鋼筋混凝土拱橋滿堂支架法施工技術(shù)探討

魏永冬 王欣欣（中交二公局第四工程有限公司 河南 洛陽(yáng) 471013）

鋼筋混凝土拱橋滿堂支架法施工技術(shù)探討

魏永冬 王欣欣
（中交二公局第四工程有限公司 河南 洛陽(yáng) 471013）

本文通過(guò)新疆克拉瑪依市準(zhǔn)噶爾橋13孔等截面懸鏈線空腹和實(shí)腹式鋼筋混凝土板拱的滿堂支架法施工，對(duì)現(xiàn)澆拱圈滿堂支架法在準(zhǔn)噶爾橋施工中的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)上的介紹，為類(lèi)似工程提供一些借簽。

現(xiàn)澆拱圈；滿堂支架；施工；技術(shù)

1 工程概況

克拉瑪依市準(zhǔn)噶爾橋改造工程項(xiàng)目位于新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市準(zhǔn)噶爾路，為原老橋改造工程，橋梁起點(diǎn)樁號(hào)K0+293.109終點(diǎn)樁號(hào)K0+512.309橋梁全長(zhǎng)219.2米，采用4聯(lián)13跨（3×9+3×30（主聯(lián)）+3×9+4×9m）布置。主聯(lián)為3 ×30m等截面懸鏈?zhǔn)娇崭故戒摻铐虐骞皹?，主拱圈?.8米，半幅板寬13.99米，采用滿堂支架法施工。其凈矢高 f0=4.5米，凈失跨比 f。/l。=1/6.667，拱軸系數(shù)m=2.814。主聯(lián)主拱圈平直（即拱角起拱線在同一水平標(biāo)高上）其它三聯(lián)采用9米等截面懸鏈線實(shí)腹式鋼筋混凝土板拱橋，拱圈板高0.4米，半幅板寬13.99米，采用滿堂支架整體現(xiàn)澆施工。其凈失高f。=2.25米，凈失跨比f(wàn)。/L.=1/4，拱軸系數(shù)m=2.814。主拱圈采用斜拱形式（即拱腳起拱線不在同一水平標(biāo)高上）。

2 支架（拱架）設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合實(shí)際情況，鋼筋砼拱圈采用碗口滿堂支架法現(xiàn)澆施工。

2.1 地基處理

支架地基處理的好壞將直接影響支架的穩(wěn)定，對(duì)防止拱圈底砼產(chǎn)生裂縫有較大的作用，因此支架地基處理必須堅(jiān)實(shí)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行用地放樣，畫(huà)出用地界線，在兩側(cè)修筑排水溝，用于排除用地范圍內(nèi)積水和施工期間雨水。

由于本工程橋梁施工范圍內(nèi)大部分為角礫土，在施工支架地基前需進(jìn)行角礫土的翻挖回填，地基分層夯實(shí)，并用壓路機(jī)壓實(shí)，以防止支架沉陷，地基面筑成中拱型。對(duì)承臺(tái)基坑應(yīng)用砂礫土密實(shí)回填（密實(shí)度不小于96%），層層夯實(shí)。在壓實(shí)的地基面上澆筑20cm厚C15砼作為持力層。

2.2 支架搭設(shè)

碗扣式鋼管腳手架，主要由立桿、橫桿、頂托、底托、剪刀撐和斜撐等組成，接頭構(gòu)造合理，力學(xué)性能良好，工作安全可靠，構(gòu)件輕，裝拆方便，根部有可調(diào)節(jié)支座，頂部有可調(diào)節(jié)托座，對(duì)拱圈支架搭設(shè)十分方便。我項(xiàng)目采用3m、2.4m、1.8m、1.2m、0.9m、0.6m等型號(hào)立桿和 90cm、60cm兩種型號(hào)的橫桿；底托和頂托均為60cm型；剪刀撐和斜撐采用Ф48x3.5x6000的鋼管用轉(zhuǎn)扣、十字口等連接而成。

①軸線放樣

在砼墊層上放出橋梁各孔的縱橫中心線，沿縱橫中心線分別向外布點(diǎn)，30m主拱圈采用60*60cm的縱橫布局，9m拱圈采用90*90cm和60*90cm的縱橫布局，用墨斗彈出方格網(wǎng)線。立桿豎向布局都為120cm.

②配桿

計(jì)算出縱橋向每排立桿對(duì)應(yīng)的拱底設(shè)計(jì)高程。立桿高度=設(shè)計(jì)高程-對(duì)應(yīng)部位的墊層高程-底模的兩層龍骨-底部木板厚度。小部位的高度暫不考慮，如木楔，竹膠板厚度等。有計(jì)算的高度考慮配桿問(wèn)題，配桿時(shí)應(yīng)注意底托的自由長(zhǎng)度應(yīng)不大于45cm，頂托的自由長(zhǎng)度應(yīng)不大于30cm，在此范圍內(nèi)選擇配桿，立桿應(yīng)遵循有長(zhǎng)到短、由低到高的順序。

③搭設(shè)支架

按方格網(wǎng)線布設(shè)可調(diào)底托，底托下墊5cm厚18cm寬的木板，木板要放平，不得有懸空，俏頭，拱起等，木板的鋪設(shè)方向應(yīng)縱橫一致，可調(diào)底托應(yīng)放在木板的中心。

搭設(shè)第一層立桿時(shí)，底托的自由長(zhǎng)度應(yīng)調(diào)至配桿時(shí)計(jì)算的預(yù)留長(zhǎng)度，立桿的底端應(yīng)在底托旋轉(zhuǎn)絲的碗口里，先放置縱橫中心線上兩頭的立桿，在第一個(gè)橫桿連接碗口處掛線，用水準(zhǔn)儀超平，然后開(kāi)始安放立桿，調(diào)整可調(diào)底托，使第一層橫向連接桿處于同一高程上。然后按此法搭設(shè)第一層其余立桿，同時(shí)安放橫桿，碗口要鎖緊，打?qū)崱?yīng)注意的是，在搭設(shè)時(shí)應(yīng)對(duì)桿件進(jìn)行檢查，桿件不直、碗口破壞、鎖扣脫落等的桿件應(yīng)預(yù)先挑出，以防返工。

每一層立桿搭設(shè)完畢以后，再進(jìn)行下一層立桿搭設(shè)時(shí)，都應(yīng)首先進(jìn)行立桿是否豎直、橫桿是否水平的檢查。每一排桿件都搭設(shè)到配桿高度以后，要安放可調(diào)頂托，頂托的自由長(zhǎng)度應(yīng)調(diào)至配桿時(shí)計(jì)算預(yù)留長(zhǎng)度，然后應(yīng)進(jìn)行一次高程控制。

④剪刀撐的設(shè)置

支架搭到頂部時(shí)，開(kāi)始布置剪刀撐，剪刀撐分為橫向、縱向及水平剪刀撐。

縱橫向剪刀撐的布局為@2.4米，即每隔2.4米就要設(shè)置一排剪刀撐，在拱圈1/4處，縱向剪刀撐加密，每1.2米設(shè)置一道；水平剪刀撐應(yīng)先在底部和頂部布置，中間布置間隔距離易在2.4-3米。剪刀撐要從頂?shù)降走B續(xù)，如果鋼管需要搭接，搭接的長(zhǎng)度要大于1米，并且要用兩個(gè)轉(zhuǎn)扣或十字口連接。剪刀撐與地面的傾角宜在45°～60°，要保證剪刀撐與立桿的交叉點(diǎn)都要用轉(zhuǎn)扣鎖死，剪刀撐不能鎖在橫桿上。

⑤其它注意事項(xiàng)

橫向方木接頭不能有空隙，且不能懸空，若有空隙用扒釘十字交叉連接，大方木間用木楔塞緊，且用釘子釘牢；若有懸空可采用不小于1.5m長(zhǎng)的10×10cm方木兩端支撐在頂托上，且方木間用扒釘連接。

⑥實(shí)例說(shuō)明

準(zhǔn)噶爾橋第四孔滿堂式鋼管支架縱橫間距采用60cm，橫桿步距為120cm；拱圈兩側(cè)搭設(shè)操作平臺(tái)。

支架縱斷面布置圖

支架橫斷面布置圖

3 底模安裝

由于本工程工期緊、任務(wù)重，我項(xiàng)目部準(zhǔn)備了3套底模方案來(lái)施工，現(xiàn)介紹如下：

3.1 定型鋼模

我項(xiàng)目1、2、3、11、12、13孔采用的是定型鋼模。

定型鋼模分三大塊，兩塊直角1/4圓弧形模板和拱頂一塊弧形模板，模板的支撐為兩列槽鋼花架，兩列槽鋼為90cm寬，和90cm桿件布局一致。槽鋼支撐底為平面，這樣搭設(shè)的支架頂部為平面，分兩部分，中間高，兩邊低。如圖：

此法的施工順序?yàn)椋?/p>

①按要求搭設(shè)碗扣支架，安放頂托，計(jì)算每排頂托頂口的高程，按高程掛線調(diào)整每一個(gè)頂托。

②在每排頂托上沿橫橋向安放12*12cm方木做主龍骨。③主龍骨放好以后，要測(cè)量定位，放縱向橫向模板邊線④用汽車(chē)吊安裝定型鋼模，先從一邊安裝，找準(zhǔn)縱橫向邊線，固定好第一排定型鋼模。

⑤用線錘吊出每排立桿對(duì)應(yīng)在鋼模面板上的位置，測(cè)量高程，精調(diào)頂托高度，使模板的高程在合格范圍內(nèi)。

⑥依次安裝每一塊鋼模，用螺絲連接。

3.2 方木搭配竹膠板做底模

我項(xiàng)目第4孔、第6孔采用此法施工。

用方木搭配竹膠板施工，此法要求控制好每排桿件的高程，通過(guò)高度的變化來(lái)調(diào)成拱形。其施工方法為

①按要求搭設(shè)碗扣支架，安放頂托，計(jì)算每排頂托頂口的高程，按高程掛線調(diào)整每一個(gè)頂托。

②在每排頂托上沿橫橋向安放12*12cm方木做主龍骨。保證主龍骨都在頂托的正中，防止受力不勻。主龍骨的連接處要用木板釘實(shí)，并使接頭處錯(cuò)開(kāi),接頭應(yīng)設(shè)在頂托中心處。

③主龍骨安放完之后，縱橋向安裝10*10*140cm方木做次龍骨，其布設(shè)間距為中對(duì)中30cm。接頭處要有搭接。通過(guò)短折線調(diào)成弧形。

④主龍骨與次龍骨接觸之間的三角空隙用木楔塞實(shí)，用釘子釘牢。主龍骨與副龍骨要用扒釘扒在一起。

⑤在拱圈1/4處附近的主龍骨，每隔240cm設(shè)置一道水平頂撐，用不少于兩個(gè)的十字扣和立桿鎖死。

⑥主次龍骨全部安裝固定完以后，測(cè)出每排立桿對(duì)應(yīng)位置次龍骨的高程，精調(diào)頂托，使其高程符合設(shè)計(jì)要求。

⑦滿鋪 244*122*1.5cm竹膠板，遇到次龍骨的凸凹點(diǎn)，用電刨子刨平，保證相鄰兩板之間不要有錯(cuò)臺(tái)，整體板面平整，與次龍骨貼實(shí)。板縫要嚴(yán)密。

如圖：

3.3 方木、鋼筋搭配竹膠板做底模

我項(xiàng)目第5、7、8、9、10孔用此法施工。

此法是在第2中方法的基礎(chǔ)上，稍加改進(jìn)而成的，使拱形的線型更加順暢。

此法的施工順序?yàn)椋?/p>

①、②步同方法3.2。

③、主龍骨安放完之后，縱橋向安裝Φ28螺紋鋼做次龍骨，縱向每排頂托上有3根Φ28螺紋鋼并列放在一起。接頭處要有搭接。通過(guò)鋼筋的自然柔性調(diào)成弧形。

④、次龍骨上再沿橫橋向方向布設(shè)10*10cm方木，間距為中對(duì)中30cm,接頭處錯(cuò)開(kāi)，用鐵絲和主次龍骨捆綁在一起。

⑤、⑥、⑦同方法3.2.

如圖：

3.4 三種底模安裝的優(yōu)缺點(diǎn)

第一種方法優(yōu)點(diǎn)是工序簡(jiǎn)單，支架搭設(shè)容易，拱圈成型后，拱底的線型圓順，平滑，外觀質(zhì)量好。缺點(diǎn)是成本高，鋼模安裝有一點(diǎn)難度，拆模困難，倒轉(zhuǎn)麻煩，增長(zhǎng)周轉(zhuǎn)時(shí)間。

第二種方法優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，可以多面開(kāi)工，提高施工進(jìn)度。缺點(diǎn)是浪費(fèi)方木，拱圈成型后，拱底線型容易有折點(diǎn)，線型不是很圓順。

第三種方法相對(duì)于第二種方法可以減少方木的浪費(fèi)，拱底外觀質(zhì)量也有所提高。缺點(diǎn)是要增加鋼筋的投入。

我項(xiàng)目三種方法合用，有效的避免了一定的缺點(diǎn)，加快了施工進(jìn)度，保證了施工質(zhì)量和施工工期。

4、支架的預(yù)壓及卸載

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)，試驗(yàn)支架選擇第4孔L=30米支架。

4.1 荷載加載試驗(yàn)

①用編織袋裝砂礫做試驗(yàn)荷載，加載重量為拱圈混凝土總重量的1.2倍.②加載方法與拱圈混凝土澆筑順序相同，有拱角至拱頂對(duì)稱(chēng)加載。

4.2 施工測(cè)量

①支架搭設(shè)完成后，在拱圈底模上布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置在底模左中右位置，每處5點(diǎn)，位置為拱角、L/4、L/2、3L/4、拱角。

②在起拱線水平位置的相應(yīng)支架的橫桿上同上面一樣，在左中右各布置5測(cè)點(diǎn)。

③加載以前，測(cè)定30個(gè)測(cè)點(diǎn)的原始高程。加載至兩拱角L/4荷載后，進(jìn)行第一次測(cè)量，全部加載完成后，進(jìn)行第二次測(cè)量，維持荷載24小時(shí)以后進(jìn)行第三次測(cè)量。

4.3 卸載

支架測(cè)量觀測(cè)穩(wěn)定以后，可進(jìn)行荷載卸載。卸載按加載相反順序進(jìn)行，進(jìn)行兩次測(cè)量，第一次在卸至L/4處時(shí)進(jìn)行一次測(cè)量。第二次是全部卸完2小時(shí)以后進(jìn)行。根據(jù)測(cè)量結(jié)果得出支架變形量。

5 混凝土澆筑

①、L=9米的拱圈采用一次成型法澆筑，有拱角對(duì)稱(chēng)向拱頂澆筑。

②、L=30米主拱圈采用兩次澆筑，第一次有拱角對(duì)稱(chēng)向拱頂方向澆筑，兩邊各澆筑總弧長(zhǎng)的1/3。

6 結(jié)語(yǔ)

碗扣式滿堂支架，構(gòu)件單元輕，承載能力大，拼裝靈活快捷，便于組織施工。本橋采用此施工方法，有效的提高施工進(jìn)度，減輕了工期緊任務(wù)重的壓力，使該橋在合同工期內(nèi)完成，同時(shí)節(jié)約了施工成本。

U45

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1007-6344（2016）06-0048-02

魏永冬，男，四川成都人，1982年1月生，2005年畢業(yè)于成都理工大學(xué)工程管理專(zhuān)業(yè)，工程師，現(xiàn)從事項(xiàng)目施工技術(shù)管理。王欣欣，男，河南南陽(yáng)人，1984年3月生，2011年畢業(yè)于長(zhǎng)沙理工大學(xué)路橋施工專(zhuān)業(yè)，工程師，現(xiàn)從事項(xiàng)目施工技術(shù)管理。