橋梁現(xiàn)澆箱梁支架施工方案研究

王小靖

(陽泉市道路管理處 陽泉市 045000)

近年來，隨著城市化建設(shè)的不斷推進，橋梁工程儼然已成為城市交通網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的一部分，橋梁的規(guī)劃、設(shè)計和施工對于城市交通網(wǎng)絡(luò)的完整性具有較高的實際意義。由于城市現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，新建橋梁工程具體施工時需要根據(jù)實際情況合理采用恰當(dāng)?shù)氖┕し桨?，其中，具有較好施工特點的現(xiàn)澆箱梁支架工程施工目前得到了廣泛的應(yīng)用。以某高架橋(K43+966.63～K45+720)右幅第一聯(lián)為工程實例，對橋梁的現(xiàn)澆箱梁支架施工方案與工藝技術(shù)進行設(shè)計和探討，以期為工程設(shè)計和施工提供參考和借鑒。

1 工程概況

高架橋(K43+966.63～K45+720)，全長1753.37m，屬于本標(biāo)段1475.27m，對于右幅第一聯(lián)跨徑，其組合方式為(32+45+40)m，其中對于箱梁，是采用C50標(biāo)號的混凝土，橋面的寬度是16.25m，橋梁高是2.4m。對于單箱四室斷面的等截面箱形連續(xù)梁，其底板的厚度為220mm，跨中部位截面的頂板厚度是250mm，此外，橋面從左側(cè)到右側(cè)橫坡為4%。高架橋右幅第一聯(lián)立面和斷面圖如圖1所示。

(1)地形地貌

本項目位于丘陵谷地～盆地地貌帶，跨越多種微地貌單元，地形起伏較大。根據(jù)其地貌成因及形態(tài)特征，大致可分為剝蝕地形、剝蝕堆積地形、堆積地形等三種類型。近年來東莞地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展，夷山填谷、大興土木，使區(qū)內(nèi)的地形地貌發(fā)生了很大的改變，相當(dāng)部分地段臺地、階地、平原等分界線，野外特征已不明顯。

(a)立面圖

(b)梁端實心處橫斷面

(c)箱梁空心段橫斷面圖1 高架橋右幅第一聯(lián)立面和斷面圖

(2)地質(zhì)及水文氣候條件

本建設(shè)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動頻繁，建設(shè)區(qū)域內(nèi)主要分布著變質(zhì)巖和侵入巖等。建設(shè)區(qū)域含有較多的孔隙潛水和裂隙水以及第四系松散層孔隙潛水。第四系松散巖類分布面積甚廣，厚度較大，孔隙水較豐富，主要分布于沖積平原區(qū)和石馬河水系流域沿岸兩側(cè)。含水巖組為河床砂礫石層以及粉砂質(zhì)粘土等，水位埋藏較淺，一般小于3m，受地形條件影響，局部地段具有承壓水。

本區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，日照充足。區(qū)內(nèi)全年主要導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，每年7～9月臺風(fēng)盛行，年平均影響2.6次，給工程施工帶來一定的影響。

2 現(xiàn)澆箱梁支架施工方案研究

由于合同段橋梁工程量大，現(xiàn)澆連續(xù)箱梁數(shù)量較多，如何均衡組織，確保安全、質(zhì)量和工期是本標(biāo)段施工的重點。

針對采用滿堂(盤扣式)鋼管支架方案施工的箱梁，通過分析比較，結(jié)合箱梁的跨徑、結(jié)構(gòu)高度、經(jīng)濟合理性、質(zhì)量、安全等因素，以該高架橋(K43+966.63～ K45+720)右幅第一聯(lián)最具有代表性和針對性，以下就滿堂(盤扣式)鋼管支架方案進行設(shè)計分析。

表1 2.0m梁高箱梁現(xiàn)澆支架布設(shè)方式一覽表

表2 2.4m梁高箱梁現(xiàn)澆支架布設(shè)方式一覽表

2.1 現(xiàn)澆箱梁支架施工場地準(zhǔn)備

地基處理及排水溝設(shè)置：現(xiàn)澆箱梁采用滿堂(盤扣式)鋼管支架施工方案地段，施工前先平整場地，然后采用路塹棄方或磚渣進行填筑，壓實標(biāo)準(zhǔn)和方法采用路基施工96 區(qū)的填筑要求。為了確保工程質(zhì)量，面層設(shè)置15cm厚C20混凝土，以確保地基承載能力和防止地表水滲入下層，造成地基沉降。地基處理如圖2所示。

圖2 支架地基基礎(chǔ)處理示意圖

(1)支架基礎(chǔ)應(yīng)該滿足以下要求：

① 支架地基應(yīng)平整。

② 支架的鋼支柱不得直接立于地基上，需要在其底部設(shè)置相應(yīng)墊木和底座，并且墊木的厚度要大于等于5cm。

③ 位于通道處的支架墊木應(yīng)低于兩側(cè)地面，并其上加設(shè)蓋板避免擾動。

(2)地基表面支架底部鋪150cm ×15cm ×5cm 木板于立桿底座下(布置圖如圖3所示)。

圖3 支架底座示意圖

(3)支架采用Φ60×3.2盤扣式鋼管，下設(shè)立桿可調(diào)底座，上設(shè)立桿可調(diào)托撐，并且要在橫向支撐的頂托上側(cè)設(shè)置I12.6型號的工字鋼，此外還要在上側(cè)鋪設(shè)方木。

2.2 滿堂(盤扣式)鋼管支架施工

本工程支撐高度最高為17.45m，最低為2.0m，箱梁形式為單箱多室，經(jīng)研究及考察，計劃采用承插型盤扣式支撐架進行現(xiàn)澆箱梁的施工。

2.2.1盤扣式支架的構(gòu)配件與材質(zhì)

盤扣式支撐架的主要構(gòu)成由立桿、水平桿(橫桿)、斜位桿、標(biāo)準(zhǔn)基座、輔助桿、可調(diào)底座、可調(diào)U型頂托、銷板、連接盤等組成。具體如圖4示。

圖4 承插型盤扣式腳手架構(gòu)造圖

2.2.2支架搭設(shè)

2.2.2.1支架結(jié)構(gòu)形式

對于現(xiàn)澆箱梁支撐體系，其從上部到下部的架設(shè)分為以下部分：底模板和側(cè)向模板、方木、工字鋼以及盤扣支架等。施工上下通道采用承插式腳手架搭設(shè)標(biāo)準(zhǔn)爬梯。

2.2.2.2支架布置

盤扣支架的縱橋向間距大小取120cm，端橫梁和中橫梁部位的間距大小取60～90cm，橫橋向間距大小取150cm。橫橋向在腹板及端、中橫梁實心處均為90cm；水平桿步距采用150cm，頂、底層步距不大于100cm。搭設(shè)前先在混凝土墊層上按設(shè)計間距畫出支架立桿位置，并于相應(yīng)位置安放可調(diào)底座，然后拼裝第一層支架，調(diào)整垂直度后逐層向上拼裝。拼裝到頂層立架后，裝上頂層可調(diào)頂托，并依據(jù)設(shè)計標(biāo)高進行調(diào)整。

2.2.2.3施工平臺搭設(shè)

在翼緣板模板鋪設(shè)完成后在模板外側(cè)50cm處鋪設(shè)模板，作為混凝土澆注后行走通道，平臺寬度0.9～1.2m，此外，要在模板之外設(shè)立護欄以保證安全，其中欄桿高度不小于1.2m，立桿間距≤1m，橫桿與上下桿件之間的距離應(yīng)≤60cm，立桿采用Φ48.3×3.6mm的鋼管制作，并涂紅白相間的反光漆。具體如圖5所示。

圖5 施工平臺搭設(shè)

2.2.2.4支架預(yù)壓

為了保證施工過程中支架現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的安全以及消除支架塑性變形，現(xiàn)擬對全部支架按實際澆筑工況進行預(yù)壓。預(yù)壓的主要目的是驗證支架安全與否，并消除支架塑性變形以及地基的沉降變性。預(yù)壓方式分為兩種，具體見圖6。

(a)砂漿預(yù)壓

(b)水袋預(yù)壓圖6 預(yù)壓方式

(1)預(yù)壓方法

支架預(yù)壓加載的過程要分成3級進行，依次施加總荷載的60%、80%和100%。對于縱向加載，要從跨中開始向支點處進行對稱布載；對于橫向加載，要從結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)進行對稱布載。

(2)支架預(yù)壓的觀測

施工中，當(dāng)完成一級加載后，要立即開始監(jiān)測并記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)其穩(wěn)定之后再進行下一級的加載工作。

為準(zhǔn)確反映出支架彈、塑性變形及基礎(chǔ)沉降量，預(yù)壓觀測點每跨箱梁順橋向設(shè)置5個斷面：梁跨端部、1/4跨、1/2跨和3/4跨，每一跨從小里程到大里程方向，對應(yīng)I、II、III、IV、V斷面；每個斷面還要在箱梁兩側(cè)腹板底和斷面中部底板部位布置測點，該3個點分別為腹板中間、底板中間相對應(yīng)下分配梁位置，每跨梁總計布設(shè)15個觀測點。觀測點點位布置如圖7所示。

(a)縱向布設(shè)

(b)橫向布設(shè)圖7 觀測點點位布置

支架預(yù)壓時應(yīng)注意以下幾點：

①每次觀測都要嚴格記錄加載量、變形值、測量的日期與時間、大氣溫度、天氣情況等數(shù)據(jù)；

②加載要均勻連續(xù)，并盡可能做到對稱加載；

③加載過程要及時記錄支架的變形數(shù)據(jù)，出現(xiàn)異常應(yīng)該停止加載。

3 結(jié)束語

以某高架橋(K43+966.63～ K45+720)右幅第一聯(lián)為工程實例，對橋梁的現(xiàn)澆箱梁支架施工方案與工藝技術(shù)進行設(shè)計和探討。通過介紹可以看到，現(xiàn)澆箱梁支架施工具有施工工藝復(fù)雜、流程繁瑣等特點，因此在具體施工過程中應(yīng)該合理地組織施工以及控制工程質(zhì)量。主要從現(xiàn)澆箱梁支架施工場地準(zhǔn)備工作出發(fā)，對滿堂(盤扣式)鋼管支架施工方式進行了詳細探討，研究內(nèi)容對于橋梁現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計方案和施工工藝具有指導(dǎo)作用。