刘成功
（中交一公局集团有限公司 北京市 100024）
摘 要：位于陡峭山坡、河岸沿线的桥梁，为减少对自然边坡的开挖扰动及河道占用，桥墩设计多采用小间距墩，此类桥墩盖梁柱间距小、悬臂较大，盖梁施工受力复杂，且桥墩位置落地支架搭设十分困难或施工存在安全风险，需采用抱箍或埋棒支架搭设方案。本文即就小间距盖梁的支架搭设要点进行了整理、分析。
关键词：小间距墩盖梁 现浇支架搭设方案 工艺要点 贝雷片横梁 预埋钢棒 受力验算方法
我国西南地区属于重丘山区，尤其是贵州、重庆、四川地区，崇山峻岭、走廊狭窄、不良地质发育、地质灾害频发、地震基本烈度高、植被茂密。近年来公司在西南地区的高速公路项目增加较快，高速公路桥隧比例极高，部分桥梁穿越峡谷、河道，大多位于山坡或河岸沿线，为减少对自然边坡的开挖扰动及河道占用，桥墩设计多采用小间距墩，此类桥墩盖梁柱间距小、悬臂较大，盖梁施工受力复杂，且桥墩位置落地支架搭设十分困难或施工存在安全风险。本文即就小间距盖梁的支架搭设要点进行了整理、分析，以供类似项目参考。
1.小间距墩定义
以单幅桥梁宽度12.25m为例，小间距墩主要是指柱间距小于5m（悬臂较大）的双柱墩形式，工程设计较常见多为4.75m及4m两种柱间距形式。
2.小间距墩盖梁支架方案的选取
一般桥梁盖梁支架根据距离地面高度及支架搭设条件的不同，分别有满堂碗扣支架、钢管柱支架、预埋钢棒、抱箍支架等。对位于陡峭山坡或河道中的小间距墩盖梁，采用碗扣支架及钢管柱支架搭设施工平台较为困难，且成本较高，安全风险较大。故优先采用墩柱预埋钢棒或设置抱箍（或两者配合使用）作为受力点，搭设施工及浇筑模板平台，因抱箍装置对安装质量要求较高，且在浇筑盖梁过程中容易产生滑移，部分项目也会在墩柱设置预埋筋加大抱箍承载力，综合考虑预埋钢棒法稳定性更高，故本文主要就钢棒法进行分析。因小间距墩盖梁的悬臂较大，一般工字钢横梁不能满足受力及变形要求，故多采用允许弯矩较大的贝雷片材料作为横梁结构，同时也应注意预埋钢棒处的应力集中问题。
3.预埋钢棒+贝雷片支架布设方案及注意事项
对于小间距墩盖梁采用双钢棒+双排单层贝雷梁支架布置方案如下图所示。
小间距墩盖梁支架布置图
在盖梁下一定距离处两墩柱上，各预埋两根钢棒，钢棒直径经验算确定，长度为墩柱直径+两侧放置贝雷梁宽度+预留宽度（一般为2×10cm），双钢棒位置分别位于墩柱中线两侧，紧邻设置；在钢棒两端，即紧贴墩柱两侧设置双排单层贝雷梁，长度较盖梁长度长1.0m；贝雷梁上放置工字钢分配梁，单根长度较盖梁宽度长1.0m，横向间距根据验算结果确定；分配梁上设置钢模板底模。沙箱设置于钢棒与贝雷梁之间，施工时应采取措施确保沙箱稳固。
钢棒在墩柱的预埋位置，应根据支架总体构造进行计算，基本为钢棒半径+沙箱高度+贝雷梁高度+横向分配梁工字钢高度+底模厚度+预留高度（一般为20cm左右）。在墩柱浇筑时，预埋PVC管，PVC管直径应大于钢棒直径1～2cm，确保钢棒能穿入。
为保证钢棒的强度满足受力要求，应选用45号以上高强钢制作，并尽量缩小双排贝雷片间距（加工贝雷梁最小为25cm），且横梁应紧贴墩柱设置，从而达到减小横梁对钢棒的弯矩作用。
墩柱两侧贝雷横梁间应采用对拉杆加固，防止因混凝土浇筑振动使横梁发生侧移或倾倒。尤其是靠近墩柱位置，应牢固设置抱柱对拉杆。
由于贝雷梁支点处应力较大，为确保梁体稳定及安全，需在贝雷片支点位置加设竖向[10槽钢作为加劲立柱。立柱两端磨光，顶紧在上下弦杆之间，两排贝雷片均需设置。
同时为缓解钢棒处贝雷梁下弦杆应力较大的问题，在贝雷梁下悬杆处设置加强弦杆，可有效改善横梁钢棒处的较大应力问题。
利用沙箱来调整支架高程。沙箱布置于钢棒上、横梁下，并应采取措施，确保沙箱的稳固，如加点钢板等。沙箱在使用前应进行预压试验，确定压缩值。拆模时可将沙箱内沙子放出，使支架和底模脱离。
分布梁上铺设盖梁底模。底模和侧模均采用整体钢模板。模板表面必须光洁、平整，并涂上符合要求的脱模剂，以保证砼的外观质量。同时确保底模标高满足设计要求。
支架搭设时，应特别注意墩柱位置处的盖梁底模安放。确保盖梁底模顶面与墩柱顶面持平，并确保盖梁底标高满足设计要求。并在钢筋安装前及时对墩柱顶进行凿毛处理，确保混凝土衔接良好。
支架强度及稳定性应满足施工要求。支架搭设完毕后应进行1.2倍盖梁荷载的预压试验。
在混凝土浇筑过程中，应对称浇筑，以免造成支架单侧受力而失稳，并应从中央向两侧浇筑，浇筑过程应缓慢，以免混凝土冲击，造成支架失稳。
支架所用材料应满足使用要求，且由正规厂家生产，强度达到规范要求。必须通过受力验算来确定支架材料的规格。
4.支架受力验算要点
目前结构受力验算软件较多，甚至为精确分析受力，还有模拟受力的计算软件，如迈达斯等；此类软件计算分析受力较为准确，根据受力特点精准设置支架构件，能够极大地节省支架材料，降低施工成本，软件验算优先推荐。本文主要是分析支架受力，故采用近似受力验算模型进行分析，较为保守。
小间距墩盖梁支架的传力途径为：盖梁底模→分配梁→横向贝雷主梁→支点钢棒→墩柱。
首先根据规范或《路桥施工计算手册》确定各主要荷载取值，如盖梁模板单位重、施工人员及设备荷载、混凝土浇筑冲击及振捣荷载、钢筋混凝土容重等；并确定各荷载的荷载分项系数。
并根据规范确定各材料的允许强度值。
4.1 分配梁的验算
分配梁采用工字钢或槽钢，由于贝雷片横梁紧贴墩柱外缘设置，分配梁的跨径基本为盖梁下墩柱直径，偏安全考虑，计算分布梁受力时不计悬臂部分长度受力，按简支梁计算，总重均布荷载考虑。分配梁间距及材料的选择应满足跨中最大弯拉应力、支点最大剪应力、跨中挠度等满足受力及变形要求要求。
为确保盖梁底模的受力性能，最好减小分配梁的间距，一般取50cm为宜，这样就可基本确定分配梁材料。也可根据现场已有材料，反算间距。
4.2 横梁的验算
验算时，工字钢横梁紧贴墩柱两侧布置，不利情况为假设盖梁所有力均作用在墩柱两侧横梁上，墩柱不受力，近似采用总重均布荷载计算。采用双排单层贝雷梁横梁，根据《装配式钢桥使用手册》确定横梁的容许弯矩、容许剪力及其它材料特性。验算跨中最大弯矩、悬臂段弯矩、支点位置靠跨中侧最大剪力、悬臂端根部剪力、跨中挠度、悬臂挠度等满足受力及变形要求。
以上受力参数全部验算通过，才能最终确定材料型号。经我项目现场实际验算及使用，因为小间距墩盖梁的悬臂较大，如能满足悬臂受力要求，即可满足使用要求。双排单层加强型贝雷梁材料强度足够满足小间距墩盖梁的受力要求。
4.3 钢棒验算
钢棒作为支架的受力薄弱位置，必须进行验算，钢棒材质应选择强度较高的45号以上高强钢制作。同时尽可能减小双排贝雷梁的总厚度，并使贝雷梁紧贴墩柱设置。贝雷片传递给钢棒的力按集中力考虑。
根据支架上部构造的传力计算单组贝雷梁的传递给单根钢棒的集中力，集中力作用位置近似位于双排贝雷梁的中心。
根据《钢结构设计手册》，确定钢棒的各项力学性能。验算钢棒剪应力、钢棒弯拉应力满足受力要求。
由于贝雷梁单片总厚度为17.6cm，双排最小间距为25cm，即使紧贴墩柱设置，其传力弯矩也较大，为确保钢棒的受力安全，可以考虑设置双钢棒，从而分担了总体受力，且不会因为盲目增大钢棒直径，造成后期墩柱预留孔修补困难或外观质量较差等。
墩柱混凝土作为钢棒及整体支架结构的最后承重结构，也应进行墩柱设计混凝土强度验算。
支架必须通过以上各项验算来确定支架材料及间距的选择，并预留安全系数。支架搭设完毕，应及时进行1.2倍的结构总重量预压，确保支架稳定。
小间距墩盖梁在山岭区及河道内桥梁应用较多，支架搭设的具体施工方案还应根据工程实际确定，本文方案仅供参考，相关验算还需结合实际受力情况，尽可能采用电算验算，以准确分析受力，降低施工成本。支架的形式多种多样，随着科技的进步，高强材料也应运而生，选择性较更加多样，项目应在保证结构安全稳定的基础上，探索更加合理的小间距墩盖梁支架方案。
参考文献
【1】《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011).北京：人民交通出版社，2011.7；
【2】《装配式公路钢桥多用途使用手册》，广州军区工程科研设计院，黄绍金，刘陌生，北京：人民交通出版社，2001.6。