V型刚构现浇箱梁跨河支架设计与施工技术总结

刘成龙 李占阳

中交一公局海威工程建设有限公司

摘要：结合徐州市解放北路改造工程实际情况，介绍黄河故道桥V型刚构现浇箱梁跨河支架的设计与施工，阐述支架系统设计及关键点、钢平台施工各施工环节对应的操作要点。该工程所采用支架系统技术合理，在工程实践中获得了良好的综合效益，可为后续供同类型桥梁提供施工参考。

关键词：V型刚构 跨河支架 组合体系 技术总结

1 引言

随着我国“两新一重”和“环境人文理念”不断深化，越来越多的城市桥梁开始注重与周边环境的协调性，景观桥数量逐渐增加，传统满堂支架已不能满足建设需求，探索适应性的支架体系设计以及加强各施工细节的控制逐渐成为关键问题。本文依托徐州解放北路改造工程，对黄河故道桥跨河现浇箱梁施工过程中支架体系进行研究，形成一套完整的施工工艺总结，以便后期推广普及。

2 工程概况

黄河故道桥位于徐州市鼓楼区解放北路跨越现状故黄河处，上部结构为三跨V型刚构桥，基础为钻孔灌注桩，V型腿通过与立柱刚性连接将载荷传至承台及桩基。场地内河道为故黄河，宽度约80m，水深约2.5m，水位受降水和上游来水影响明显。本桥为旧桥拆除新建，传统围堰结合排水渠施工费用高、风险大、且于环水保不利，拟采用修建钢平台并搭设跨河支架用于现浇箱梁施工。

图 1黄河故道桥效果图

3 跨河支架体系特点

（1）V型腿斜度大，自根部至桥梁结构顶部高度为0.42m～4.8m，施工空间限制较大。

（2）现浇箱梁采用钢管桩基础，工字钢纵横梁加盘扣支架组合体系施工较复杂。

（3）V型刚构处需桥墩上设置钢结构三角支撑，采用工字钢加盘扣支架及槽钢三角架组合体系施工较复杂。

（4）钢管桩排距、纵横梁工字钢间距以及盘扣钢管间距和高度必须合理排列，确保承载能力满足要求。

4 跨河支架体系设计

本支架体系由钢管桩、纵向主梁、横向分配梁、盘扣支架、圆弧钢管等部分组成，分部设计描述如下：

4.1钢管桩布置

桥下布置32根φ820mm×8mm钢管桩，主桥及辅桥根据承载力不同，对纵横向间距进行分别设计，其高度根据承台顶标高、纵横向分配梁高度、底模标高、落架空间以及预拱度等综合考虑。

4.2纵向主梁布置

钢管桩顶部设置纵桥向I-45a双拼工字钢主梁，纵梁横向间距与钢管桩间距相同，同时合理考虑实际施工操作平台进而适当加长悬挑长度。主桥纵桥向中间一排主梁设置为I-45a三拼工字钢，以确保结构安全。

4.3横向分配梁布置

横向分配梁设置I-40a工字钢搭设于纵向主梁上，根据荷载的分布规律以及出于施工经济性考虑，横梁分布采用0.3m～0.9m多种间距，同时合理考虑实际施工操作平台进而适当加长悬挑长度；横向分配梁上搭设盘扣支架，V型腿根部位置采用三角钢楔+圆弧钢管进行底模平顺过渡，三角钢楔与下述牛腿支撑横向分配梁焊接固结。

4.4限位槽钢布置

限位槽钢采用C10槽钢，开口朝下沿桥梁纵向布置在横梁上，主要用于防止盘扣立柱滑出横梁，槽钢间距与盘扣支架立柱横桥向间距相同。

4.5盘扣支架布置

盘扣支架立杆采用A型内连接架体，底托与限位槽钢接为一体，立杆横向间距为底板下方间距0.6m、腹板下方间距0.3m、翼缘板下方间距0.9m，纵向间距与分配梁相同。水平钢管及斜撑采用B型钢管，水平钢管竖向间距采用0.5m～1.2m根据底板圆弧形状调整，底层水平钢管距离工字梁间距不大于0.2m，并根据构造要求合理布置斜撑。

4.6 V型腿结构牛腿支撑布置

V型刚构处横桥向布置10排牛腿支撑，间距1.95m，采用I-40a工字钢焊接成型。牛腿支撑上布置4根I-40a工字钢横向分配梁，间距为3×0.6m+0.4m，横梁上布置A型盘扣支架，并合理布置横向联系及斜撑。

图 2 V型刚构支架横断面布置图

4.7 跨河支架设计关键点

（1）本支架体系设计关键点在于V型刚构位置的支撑体系，此位置由上述牛腿支撑+三角支架共同组成。三角支架采用I10槽钢焊接而成，保证支架刚度，并根据荷载分布选择三角支架横向间距。三角支架底部在主要受力点位置，根据操作空间采用φ60×3.5钢管支撑或直接焊接在横梁上，钢管上端设可调砂筒用以调节高度，确保荷载均匀传递到下部支撑体系。

图3 V型腿下牛腿支架及三角支架组合图

（2）牛腿支撑每个连接处均在墩柱中预埋4根φ25精轧螺纹钢，并使用20mm钢板支垫，拧紧螺母后将牛腿焊接在20mm钢板上。拆除时拧下螺母，取出钢板，将外露的螺纹钢切除后使用不小于2mm 厚聚氨酯防水涂膜。

图4 V型腿下牛腿支撑设计图

5 跨河支架施工

5.1施工工艺流程

钢管桩振沉打设→钢管间横向连接→钢管桩桩头补强→桩顶纵梁施工→横向分配梁安装→盘扣支架搭设及预压。

5.2钢管桩振沉打设

采用汽车吊配合液压振动锤，并在桩头处用2cm钢板通过竖直直径线焊接夹板以便振动锤夹吊打设；施工前采用全站仪放出桩位，采用桩身标线法控制打入深度。钢管桩打入深度根据地质情况计算确定为17.2m，但考虑地质情况可能存在出入，因此钢管桩振沉采用入土深度和贯入度双控，以贯入度为主。在振动锤连续激振1分钟且贯入度小于3mm的情况下，继续激振2分钟，贯入度稳定则可停止打设。 过程中注意控制钢管桩竖直度及平面位置，其位置偏差≤50mm，倾斜度≤1%。

5.3钢管间横向连接

每排钢管桩振沉到位后，立刻进行桩间横向连接以增加管桩稳定性，横连材料采用[10槽钢，槽钢尺寸需根据现场尺寸进行下料调整，高程位置根据施工时实际情况确定。

5.4钢管桩桩头补强

钢管桩振沉完成后，经测量确定桩顶标高并将桩顶找平，找平完成后在每根钢管桩桩顶内外各焊接四个牛腿，牛腿位置为纵向主梁工字钢腹板处，采用Hf=10mm角焊缝焊接牢固，作为补强使用。

图5 钢管桩顶补强设计图

5.5桩顶纵梁施工

钢管桩顶部设置纵桥向I-45a双拼工字钢主梁，主梁的间距与横桥向的钢管桩间距相等，桩顶处理完后。将纵梁用吊车吊放至钢管桩桩顶，横梁根据设计放置在钢管桩中心位置并调整水平，检查合格后焊接。

5.6桩顶分配梁施工

纵梁完成后布置铺设分配横梁及槽钢，根据荷载分布大小调整间距，采用人工配合汽车吊进行横梁安装，并与纵梁之间采用点焊连接。

5.7盘扣支架搭设

（1）根据梁底设计标高和分配梁顶标高之间的高差，精确计算钢管架立杆的高度和顶、底托调节杆的伸出量并配置立杆。

（2）盘扣支架搭设应根据立杆放置可调底座，按先立杆后水平杆再斜杆的顺序搭设，形成基本的架体单元，并以此扩展搭设成整体支架体系。为了增加支架整体稳定性，沿纵向每4m设一道全高连续剪刀撑，横向布置剪刀撑2道。特别注意V型腿处采用圆弧钢管代替方木以确保线型过渡平顺。

5.8盘扣支架预压

（1）先预压V腿结构，待V腿结构观测稳定后，再整体预压箱梁结构；采用全联同步、分级加载至箱梁自重115%。

（2）观测位置设在每跨的 L/4、L/2、3L/4 处，每个V腿上另设置3个沉降观测点；在模板处设立固定观测杆，在支架处贴反光贴，以便测量。支架预压时间根据沉降值而定，待预压满7天且24小时内累计沉降不超过1.5mm时，方可逐级卸载。

6 结论

在老城市基础更新建设中，常常遇到上跨河流的情况，综合考虑景观桥现浇箱梁支架着力点与常规支架不同，以及施工中不能对水环境造成影响这两个因素，我部研究总结了一套系统的施工工艺标准，在跨河时采用钢管桩基础+牛腿支撑及三角托架+盘扣支架的组合型支架体系。与常规的满堂支架相比，这种组合型支架不仅安全、快速、经济合理，并且对河道影响程度小，具有较高的推广价值。

参考文献

（1）朱英华《钢管桩和贝雷梁组合支架在跨河现浇梁施工中的应用》《天津建设科技》2010年2期

（2）吴俊贤《城市跨河现浇预应力桥梁工程支架设计及荷载计算步骤》《建筑技术与应用》2017年4期

（3）高则彦《城市高架桥现浇箱梁跨河支架设计与施工》《城市道桥与防洪》2015年3期