城市軌道建設(shè)中的現(xiàn)澆簡支箱梁滿堂支架法施工技術(shù)

高永斌

（中交四航局第三工程有限公司，廣東 湛江 524000）

1 工程概況

案例工程為某機場城際軌道交通工程，項目全長17km，沿途需要建設(shè)車站7個、特大橋1座、大橋1座、隧道1座，另外，路基、有砟軌道、無砟軌道的施工長度分別為161m、863m、16335m。該工程中上部結(jié)構(gòu)主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆梁及簡支架，根據(jù)施工情況，該工程中采用了滿堂支架法。

2 滿堂支架的設(shè)計

2.1 支架材料的選擇

圓木、鋼管、型鋼是常見的制作支架的材料。通常，不同的支架，其連接方式也不盡相同，目前施工中最常用的連接方式有兩種—碗扣式和扣件式。根據(jù)地方相關(guān)要求，該工程選擇碗扣式腳手架作為支架材料。

2.2 支架荷載的選擇

根據(jù)該工程實際情況，碗扣式滿堂支架自下往上布設(shè)為15cm厚C20混凝土墊層+可調(diào)底座+立桿+可調(diào)頂托+橫向10#工字鋼+縱向10cm×10cm木方+15mm厚木模板。支架立桿采用碗扣式支架，材料壁厚3.5mm，外徑φ48mm。上下托均采用可調(diào)式上下托，剪刀撐采用外徑φ48mm×3.5mm鋼管。箱梁底板底部的碗扣支架主要采用30cm×90cm×120cm（腹板區(qū)域）、60cm×90cm×120cm（箱室區(qū)域）、90cm×90cm×120cm（翼板區(qū)域）的形式。經(jīng)反復(fù)核算后，該布設(shè)能夠滿足該工程施工需求。

3 滿堂支架施工的重點與難點

（1）地基處理。針對軟土地層，需要采用換填等方式進(jìn)行處理，避免地基沉降導(dǎo)致箱梁開裂，為整個項目的施工打下堅實的基礎(chǔ)。同時，做好地基四周的排水工作，避免地基被水浸泡后承載能力下降。一般來說，地基四周的排水措施有兩種，分別是設(shè)置排水溝、抽水泵抽取，前者適用于積水量較小、持續(xù)積水的情況，后者適用于積水量較多的情況[1]。該工程地基地表往下依次為0.3m雜填土、2.1m粉質(zhì)黏土、1.6m稍密卵石土、5.1m中密卵石土、36.3m密實卵石土，具體如圖1所示。地基處理方法：以地面為準(zhǔn)換填厚度≥30cm的卵石土，填料鋪設(shè)前后均采用22t振動壓路機壓實，碾壓過程應(yīng)≥6遍。對于承臺基坑、泥漿池和軟基范圍內(nèi)的施工需要清除淤泥和軟基，排干坑內(nèi)積水，進(jìn)行填料換填，填料可采用卵石土，分層回填土整平并用振動壓路機碾壓密實，分層厚度30cm。經(jīng)試驗室檢測，地基承載力達(dá)到設(shè)計要求，處理后的地基承載力≥200kPa，符合要求后采用C20混凝土硬化處理，厚度為150mm。在縱橋向單側(cè)開挖臨時排水溝做好基礎(chǔ)排水，支架基礎(chǔ)設(shè)置0.3%的橫坡以利排水，并且坡底側(cè)設(shè)置排水溝，避免因排水不暢造成地基沉陷。

圖1 項目地質(zhì)勘察柱狀圖（單位：m）

（2）支架設(shè)計?，F(xiàn)澆箱梁滿堂支架的主要性能參數(shù)有兩個—支架的穩(wěn)定性及支架承受荷載的能力，任何一種性能參數(shù)沒有達(dá)標(biāo)，都會對整個項目的施工質(zhì)量造成影響。所以，做好支架的設(shè)計工作十分重要，精準(zhǔn)地計算，反復(fù)驗算和校核，確保支架各項參數(shù)無誤后方可開展正式施工。

（3）支架安裝。安裝支架時需要預(yù)留預(yù)拱度，抵消構(gòu)件自重下產(chǎn)生的撓度，保證即使在長期荷載的影響下，混凝土構(gòu)件的撓度也可以控制在合理范圍內(nèi)；對接立桿時，扣件應(yīng)固定到位，保證對桿連接的緊固性。預(yù)拱度計算參考如表1所示。

表1 預(yù)拱度計算參考表

（4）施工時，除了要關(guān)注箱梁外表美觀，還要保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，如果內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求，只能通過返工進(jìn)行補救，而這不僅會延長施工工期，還會導(dǎo)致施工材料的浪費，從而增加施工成本，不利于施工企業(yè)項目管理工作的進(jìn)行。

4 現(xiàn)澆簡支箱梁滿堂支架法施工技術(shù)

4.1 施工要求

腳手架的搭設(shè)要滿足以下要求：腳手架具備齊全的安全設(shè)施；腳手架的連接足夠穩(wěn)定、牢固；腳手架橫平豎直、底腳著實。

4.2 施工工藝

該項目采用的支撐體系為滿堂碗扣式腳手架支撐體系。為保證施工安全，嚴(yán)格按搭設(shè)順序搭設(shè)，不能隨意更改或者調(diào)整搭設(shè)環(huán)節(jié)。相關(guān)人員需要仔細(xì)研究施工方案，全面掌握項目具體的構(gòu)造特點，經(jīng)過測量放樣確定立桿位置，然后應(yīng)用碗扣將立桿和橫桿連接在一起，并對其垂直度進(jìn)行校正，以此類推，逐層完成支撐架體的搭設(shè)。另外，在搭設(shè)支撐架體的過程中，控制支架立桿的垂直誤差≤50mm。

4.3 剪刀撐施工

該工程支架構(gòu)造體系中設(shè)置了3道連續(xù)水平剪刀撐，水平支撐的底部、頂部和鋼管設(shè)置了一道，然后對于中間的空間，每間隔4.0m設(shè)一道。剪刀撐的設(shè)置需要分區(qū)域開展，四周從底部到頂部設(shè)置了連續(xù)的豎向剪刀撐，中間部位從底部到頂部設(shè)置2道縱向剪刀撐，控制剪刀撐和地面構(gòu)成的夾角為45～60°，將斜桿和立桿扣接在一起。為提高立桿整體的穩(wěn)定性，安裝立桿時，發(fā)揮掃地橫桿的作用，將所有的立桿連成一個整體。如地面和架體之間的高差較大，應(yīng)及時設(shè)置斜撐，提高節(jié)點位置的穩(wěn)定性，為后續(xù)施工打好基礎(chǔ)。

4.4 連墻件設(shè)置

為保證支架的抗扭性能及抗剪能力均達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計要求，搭設(shè)整體支架時，每步的水平桿與墩身都應(yīng)設(shè)置抱箍連接，并且保證鋼管和扣件連接得足夠嚴(yán)密。

4.5 支架元件檢測驗收及支架預(yù)壓和驗收

滿堂支架主要由頂托、橫桿、底托、立桿以及扣件5個部分構(gòu)成，支架進(jìn)入施工現(xiàn)場后，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)范送檢支架，現(xiàn)場監(jiān)理按規(guī)范要求對支架進(jìn)行外觀驗收、簽署驗收表后方可進(jìn)場，以保證支架不存在銹蝕、變形以及裂紋等異常情況。

該工程現(xiàn)澆梁支架擬采用混凝土預(yù)壓塊進(jìn)行代表性預(yù)壓，預(yù)壓塊采用自制或租用，單塊重量為1.4t。預(yù)壓塊吊裝使用起重吊裝設(shè)備吊卸。

加載方式分為三個環(huán)節(jié)：支架預(yù)壓按預(yù)壓單元進(jìn)行3級加載，依次加載的荷載為單元內(nèi)預(yù)壓荷載值的60%、80%、100%。縱向加載時，從混凝土結(jié)構(gòu)支點開始向跨中處進(jìn)行對稱布載；橫向加載時，從混凝土結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)進(jìn)行對稱布載。載入的荷載分布要盡量與主梁混凝土的分布一致，翼板位置鋪設(shè)底板面進(jìn)行支架預(yù)壓，加載重量偏差應(yīng)控制在同級荷載的5%以下。

每級加載完成1h后，對支架的變形進(jìn)行一次觀測，以后間隔6h監(jiān)測記錄各監(jiān)測點位移量，當(dāng)相鄰兩次監(jiān)測位移平均值之差≤2mm時，方可進(jìn)行后續(xù)加載，若相鄰兩次監(jiān)測位移平均值之差＞2mm，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行本級荷載監(jiān)測[2]。全部預(yù)壓荷載施加完成后，應(yīng)間隔6h監(jiān)測記錄各點位移量，當(dāng)連續(xù)12h監(jiān)測位移平均值之差≤2mm時，方可卸除預(yù)壓荷載。卸載時，做好記錄后再卸載至下一級荷載，全部卸載完后記錄支架的彈性恢復(fù)情況。

支架預(yù)壓加載和卸載按照對稱、分層、分級的原則進(jìn)行，嚴(yán)禁集中加載和卸載。加載過程中如發(fā)生異常情況應(yīng)立即停止加載，查明原因并采取措施保證支架安全后方可繼續(xù)加載。

4.6 預(yù)壓目的與過程

消除支架塑性變形的方法有兩種：混凝土硬化、預(yù)壓加載。在消除支架塑性變形的同時，要對支架的穩(wěn)定性、剛度以及強度進(jìn)行檢查，不僅如此，還要應(yīng)用高精度的水準(zhǔn)儀測量和檢查臨時支架的塑性變形程度、下沉量及彈性。通過臨時支架主要桿件的撓度變形情況評價本支架的安全性，具體來說，包括如下幾個方面：

（1）開展支架加載工作前，需要對支架進(jìn)行全面檢查，然后測量支架各個觀測點，待觀測質(zhì)量合格后，方可進(jìn)行加載。

（2）應(yīng)用吊車將預(yù)壓塊調(diào)運到臨時支架上，當(dāng)實際加載量達(dá)到設(shè)計荷載的60%時，停止加載。

（3）測試底模沉降量及支架的穩(wěn)定性，然后應(yīng)用水準(zhǔn)儀測量模板的跨中撓度和實際沉降值，待檢查結(jié)果合格后方可進(jìn)行下一級加載。

（4）將荷載加載到設(shè)計荷載的100%，待支架系統(tǒng)穩(wěn)定后，開展具體的測試工作。仔細(xì)做好安全防護(hù)工作，防護(hù)欄的底部搭設(shè)搭板，側(cè)面設(shè)置擋腳板，避免物件發(fā)生墜落。針對危險范圍，設(shè)立明顯的安全警示標(biāo)志，提醒來往行人及施工人員多加注意，避免意外情況的發(fā)生。

4.7 支架拆除

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉結(jié)束后，管道壓降的強度達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計要求方可拆除支架。支架的拆除盡量同步、對稱進(jìn)行，并按以下順序拆除：首先拆除護(hù)欄、腳手板、剪刀撐，然后拆除小橫桿、大橫桿、立桿件。支架的拆除應(yīng)該由上而下進(jìn)行，逐層拆除[3]。為避免誤扶誤靠導(dǎo)致施工人員的傷亡，及時拆除和運走松開連接的各類配件。

5 結(jié)束語

綜上所述，作為軌道建設(shè)施工中最為重要和關(guān)鍵的程序，滿堂支架施工技術(shù)的應(yīng)用可以明顯提高項目施工質(zhì)量和效率。但是該技術(shù)的應(yīng)用過程較為復(fù)雜，必須加強細(xì)節(jié)管控，重視做支架試驗，提高現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量的同時，提高整個軌道項目的施工質(zhì)量。