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摘要：现浇梁支架设计的结构形式与梁部的荷载大小、断面结构形式以及地质条件都有很大的关系，国内也没有关于软土地质条件下支架地基处理的统一标准。本文通过研究软土地质条件下，在哑铃型承台上设置型钢组合梁作为地基梁，在地基梁上安装钢管立柱作为支架承重立柱，支撑上部结构的荷载，然后分组搭设单跨贝雷梁作为一次主梁，在不设置中支点的条件下施工中小跨径现浇梁支架，避免了地基处理的措施费，确保了支架施工的安全和质量，为类似工程提供了经验借鉴。
1.引言
随着建筑业的不断发展，各类桥梁项目越来越多，其中，主跨32m及32m以下的中小跨度桥梁现浇施工占比较大。由于桥梁的类型多样，施工环境和条件各异，资源侧重不一，而现浇梁的可选施工模式较多，如满堂支架法、梁式支架法、移动模架法等。
现浇梁合理的施工方案需经过科学的研究分析，本课题旨在对软土地质条件下哑铃型承台基础上现浇梁支架进行各类方案的技术与经济对比，形成一种合理的支架结构形式。通过本文的研究使得同类型桥梁现浇方案制定快速、技术可行、经济合理，为施工技术管理精细化探索一条有益的、有重要借鉴价值的方法。
2.工程概况
2.1设计概况
芜湖市轨道交通2号线一期工程弋文区间1#～4#墩道岔连续梁位于弋江路站大里程侧，桥墩为双柱墩，墩高9m，承台采用哑铃型承台。该现浇连续梁设计为普通钢筋混凝土结构，跨径布置为3×16.5m，桥宽13.05m，梁高1.2m，梁顶设2%双面坡，中心高1.35m。现在以中跨连续梁支架设计为例说明软土地层哑铃型承台上现浇梁支架施工技术。连续梁结构图纸见图1和图2所示。
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图1 连续梁总体布置图
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图2 连续梁标准横断面布置图
2.2工程地质情况
根据本工程地质勘察资料，连续梁所在位置表层存在较厚的杂填土和淤泥质土，各岩土层工程特征分述如下：表层软土覆盖层以杂填土、淤泥质土为主，其中杂填土较为松散，厚度约2.2～4.50m，淤泥质土厚度约为6.1m，原地面地基承载力经过动力触探后实际为60kPa，淤泥质土下方设计为15～20m的粉质粘土，下伏基岩以泥质砂岩、凝灰岩为主。
2.3地形地貌
该连续梁所处地形地貌为长江中下游冲击平原，地形较平坦开阔。由于城市发展建设，自然地貌形态改变较大，市区交通网密布，线路两侧居民、商铺、文娱等建筑设施集中。
3.支架的详细构造设计
根据该道岔连续梁的结构形式，结合工程地质条件，若采用满堂支架的方案组织施工，则必须对地表约10m深度左右的软土层进行地基处理，将花费大量的地基处理费用，并且支架存在着沉降的风险，因此在该种软弱地质条件下采用满堂支架法施工现浇梁显然不合理。由于该现浇梁跨径不大，根据贝雷梁的受力特征，充分利用承台基础作为支架的基础，不在现浇梁跨中设置任何支点，采用单跨简支贝雷梁的形式搭设膺架结构可以有效地避免地基处理的费用，无论从经济效益方面还是从安全性角度考虑都明显优于满堂支架法。
由于现浇梁承台基础平面尺寸设计为哑铃型，承台面积较小，部分支架钢管立柱无法直接落在承台上方。根据哑铃型承台基础的结构特点，设置一特殊的型钢转换梁作为支架地基梁，将钢管立柱落在地基梁上方。为减小钢管立柱顶部横梁的跨度，同时减小地基梁所承担的弯矩，将中间钢管立柱设置为倾斜状态。地基梁仅仅承担外部悬臂端弯矩和剪力作用以及斜置钢管立柱产生的水平拉力作用。地基梁采用4I40a工字钢拼接而成，底部与承台上方的预埋钢板焊接连接成整体。支架立柱采用工地现有的φ500×8mm钢管立柱，横桥向总共设置6根钢管立柱，为保证钢管立柱的横向稳定性，在支架钢管立柱之间设置一层横向连接系，横向连接由[10槽钢焊接而成，同时利用[10槽钢将钢管立柱与墩身的预埋钢板焊接连接成整体。钢管桩顶部的横梁采用2I36a工字钢。支架横断面图见图3所示。
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图3 现浇梁支架标准横断面
在钢管桩桩顶横梁上方沿顺桥向铺设12组单层普通贝雷梁做一次主梁，梁体底板下每组贝雷梁的间距为45cm，相邻两组贝雷梁间的净间距为75cm，翼板下方贝雷梁间距为90cm。为确保贝雷梁横向稳定性，贝雷梁之间按照规范要求设置45cm和90cm两种规格的支撑架连接成整体，贝雷梁顶面每隔6m采用[10槽钢与贝雷梁进行栓接固定。
现浇梁模板采用15mm厚度的优质竹胶板，贝雷梁上方不再增加其他分配梁，直接沿横桥向铺设方木竹胶板即可作为底模支撑系统，在已经搭设好的贝雷梁上方利用φ48×3.5mm的普通扣件式钢管脚手架作为翼板的模板支架系统。
4.支架主要结构计算
支架结构采用midas/civil软件建模进行计算，支架结构计算时主要对地基梁、钢管立柱、桩顶横梁、贝雷梁进行模拟计算，所有杆件均简化梁单元进行建模，贝雷梁简化为一根梁单元，不单独对腹杆单元进行建模。支架结构所考虑的荷载主要包括混凝土自重、倾倒混凝土产生的冲击荷载、振捣混凝土产生的荷载以及施工人员和施工设备的荷载等。地基梁与承台的连接模拟为固接约束，计算模型和计算结果见图4和表4.1。
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图4 现浇梁支架结构计算模型
表4.1 支架计算结果汇总表
计算结果显示贝雷梁承担的最大弯矩为568kN.m，最大剪力为177kN，均在容许内力范围以内，桩顶横梁和钢管桩承担的最大组合应力为147.6mPa，最大剪应力为63.9mPa，因此支架的强度、刚度和稳定性都满足要求。
5.支架搭设施工
支架搭设安装由专人负责指挥，自下而上逐步进行搭设，所有钢结构构件均由1台25t汽车吊进行吊装安装。搭设的顺序为：地基梁铺设→钢管立柱安装→横向联系安装→搭设桩顶横梁→安装贝雷梁→铺设方木竹胶板
5.1地基梁铺设
地基梁由4I40a工字钢组成，工字钢之间采用段焊连接，每隔3m设置一道5cm长的焊缝，工字钢底部与承台顶面的预埋钢板焊接固定。施工前应由测量人员测量放样出地基梁的详细位置，4I40a工字钢可在工地旁边的钢结构临时加工场地提前焊接加工完成，然后由平板车运输至现场采用1台25t汽车吊吊装至设计位置，承台顶面局部不平整位置由钢板进行抄垫平整，确保地基梁顶面处于水平状态，从而满足钢管桩安装的精度。
5.2钢管立柱安装
钢管立柱采用工地上既有的φ500×8mm的螺旋焊管。考虑到支架拆除的需要，垂直设置的钢管立柱顶面需设置砂箱卸落装置，倾斜布置的钢管上下两端与地基梁和桩顶横梁之间均采用焊接连接。钢管立柱的实际长度根据地基梁顶面标高和砂箱的高度提前计算准确后下料，倾斜布置的钢管端部需根据现场实际测设的高度切割成满足设计要求的角度。钢管立柱安装完毕后应立即安装横向连接和砂箱卸落装置，砂箱应提前进行预压试验，预压合格后投入使用。
5.3支架上部结构安装
支架上部桩顶横梁设计为2I36a工字钢，采用1台25t汽车吊吊装安装。施工过程中应重点控制桩顶横梁与斜置钢管立柱的焊接质量。桩顶横梁与砂箱顶面采用栓接连接。贝雷梁提前在工地旁边的钢结构临时加工场地按照2排一组拼装成整体式桁架，由平板车运输至桥位现场后采用汽车吊吊装安装，其中2m长度的非标准节贝雷片拼装在贝雷梁的中间位置。为防止贝雷梁支点位置发生局部破坏，在贝雷梁支点位置安装加强竖杆。
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图5 贝雷梁安装
6.支架拆除
该现浇梁支架拆除的顺序与搭设的顺序相反，具体为：斜置钢管割除、砂箱落架→底模、外模拆除→贝雷梁横移到边→贝雷梁拆除→桩顶横梁拆除→钢管桩拆除→地基梁拆除。由于该现浇梁支架拆除的方法与常规现浇梁支架拆除的方法基本相同，因此拆除的详细施工方法不做阐述！
7.结语
在哑铃型承台基础上设置型钢地基梁作为支架基础，单跨简支贝雷梁作为支架一次主梁的方法施工软弱地质条件下的现浇梁，在芜湖轨道交通2号线一期工程道岔连续梁施工中取得了良好的经济效益，现浇梁支架施工安全和进度均得到了保障，为类似工程施工提供了经验借鉴。
参考文献：
[1]钢结构工程施工质量验收标准（GB50205-2020）
[2]钢结构设计标准（GB 50017-2017）
[3]钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010
[4]钢结构焊接规范 GB50661-2011
[5]建筑施工模板安全技术规范JGJ 162—2008
[6]建筑地基基础设计规范GB50007-2011
[7]公路桥涵施工技术规范（JTG/T 3650-2020）
[8]建筑结构荷载规范GB50009-2012
[9]工程测量规范 GB50026-2007