -125.97.3 -7.3-0.5-0.5 0 -0.90.1 2.7.-2.8-0.4 0 -0.91561.5 31.1-2.5-4.9 0.2 9.8-30.129.7 0.7 29.7-60.1-60.1 -2.9 -120.259.25.7 118.3124-124GFEDCBAAEAB0.0460.9540.3280.0160.6560.4940.0120.494-5.1 -0.2 -10.3-5.21.32.6 0 2.61.31.414.916.2I45b工

13、字鋼轉動慣量為:I1=33.759×1074; 273,壁厚6鋼管轉動慣量為:I2=44.848×106,材料相同為A3鋼,彈性模量相同。計算各節點的分配系數、計算過程見圖11。圖11固端彎矩MAB=-ql/8=294×3.375/8=-124KN·M,MBA=-MAB=124KN·M由各節點的彎矩和外力,根據力矩平衡可得節點剪力;由計算出的剪力,根據節點力的平衡原理可得各桿的軸力（壓力）如下:NAE=405.6KN, NBF=571.4KN,NCG=170.8KN, N中=351.8KN鋼管強度檢算：取壓力最大桿件BF,桿件自由長度為4M，視

14、為兩端鉸接桿，其柔度=L/r=1×4000/94.4=42.4 查表可得=0.89，則鋼管樁的穩定強度為：= N/(A)=571.4×103÷（5030 ×0.89）=127.6MPa<=170 MPa滿足要求。鋼橫梁檢算：鋼橫梁實際有7個支點，按5個支點計算。其中5道貝雷架架設在鋼管樁樁頂，其余4道架設在跨中，鋼橫梁為4跨連續梁,查表得:Mmax=(0.1998-0.0368+0.0101-0.003)×Pl=168.8KN·mW=M/W=1206cm3< W I45b= 1500.4cm,故選用45b工字鋼滿足施工要求

15、。3.2.2.4鋼管排架的拆除為保證排架受力的整體性，不使用砂箱等落架構件，采用直接割除鋼管落架。具體做法是：將排架頂部的工字鋼用鋼絲繩和手拉葫蘆吊在桁架上，用氣割將鋼管根部與預埋件割開，慢慢放松手拉葫蘆將排架拆除，整體移至另半幅。3.3支架預壓3.3.1預壓施工及成果分析加載采用周圍圍砂袋中間裝散砂的方法，模擬施工荷載。因砼分兩次施工，預拱度參照支架在箱梁80%自重時產生的變形設置。加載前，沿模板縱橫向每5M開設40×40CM活動孔一個，預壓結束時將運輸車開到活動孔處，將砂子直接泄至車內。加載總重量為23M跨度箱梁自重。沉降觀測結果見表1。可以看出實測彈性變形與計算值基本相符，但在

16、支架跨中出現了不均勻沉降，需進一步采取加固措施。3.3.2對桁架的改進措施通過預壓觀測成果分析，跨中出現了橫向不均勻沉降。由于貝雷片跨中所受的彎矩較大，荷載出現了橫向不均勻分布，原設計的橫向加固結構未達到預想效果。為保證箱梁的線形，防止混凝土開裂，在桁架的中部增設4根16的型鋼，間距1.0M，以加強跨中的橫向分布剛度。見圖七。3.3.3預拱度設置根據支架實際情況和預壓成果，預拱度設置分為6M和14M跨兩部分，考慮不可預料的因素及箱梁的外形美觀，將預拱值提高35mm，跨中最大值設置為25MM。并按拋物線分配，見圖12： 沉降觀測結果 表1觀測點編號荷重0荷重80%沉降量卸載后非彈性變形彈性變形觀

17、測值觀測值觀測值0左12.78212.778412.78022中12.87212.868412.87113右12.97112.967412.967400.25L左12.70512.6852012.701416中12.78612.7662012.781515右12.89912.8801912.8936130.5L左12.63312.6102312.628518中12.73912.7083112.731823右12.83712.8162112.8325160.75L左12.53312.5181512.530312中12.62312.6081512.624015右12.73512.7201512.7

18、30510L左12.44712.442511.44705中12.53712.530712.53434右12.64012.635512.63732L+3米左12.40112.399212.40011中12.49612.492412.49422右12.59312.587612.591243.4混凝土的澆注3.4.1混凝土的澆注順序現澆箱梁分段施工，每段分兩次澆注。為有利于支架的受力、減小支架變形，每段混凝土澆注順序為：縱向從每段的起點向終點澆注；橫向從起始跨的中間腹板和底板向兩側對稱澆注。3.4.2沉降觀測結果分析 在混凝土澆注過程中，觀測支架變形，測量成果見表2。可以看出跨中最大沉降量為22mm，小于預拱值3mm，橫向不均勻沉降最大為3mm。從拆模后的箱梁底板外觀看，線形順暢、美觀，達到預期要求。按預拱值25mm設置正確、可靠。 支架變形觀測成果 表2觀測點編號澆筑一次砼前第一次砼澆筑后沉降量（）第二次砼澆筑前第二次砼澆筑后沉降量（）最終沉降量（）觀測值觀測值觀測值觀測值0.25L左136921368661368613678814中135941358771358013571916右1350713501613498134908140.5L左1378213774813774137631119中136941368410136821