客運專線現(xiàn)澆梁滿堂支架法施工工藝淺析

戴曉學(xué)

（中鐵二十一局集團第二工程有限公司，甘肅 蘭州730000）

客運專線現(xiàn)澆梁滿堂支架法施工工藝淺析

戴曉學(xué)

（中鐵二十一局集團第二工程有限公司，甘肅 蘭州730000）

滿堂支架法是橋梁現(xiàn)澆法施工中常用的一種方法，但其關(guān)鍵施工工藝必須進行嚴格的控制。本文結(jié)合寶蘭客專七里河大橋現(xiàn)澆梁的滿堂支架施工的具體情況，對滿堂支架施工過程中的地基處理、支架預(yù)壓、模板工程等施工工藝進行了詳細的論述和分析。文章對采用滿堂支架法施工的橋梁的施工工藝，具有一定的指導(dǎo)意義。

橋梁工程；滿堂支架法；施工工藝

1 概述

滿堂支架法是橋梁工程施工中較為常見的一種方法，這種方法的施工工藝是采取按一定間隔、密布搭設(shè)起支承作用的腳手架作為支架，在支架上立模板、澆筑混凝土，待混凝土達到強度后拆除模板及支架。近幾年來，隨著國內(nèi)鐵路、公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，采用滿堂支架施工的橋梁也越來越多，這就大大推進了滿堂支架的應(yīng)用進程，滿堂支架施工工藝也不斷進行改進。

七里河大橋為某寶蘭客運專線上的大橋，全長166.32m，共計簡支箱梁4孔，其中32.6m箱梁2孔，24.6m箱梁2孔。采用滿堂支架法進行施工。本橋橋址地層為第四系全新統(tǒng)人工填筑砂質(zhì)黃土，沖積砂質(zhì)黃土、粉砂及粗圓礫土，第四系上更新統(tǒng)沖積砂質(zhì)黃土、細圓礫土及卵石土。

2 地基處理及支架搭設(shè)

2.1 地基處理

滿堂支架搭設(shè)前，應(yīng)先對支架基礎(chǔ)進行加固處理：先清除表層軟土及泥漿池泥漿等，然后再進行開挖和分層壓實，并對壓實密度進行檢測。達到設(shè)計要求后分兩層填筑壓實50cm厚的卵礫石土，每層25cm，并保證地基承載力達到要求。然后澆筑15cm標號為C20混凝土對基頂進行硬化，混凝土澆筑時必須進行測量控制并設(shè)置橫向排水坡度。

2.2 支架搭設(shè)

搭設(shè)支架的鋼管采用直徑為 48mm、壁厚3.5mm的鋼管。縱橋向除梁端梁高變化區(qū)域按照30cm布置外，其余縱向間距均為60cm，即（90×2+ 60×3+30×4+90×4+30×4+60×3+90×2），橫桿豎向間距為1.2m。

支架搭設(shè)時，先在硬化后的混凝土面上彈出支架的設(shè)計位置，然后按放樣位置布置立桿和水平桿。立桿垂直不傾斜，每根立桿下設(shè)底托，底托和墊層間的縫隙采用砂子填塞密實，在鋼管頂端設(shè)置可調(diào)節(jié)頂托。支架接近高程時，由測量人員在底板、翼板邊緣處縱向每隔10m提供一個基準點掛線找平。支架驗收合格，鋪設(shè)方木及底模，通過可調(diào)頂托進行調(diào)整達到要求后進行預(yù)壓作業(yè)。

3 支架預(yù)壓及卸載

3.1 預(yù)壓的必要性

為了驗證支架的設(shè)計質(zhì)量，消除地基和支架非彈性變形的影響，為梁體澆筑預(yù)拱度的設(shè)置提供依據(jù)，在支架搭設(shè)完畢并正式投入使用前，必須對支架進行堆載預(yù)壓試驗。堆載試驗根據(jù)箱梁混凝土荷載分布，采用預(yù)制塊預(yù)壓。

3.2 測點的布置

預(yù)壓前先在底模和下部支架頂端布設(shè)觀測點，將鋼筋固定在底模上，下端距混凝土基礎(chǔ)約50cm，同時在支架基礎(chǔ)上對應(yīng)位置預(yù)埋鋼筋，在兩鋼筋重合部分同一水平位置作一標記。測量位置設(shè)在支點、梁跨的1/4、1/2處，共設(shè)5個觀測斷面，每個斷面在基礎(chǔ)和支架分別橫向設(shè)5點。

3.3 預(yù)壓

經(jīng)計算，取梁體混凝土重量、鋼絞線、鋼筋、模板及施工荷載總和的120%，即1000t作為預(yù)壓荷載。預(yù)壓材料采用C20預(yù)制塊，每個為1.0×1.0×1.0m，重量2.3t左右，采用Φ20mm圓鋼作為吊環(huán)，共一套。加載時采用分級加載方式：0→60%→100%→120%。分級加載時精確計量。

每級加載完成1h后進行支架的變形監(jiān)測，以后間隔6h監(jiān)測記錄各監(jiān)測點的位移量，當(dāng)相鄰兩次監(jiān)測位移平均值之差不大于2mm時，方可進行后續(xù)加載。

全部預(yù)壓荷載施加完成后，應(yīng)間隔6h監(jiān)測記錄各監(jiān)測點的位移量，當(dāng)連續(xù)12h監(jiān)測位移平均值之差不大于2mm時，方可卸載預(yù)壓荷載。支架卸載6h后，應(yīng)監(jiān)測記錄各檢測點位移量。

3.4 卸載

當(dāng)預(yù)壓沉降穩(wěn)定后，記錄各測點的最終沉降值，從而推算出各測點的高程，然后卸載。卸載完成后，再次精確測出各測點的高程，此高程減去加載終了時的高程，即為支架支撐的彈性變形值，余下的沉降值為支架系統(tǒng)不可恢復(fù)的塑性變形值。

卸載應(yīng)分級卸載，卸載完成后需再次對所有支架頂托、底托、連續(xù)部位重新進行一次全面檢查、緊固。同時根據(jù)計算結(jié)果，再次進行支架頂面高程的調(diào)整，使預(yù)留拱度值更為準確。

3.5 預(yù)留上拱度

支架變形應(yīng)按照彈性變形及非彈性變形來進行考慮分析。支架在投入加載后，上部構(gòu)造要發(fā)生一定的下沉和產(chǎn)生一定的撓度。因此，為使梁體在澆筑完成并卸載后能獲得滿足設(shè)計要求的梁底線性，在梁底底模鋪設(shè)時預(yù)留一定數(shù)值的上拱度。確定預(yù)拱度時采用的公式見式（1）：

δ1——箱梁自重產(chǎn)生的彈性變形量；

δ2——支架彈性壓縮量；

δ3——支架與方木、方木與模板、支架與下墊墊木之間的非彈性壓縮量；

δ4——支架基礎(chǔ)地基的彈性壓縮量；

δ5——支架基礎(chǔ)地基的非彈性壓縮量。

通過預(yù)壓施工，可以消除δ3、δ5的影響，則在底模安裝時，其預(yù)拱度的設(shè)置按△=δ1+δ2+δ4計算，在模板的高程控制時加入預(yù)拱度數(shù)值?？紤]到張拉時起拱，預(yù)拱度的設(shè)置要適當(dāng)減小。

在加載過程中應(yīng)注意觀察，如發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降明顯、基礎(chǔ)開裂、局部位置和支架變形過大現(xiàn)象，應(yīng)立即停止加載并卸載，及時查找原因，采取補救措施。

3.6 數(shù)據(jù)計算、分析、整理

1）荷載作用變形量計算。荷載作用變形量按以下式子計算：

加載前的初始讀數(shù)-滿載穩(wěn)定后的終讀數(shù)=總變形量

加載前的初始讀數(shù)-空載穩(wěn)定后的終讀數(shù)=非彈性變形量

總變形量-非彈性變形量=彈性變形量

2）數(shù)據(jù)處理。以變形量為縱軸Y，以觀測間隔時間為橫軸T，繪制不同點的變形速率圖。以梁水平縱向為X軸，不同點的彈性變形量為Y，連接各點繪制出梁的縱向彈性變形曲線。

3.7 預(yù)壓試驗報告的整理

1）依據(jù)梁?？v向的彈性變形曲線、設(shè)計的預(yù)應(yīng)力干縮自重等造成的拱度曲線、設(shè)計要求的成品梁的拱度曲線的疊加得出模架立模時的拱度曲線。

2）根據(jù)觀測的彈性變形量再綜合對最終的拱度調(diào)整，相對量不大時可忽略不計。

3）根據(jù)現(xiàn)場實測的數(shù)據(jù)，遵照規(guī)范要求，對原始數(shù)據(jù)加以分析、匯總，并與設(shè)計計算值加以對比，依據(jù)對比結(jié)果給出試驗結(jié)論，最后整理成現(xiàn)場預(yù)壓試驗報告。

4 支座、模板及預(yù)埋件工程

4.1 支座安裝

為確保支座的正確安裝就位，制梁前，采用全站儀在支承墊石上放出每個支座縱、橫向支承中心線。支座安裝采取將梁支承中心線、支座板中心線和支座對稱中心線六線互相重合的方法來保證支座的精確就位。同一梁端支座板應(yīng)安裝在同一水平面上，平面高差不得大于1mm；順橋向支座板中心線應(yīng)與梁順橋向支承中心線重合，偏差不得大于0.5mm；橫橋向支座板中心線應(yīng)于梁橫橋向支承中心線重合，偏差不得大于0.5mm。

本橋采用球形鋼支座，支座安裝前應(yīng)對支座名稱、規(guī)格型號、使用說明書等進行詳細檢查。支承墊石表面鑿毛處理，清除錨栓孔中雜物，用水浸濕墊石表面。安裝支座就位后，用鋼楔塊楔入支座四角，找平支座，并將支座調(diào)整到設(shè)計高程，在支座地面與支承墊石之間留20～30mm空隙。仔細檢查支座中心位置和高程后，用高強度無收縮材料灌漿。梁內(nèi)支座鋼板與支座同時安裝，并將四角的緊固螺栓擰緊，確保底模與支座不漏漿。

4.2 模板安裝

頂托調(diào)整完畢后，在其上安放雙鋼管，在鋼管上安放10cm×10cm的方木，間距25cm（底板），在腹板底部按13cm間距加密，其上鋪12mm厚的竹膠板作為底模，竹膠板與縱向方木用釘子釘牢。側(cè)模采用鋼模。內(nèi)模采用木模。

模板采用人工配合吊車安裝。先安裝底模，在安裝側(cè)模，從中間往兩側(cè)依次進行。內(nèi)模待底板和腹板鋼筋綁扎成型后再安裝。在模板安裝過程中，相鄰模板間縫隙采用雙面膠對接，必須對模板接縫寬度、錯臺、平整度進行檢查修整，對模型的長度寬度等幾何尺寸進行檢查，偏差超限時必須進行改正。

根據(jù)測出梁段荷載作用下支架產(chǎn)生的彈性變形值，將此彈性變形值、張拉以后的起拱量疊加，算出施工時應(yīng)當(dāng)采用的預(yù)拱度，利用支架頂可調(diào)頂托重新調(diào)整底模高程。

4.3 預(yù)埋件安裝

本橋段各現(xiàn)澆梁的預(yù)埋件有：預(yù)埋波紋管、綜合接地、泄水孔、接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)、防震落梁擋塊、梁面套筒等。各預(yù)埋件安裝的具體要求不盡相同，進行預(yù)埋件安裝時，主要注意以下幾點：（1）安裝前應(yīng)仔細檢查預(yù)埋件的質(zhì)量及相關(guān)證書，確保預(yù)埋件質(zhì)量合格；（2）仔細閱讀安裝說明書，按照正確地安裝程序和安裝方法進行安裝；（3）確保預(yù)埋件安裝位置符合規(guī)范要求的精度；（4）確保預(yù)埋件安裝牢固，在施工過程中不會產(chǎn)生位移。

5 結(jié)語

采用滿堂支架法進行現(xiàn)澆梁施工具有施工工期短、施工快、安全性高等優(yōu)點，特別適合于橋下無通航要求、施工工期緊張、跨度大的橋梁工程。七里河大橋采用滿堂支架法施工，通過對地基處理、支架搭設(shè)預(yù)壓、模板安裝等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)進行嚴格的質(zhì)量控制，確保了工程質(zhì)量，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

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