贝雷梁在边跨现浇段施工中的应用

杨维博

上海建工集团股份有限公司

摘要：众所周知，对于现浇梁来说，最常用的无外乎碗扣支架、盘扣支架、普通钢管支架等。在这里要探讨一个常见而不常用的施工方法，贝雷梁支墩法。此方法优点是安装快、拆除快、经济性好，适用于工期紧，地形复杂，施工安排紧凑的现浇梁施工项目.

关键词：边跨现浇段；贝雷梁支墩；快速化施工；

一、基本概况

1、边跨现浇段设计概况

边拱肋采用六边形钢箱拱，从拱脚向外部渐变为开口箱体，内部设置钢筋，拱内灌注混凝土，与上部混凝土系梁固结为整体。

边跨现浇段长55.659m，宽40m，由10榀边拱纵横梁、1榀端横梁及纵梁组成，边拱中横梁横截面为T形，翼板宽5m，长40m，厚0.25m；腹板长40m，厚0.6m—0.72m，高0.63m—1.811m；纵梁垂直高度为2m，底板水平宽度为2.016m。详细布置如下图所示：

边拱立面布置图

边跨现浇段平面布置图

边跨中横梁布置图

2、地形地貌

园泄泾大桥边跨现浇段分别在园泄泾南北两岸，北岸主桥范围内部分为杂木林地，部分位于原有混凝土道路，部分承台在原东三渡口内，渡口内水深1.0~2.0m。南岸主桥范围内大部分为明浜和小片菜地。红线两边为环保护岸林木，施工操作空间较为较为狭小。

3、地质概况

根据勘探资料，拟建场地下伏地基主要为第四纪中更新世Q2至全新世Q4沉积物。地下水主要有浅部土层的潜水、深部第⑦层砂土层中的第一承压水、第⑨层粉土层中的第二承压水及第⑾层中的第三承压水。根据钻孔G15，潜水水位埋藏深度约1.7m，相当于标高约2.42m，第⑦层以下承压水埋深在49.0m以下，对工程影响不大。

4、现场地基承载力检测

正式施工前先对施工区域进行承载力检测，根据规定施工区域内的地基属于天然地基，其承载力检测采用轻型动力触探试验。

现场选取有代表性的区域，依次编号绘制轻型动力触探钎探点平面布置图，并进行地基承载力检测，经检测现场30-120cm地基承载力30-70Kpa不等。

5、施工工艺必选

1）、常规方法：满堂支架做为现浇梁施工最为常用，本边拱肋最大荷载220.6KN/㎡,最小荷载124.2KN/㎡，经计算承载力不能满足施工需要。

2）、定制钢管支墩：荷载最大的节段220.6KN/㎡，每个支墩9根φ219×6mm钢管组成，承载力能够满足施工需要，但材料需要购买和加工，缺点是工期紧，成本高。

3）、贝雷梁支墩：经计算由贝雷架组合成的支墩，受力能够满足施工需要，材料租赁方便，装拆都较为方便快捷，且支墩空间可以作为临时材料运输通道，能够弥补施工空间狭小的缺陷。

二、支架设计

1、地基处理

为保证支架的稳定性消除由地基带来的沉降问题，支架施工前需对施工区域进行地基加密处理，注浆深度6m，自下而上分段压浆，分段长度1m。

处理完成后需进行地基承载力实验以保证处理完成后的地基承载力不小于140KPa。

地基压密注浆完成后，对施工区域内的原地面进行掺灰处理，处理深度为原地面以下50cm，白灰掺量为3%—5%。

同时为保证雨天施工场地内排水通畅，混凝土基础间需设置排水沟渠，纵横向布置顺坡排水，坡度为2%。

2、支架设计

1）、支墩采用321型贝雷架，模块化施工，单节贝雷架于地面拼装完成后，采用吊机运至相应位置进行安装。单片长度为3m，宽度为1.5m。单节贝雷架支墩由四片贝雷片及双向角撑拼接而成。单节贝雷架截面尺寸为1.952*1.952m，单节高度为3m。贝雷架部分详图如下所示

2）、支墩底部采用50cm厚300*300cm混凝土基础，其上预埋阴头基础板，贝雷架底部通过阳头基础板与混凝土支座相连，以便贝雷架安装。

3）、端横梁跨中底部支墩单节贝雷架搭设完成后在其上方安装自制钢结构支撑，自制钢支撑底部设有砂桶，用以调整支墩高度和方便拆卸。

4）、为保证整体支架稳定性，各相邻临时支墩之间搭设斜撑，斜撑采用Φ48钢管。斜撑设于支墩二层贝雷架上，支墩前后共设一对，前后斜撑通过穿过贝雷架支墩的钢管相连，同时单排斜撑交叉处采用扣件连接。

5）、支墩顶部采用两组20b工字钢顺桥向相连，支墩搭设完成后即可进行贝雷梁的安装。贝雷梁设于每榀中横梁正下方，端横梁中跨底、中横梁中跨底及主墩拱座上方的贝雷梁均按双排单层横桥向进行布置，双排间距为1.35m。端横梁至8#中横梁边跨间的贝雷梁均按双排排单层顺桥向进行布置，端横梁到4#中横梁边跨下方的贝雷梁双排间距为2.4m，4#-6#中横梁边跨下方的贝雷梁双排间距为1.84m，6#-8#中横梁边跨下方的贝雷梁双排间距为1.417m。

6)、横梁翼板下空间，采用碗扣支架调节高度和坡度，间距为60×90cm,步距为1.2m，支架下采用20B工字钢做为分配梁，分配梁间距60cm，尺寸与碗扣支架对应。

支架平面布置

支架横断面图

支架纵截面布置图

三角区支架布置图

6）边拱肋支墩

边拱肋支墩采用321型贝雷架搭设，其底部共设5座支墩，各个支墩顶部安装边拱肋定位措施，以保证钢拱肋安装精度。边拱肋支架详见下图。

边拱肋支架布置详图

3、支架预压

支架搭设完在其上铺设底模及侧模，腹板处铺设方木，在方木顶层铺设木合板采用砂袋预压。预压区域为7#横梁-8#横梁跨间的顶板区域。预压重量为该片区域横梁自重的1.2倍，砂袋采用人工配合吊车进行。

1）、加载目的

为消除支架变形带来的影响。获得支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预抛高，使边跨中横梁在卸落支架后获得符合设计的标高和外形。

2）、加载方法

该区域内梁体总重182t。加载重量按照最大施工荷载的1.20倍配重，然后考虑了施工荷载和施工的安全系数计算出压重的数量，加载总重量为施工重量的 1.20倍超载系数，即218.4t。

支架搭设完毕、底板模板铺设完毕之后进行加载预压。拟采用人工装满砂袋，用25t汽车吊吊装，按要求的位置和高度人工配合堆码，预压重量为设计重量的1.2倍。堆码混凝土预制块或砂袋的加载方法对边跨中横梁支架进行预压。预压分级进行，压重的先后顺序按照混凝土的浇筑顺序进行，先浇筑混凝土的部位先压重，后浇筑混凝土的部位后压重，荷载分别按设计荷载的60%、100%、120%进行。

加载分级为：0→（60%）→（100%）→（120%）。

加载顺序为从支座向端部依次进行， 当荷载压至设计荷载的 60%、100%时都要对观测点进行沉降观测，每级持荷时间不少于1小时。当压至总重量的 120%时停止加载并持续荷载1天。预压及施工中，对称均衡施工，并且对底模、支架处的观测点进行连续观测。然后再逐级卸载，并测量变形量。卸载的顺序按照压重的反顺序进行并且做好观测记录，在压重物全部卸完后对现浇支架全面进行测量并做好记录。

3）、观测点布设及监测方法

在堆载区设置系统监控点，在堆载区域内支架下纵向工字钢的1/4，1/2跨的位置设置观测点 同时分别于7#、8#中横梁中跨底横向贝雷梁1/4、1/2跨的位置上设置监控点，具体位置详见下图。

中跨截面观测点布置图

地基基础采用水准仪观测，其余支架的观测点均采用相对位置观测。在相应观测点的正下方打入一根钢筋使其外露筋长2m，同时于观测点位置悬挂一条钢筋头，使上下两截钢筋交错对接，于地面钢筋头上标注初始悬挂钢筋头初始位置，随后每次检测均重新标准，并记录两次标注的差值。如下图所示

4）、沉降观测频率

记录每个观测点分别在加载前，每级荷载加载后、卸载后的标高。测量时尽量避开阳光直射，减少温度测量误差，对压重至60%、100%、120%时段观测频率为每半小时一次，连续 12 次以上，并做好现场详细原始记录

5）、观测注意事项

1）、观测频率和时间按上述规定外，可根据实际情况适当增加。

2）、现浇段浇注前在底板位置与预压对应位置设置观测点，观测混凝土施工过程中的支架沉降。

3）、每次观测得到的数据认真记录在沉降量观测专用表格内。

6）、数据整理分析及预拱度的设置

1）、支架的变形及地基压缩量主要考虑以下因素：

δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5

δ1——梁体自重产生的弹性变形量；

δ2——支架弹性压缩量；

δ3——支架与方木、方木与模板、支架与下垫垫木之间的非弹性压缩量；

δ4——支架基础地基的弹性压缩量；

δ5——支架基础地基的非弹性压缩量。

通过预压施工，可以消除δ3、δ5 的影响，则在底模安装时，其预拱度的设臵按Δ=δ1+δ2+δ4 计算，在模板的高程控制时加入预拱度数值。考虑到张拉时起拱, 预拱度的设臵要适当减小。

注意观察，加载过程中如发现基础沉降明显、基础开裂、局部位臵和支架变形过大现象，应立即停止加载并卸载，及时查找原因，采取补救措施。

稳定变形量的确定：支架日沉降量不大于2.0mm（不含测量误差），表明地基及支架已基本沉降到位。

三、支架拆除

1.拆除顺序

支架拆除遵循先装后拆、后装先拆的原则依次拆除，拆除顺序为：模板拆除→碗扣支架卸载→贝雷梁及临时支墩拆除，其中贝雷梁的拆除为整个支架体系拆除的重难点。

2.模板支架拆除

2.1操作平台

卸载时平台选用SJY3-8型升降平台，其可升降高度为8m，提升重量为3t，操作平台2.2*1.5m。

2.2模板拆除

拆除模板前先调节支架顶托、底托及自制钢支墩，预留出足够的空间拆除底托下工字钢及槽钢，腹板底板下的工字钢采用人工进行凿除。模板拆除遵循先支后拆、后支先拆的原则，即先拆除顶板模板再拆除腹板模板，最后拆除底板。

2.3支架拆除

卸载完成后拆除碗扣支架，碗扣支架拆除时从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。拆除时先拆除跨中支架，再拆除边跨支架。同时施工区域内必须划出安全区，设置警戒标志，派专人看管。碗扣支架及模板拆除后放置于支架上码好，用一台20t吊车将其吊至钢筋场地。

3.贝雷梁卸载

3.1边拱肋支墩拆除

边拱肋支墩拆除时，先卸载支墩顶部的定位措施，随后拆除临时支墩，拆除时依次从上至下拆除，首先卸载其顶部的工字钢，贝雷架整节整体卸载，置于平整场地后再将其拆除成片，分类放置。

3.2端横梁支架拆除

端横梁跨中贝雷梁拆除前，调节自制钢支架底部砂桶，降低其整体标高。随后于各个支墩顶拆除各节贝雷梁连接构件，使边横梁跨中贝雷梁整体分为三跨。随后采用两台前移式叉车同时卸载单跨贝雷梁。前移式叉车选用上海海斯特侧驾R1.80EX，该型号叉车提升高度最高可达到6.5m，承载能力可达到1.8t。

端横梁边跨贝雷梁拆除时同样可采用两台前移式叉车同时卸载。

3.3中横梁支架拆除

中横梁跨中及边跨贝雷梁拆除时均采用两台前移式叉车同时配合卸载，与端横梁贝雷梁拆除相同。

3.4三角区支架拆除

位于三角区内的中横梁贝雷梁拆除时，先于支墩顶部断开各节贝雷梁连接，跨中贝雷梁卸载方法详见3.1。

边跨及三角区内的横向贝雷梁拆除前，于贝雷梁下方边肋及拱座上设置保护措施，防止贝雷梁不慎跌落损坏成品；随后采用葫芦将贝雷梁与中横梁泄水孔相连，同时两侧各设一台前移式叉车配合葫芦缓慢下放该跨贝雷梁，贝雷梁卸载至拱肋或拱座上方后，立即采用人工单片卸载，卸载下的贝雷梁分类堆放码好。

4.贝雷架支墩拆除

临时支墩拆除时依次从上至下拆除，首先卸载其顶部的工字钢，贝雷架整节整体卸载，置于平整场地后再将其拆除成片，分类放置。

四、结语

支架经预压后弹性变形和非弹性变形0-5mm，各项数据均符合技术规范要求。施工过程中需要注意20B分配梁的间距要准确，误差不超过5mm，还需注意贝雷梁之间的销子等连接件的是否存在漏装，或安装不到位的情况。

现场施工应用后，安装速度快，用工较少，拆除速度也较快，实践证明本施工方法适合荷载较大，或地势起伏较大的区域可参考使用。