渡槽槽身混凝土底模板碗扣式支撐架施工技術(shù)

□呂長(zhǎng)濤（廣東順?biāo)こ探ㄔO(shè)監(jiān)理有限公司）

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渡槽槽身混凝土底模板碗扣式支撐架施工技術(shù)

□呂長(zhǎng)濤（廣東順?biāo)こ探ㄔO(shè)監(jiān)理有限公司）

摘要：廣闊干渠渡槽槽身段混凝土碗扣式快速腳手架模板支撐系統(tǒng)，底板模板支架WDJ碗扣式多功能腳手桿，模板支撐架順渡槽方向兩側(cè)通長(zhǎng)滿鋪剪刀撐，橫桿承載力、撓度及碗扣節(jié)點(diǎn)承載力計(jì)算，受荷載影響的縱向龍骨，支撐架的基礎(chǔ)處理，槽身混凝土平鋪法澆筑。

關(guān)鍵詞：WDJ碗扣式腳手桿；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；承載力；抗彎強(qiáng)度

1　工程概況

廣闊干渠是以北汝河為水源的灌溉渠道，底寬2.00 m，引水流量4 m3/s。與南水北調(diào)一期總干渠工程在郟縣安良鎮(zhèn)田村東約750 m附近交叉。交叉處設(shè)計(jì)有廣闊干渠灌渠渡槽軸線與總干渠軸線正交，交叉點(diǎn)總干渠設(shè)計(jì)樁號(hào)SH（3）59+589.9，工程由進(jìn)口段、閘室段、涵洞段槽身段、出口段組成，出口設(shè)有連接渠，總長(zhǎng)329 m。

槽身段樁號(hào)為廣0+000～廣0+110，長(zhǎng)110 m，采用C50預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)為5跨，單跨跨徑為22 m。槽身凈高1.80 m，凈寬為2.20 m，起點(diǎn)槽底高程為135.76 m，終點(diǎn)槽底高程為135.68 m，槽底縱比降為1/2000。槽身下部支承結(jié)構(gòu)采用獨(dú)墩及雙樁基礎(chǔ)，邊樁直徑為0.80 m，其余樁直徑均為1.20 m，中樁、坡樁、邊樁長(zhǎng)分別為25、23、14 m。中墩、坡墩高分別為13.63、5.40 m。

槽身段混凝土設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆型式，為便于該段混凝土模板支立，采用碗扣式快速腳手架作為模板支撐系統(tǒng)。廣闊干渠渡槽槽身段混凝土模板支撐架最大安裝高度為10 m。渡槽槽身段跨主干渠高差超過10 m渠段，粘性土料回填至距槽身底10.20 m高差高程，并在填筑土體及渠坡上澆筑0.20 m厚C20混凝土墊層作為支撐架基礎(chǔ)。粘性土回填質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按同渠堤控制。

2　架體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

底板模板支架采用WDJ碗扣式多功能腳手桿搭設(shè)，模板支撐架（滿堂架）形式，立桿、橫桿及斜桿采用Φ48×3.50（mm）型桿件，立桿縱、橫距0.60 m，橫桿步距1.20 m。模板支撐架順渡槽方向兩側(cè)通長(zhǎng)滿鋪剪刀撐，順渠道方向每隔5跨設(shè)置1道剪刀撐，水平方向每隔5跨設(shè)置1道剪刀撐，剪刀撐交叉角度按50°控制。距離地面10 cm處設(shè)置縱橫掃地桿。立桿頂設(shè)二層10槽鋼龍骨，縱、橫向槽鋼分配梁間距均為0.60 m，在立桿頂部支撐部位設(shè)置支撐槽身底模板。示意圖見圖1。

圖1　槽身段混凝土模板支撐系統(tǒng)布置示意圖

2.2計(jì)算荷載

2.2.1恒載

①模板支撐架自重標(biāo)準(zhǔn)值Q1=0.50 kN/m2；②混凝土實(shí)際自重Q2=15.82 kN/m2（采用2.50 t/m3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)單位延長(zhǎng)米內(nèi)計(jì)算體積及受力面核算：2.50 t/m3×V/S=2.50 t/m3×3.10m2×1m/4.80m×1m=15.82kN/m2，其中，3.10 m2為渡槽最大截面面積，4.80 m為支撐架截面寬度）；模板自重設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值Q3=0.38 kN/m2

2.2.2活載

①施工人員及設(shè)備的荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q4=1 kN/m2；②振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q5=2 kN/m2；③混凝土沖擊模板荷載Q6=0.10 kN/m2；列式計(jì)算：F=m（2gH）1/2/T=23.04 t×（2×9.80 m/s2× 1.50 m）1/2/900 s=0.21 kN/m2。傾倒混凝土?xí)r對(duì)模板的沖擊荷載是短時(shí)的、局部的，計(jì)算時(shí)折減為均布荷載Q6≈F=0.10 kN/m2。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值WK=0.70μzμsW0=0.35 kN/m2。

2.3強(qiáng)度驗(yàn)算

2.3.1單肢立桿承載力計(jì)算

①單肢立桿軸向力計(jì)算：N=［1.2Q1+1.4（Q4+Q5+Q6）］LXLY+ 1.20（Q2+Q3）V=9.90 kN。②單肢立桿承載力計(jì)算：N=9.90 kN≤φAf=74.60 kN。經(jīng)計(jì)算，單肢立桿承載力滿足強(qiáng)度要求。

2.3.2橫桿承載力、撓度及碗扣節(jié)點(diǎn)承載力計(jì)算

模板支撐架橫桿不直接支撐梁，不作橫桿抗彎、撓度及碗扣節(jié)點(diǎn)承載力計(jì)算。斜桿連接扣件強(qiáng)度計(jì)算。本模板支撐架橫跨主干渠設(shè)置，不掛設(shè)密目安全網(wǎng)，即可不進(jìn)行風(fēng)荷載及斜桿連接扣件強(qiáng)度計(jì)算。

2.3.3龍骨驗(yàn)算

龍骨均采用10槽鋼，縱、橫向槽鋼分配梁間距均為0.60 m。橫向槽鋼主要受在立桿支撐部位的集中荷載的剪切應(yīng)力影響，該部位由支撐架立桿直接傳遞豎向應(yīng)力，槽鋼本身撓度變化小。龍骨驗(yàn)算僅對(duì)受荷載影響的縱向龍骨進(jìn)行，計(jì)算按等跨等截面。

2.3.4三跨連續(xù)梁考慮

一是彎強(qiáng)度驗(yàn)算：Mmax=0.08ql2=0.08×［1.20×（Q1×L+ （Q2+Q3）×V）+1.40×（Q4+Q5+Q6）×L］×L2=280198.66N·mm；δ=Mmax/W=3.60 N/mm2＜fm=235 N/mm2。經(jīng)計(jì)算，抗彎強(qiáng)度滿足要求。二是撓度驗(yàn)算：ω=0.677ql4/100EI=0.677×［（Q1×L+（Q2+Q3）×V）+（Q4+Q5+Q6）×L］×L4/100EI=0.15 mm＜［ω］=L/400=1.50 mm。經(jīng)計(jì)算，撓度變形滿足要求。

2.3.5地基承載

模板支撐架基礎(chǔ)為C20混凝土墊層。

3　支撐架基礎(chǔ)處理

支撐架的基礎(chǔ)處理方式設(shè)計(jì)為：在該渠段渠底改性土施工完成后，填筑約4.78 m高粘性土并在填筑土體及渠坡上澆筑0.20 m厚混凝土墊層作為剛性基礎(chǔ)。

3.1粘性土填筑

粘性土基礎(chǔ)斷面設(shè)計(jì)為梯形，上口寬度超出模板支撐架兩側(cè)各1.50 m，為7.80 m，坡比1：1。填筑料土料場(chǎng)土料，施工含水率按17.70%～19.70%控制。粘性土回填施工按照渠堤填筑標(biāo)準(zhǔn)，采用20 t自卸汽車進(jìn)占法運(yùn)料，D80推土機(jī)松鋪0.30 m，20 t凸塊振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，靜碾2遍、動(dòng)碾6遍，行走速度控制在2.00 km/h，碾壓搭接寬度≥0.50 m。碾壓完成后，采用環(huán)刀法取樣進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，填筑土料的壓實(shí)度按≥0.98控制。

3.2 C20混凝土墊層施工

3.2.1渠底混凝土墊層（第二、三、四跨）

混凝土墊層強(qiáng)度設(shè)計(jì)為C20，設(shè)置縱向?qū)挾瘸鲋渭軆蓚?cè)寬度各0.50 m，為5.80 m。拌和站拌料、10 m3混凝土罐車水平運(yùn)輸，泵車泵送入倉。模板用膠合板支立，兩側(cè)使用Φ16鋼筋以0.75 m間距予以固定，人工振搗混凝土。

3.2.2渠坡混凝土墊層（第一、五跨）

渠坡混凝土墊層沿渠坡呈臺(tái)階型式設(shè)置，臺(tái)階開挖根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)渠坡土質(zhì)密實(shí)度情況按1～2 m控制高差?？v向?qū)挾瘸鲋渭軆蓚?cè)寬度各0.50 m，為5.80 m。墊層混凝土拌和站拌料、10 m3混凝土罐車水平運(yùn)輸，泵車泵送入倉。模板采用膠合板支立，兩側(cè)使用Φ16鋼筋以0.75 m間距予以固定，人工振搗混凝土。

4　施工流程

4.1一般規(guī)定

①底座和墊板準(zhǔn)確地放置在定位線上；底座的軸心線與地面垂直。②腳手架搭設(shè)按立桿、橫桿、斜桿的順序逐層搭設(shè)，每次上升高度≤3 m。底層水平框架的縱向直線度≤L/200；橫桿間水平度≤L/400。③腳手架的搭設(shè)分階段進(jìn)行，第一階段的撂底高度一般為6 m，第二階段搭設(shè)高度4 m。④腳手架全高的垂直度＜L/500；最大允許偏差＜100 mm。⑤腳手架搭設(shè)到頂時(shí)，組織質(zhì)檢、安全、施工人員對(duì)整個(gè)架體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的檢查和驗(yàn)收，及時(shí)解決存在的結(jié)構(gòu)缺陷。⑥模板支撐架搭設(shè)與模板施工相配合，利用可調(diào)底座或可調(diào)托撐調(diào)整底模標(biāo)高。⑦彈線定位，放置可調(diào)底座后分別按先立桿后橫桿再斜桿的搭設(shè)順序進(jìn)行。

4.2腳手架搭設(shè)

組裝順序是：立桿底座→立桿→橫桿→接頭鎖緊→腳手架→上層立桿→立桿連接銷→橫桿。①按既定位置安放立桿（基礎(chǔ)不平整處需墊鋼、木墊片），其上交錯(cuò)安裝長(zhǎng)立桿，使接頭錯(cuò)開?？v向掃地桿采用直角扣件固定在距離底座上皮20 cm的立桿上，橫向掃地桿則用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。②接頭是立桿同橫桿的連接裝置，確保接頭鎖緊。搭設(shè)時(shí)，先將上碗扣擱置在限位銷上，將橫桿等接頭插入下碗扣，使接頭弧面與立桿密貼，待全部接頭插入后，將上碗扣套下，并用榔頭順時(shí)針沿切線敲擊上碗扣凸頭，直至上碗扣被限位銷卡緊不再轉(zhuǎn)動(dòng)為止。如發(fā)現(xiàn)上碗扣扣不緊，或限位銷不能進(jìn)入上碗扣螺旋面，應(yīng)檢查立桿與橫桿是否垂直，相鄰的兩個(gè)碗扣是否在同一水平面上（即橫桿水平度是否符合要求）；下碗扣與立桿的同軸度是否符合要求；下碗扣的水平面同立桿軸線的垂直度是否符合要求；橫桿接頭與橫桿是否變形；橫桿接頭的弧面中心線同橫桿軸線是否垂直；下碗扣內(nèi)有無砂漿等雜物充填等；如是裝配原因，則應(yīng)調(diào)整后鎖緊。③腳手架搭設(shè)以3人為一小組為宜，其中1人遞料，另外兩人共同配合搭設(shè)，每人負(fù)責(zé)一端。搭設(shè)完一層架子，鋪一層腳手板，逐層向上搭設(shè)。

4.3混凝土施工控制

槽身混凝土需采用平鋪法，使倉面混凝土同期上升，模板支撐架均勻受力。鋪料厚度采用30～40 cm，混凝土泵管距混凝土面最大高差不超過1.50 m，混凝土入倉速度控制在1～1.50 m3/min。混凝土施工過程中，需派專人對(duì)模板、支撐系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢查觀測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)有局部變形現(xiàn)象，立刻對(duì)部位進(jìn)行加固處理。

4.4腳手架拆除

①當(dāng)頂板混凝土達(dá)到施工規(guī)范的要求后對(duì)腳手架進(jìn)行拆除，拆除前全面檢查腳手架的連接、支撐體系等是否符合構(gòu)造要求，按技術(shù)管理程序批準(zhǔn)后方可實(shí)施拆除作業(yè)。②架拆除前現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員對(duì)在崗操作工人進(jìn)行有針對(duì)性的安全技術(shù)交底。③腳手架拆除時(shí)必須劃出安全區(qū)，設(shè)置警戒標(biāo)志，派專人看管，禁止無關(guān)人員進(jìn)入。④拆除前清理腳手架上的器具及多余的材料和雜物。⑤拆除作業(yè)從頂層開始，逐層向下進(jìn)行，嚴(yán)禁上下層同時(shí)拆除。⑥拆除的構(gòu)配件成捆用起重設(shè)備吊運(yùn)或人工傳遞到地面，嚴(yán)禁拋擲。⑦拆除的構(gòu)配件分類堆放，以便于運(yùn)輸、維護(hù)和保管。⑧每班拆架下班時(shí)，不留下扣件松動(dòng)；架體堆放鋼管、扣件等隱患。⑨在拆除過程中，凡松開連接的桿、配件及時(shí)拆除運(yùn)走，避免誤扶、誤靠已松脫的桿件。

（責(zé)任編輯：劉長(zhǎng)垠韋詩佳）

中圖分類號(hào)：TV672. 2；TV54

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-8853（2016）04-0066-02

收稿日期：2016-02-12