探索盤扣式支架在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋施工中的應(yīng)用

陳 曉

(揚(yáng)州天達(dá)建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇 儀征 211400)

1 工程概況

某國(guó)道快速化改造立交橋工程由五座橋梁組成，全長(zhǎng)1 100 m。該橋梁是本市城區(qū)的主要公路出入口，占地面積大、投資總額高。橋梁主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土連續(xù)箱梁、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，五座橋梁的寬度分別為8.0 m、8.04 m、12.1 m、12.68 m和14.947 m。橋梁橫坡坡度的最大值為4%，縱坡坡度的最大值為4.95%。橋梁箱梁部分的頂板厚度為0.35 m，底板厚度為0.5 m，腹板厚度為0.7 m，經(jīng)過技術(shù)論證，采用現(xiàn)澆法施工技術(shù)進(jìn)行施工。五座橋梁跨徑為18 m，地面坡度為1∶1.5～1∶3，距地面高度3～10 m。此外，該工程位于城郊，安全文明施工要求高，工期緊，交叉施工分項(xiàng)工程繁多。在工程施工過程中，決定采用盤扣式支架體系輔助施工，由于盤扣式支架具有較好的穩(wěn)定性，而且安裝施工較為簡(jiǎn)單，能夠?yàn)閷?shí)際施工提供方便。在正式施工前，應(yīng)詳細(xì)了解盤扣式支架的特點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)施工方案，確保施工安全性。

2 盤扣式支架特點(diǎn)

盤扣式支架是一種新型承插式支架體系，采用鋼管材料和帶承插型盤制作，包含可調(diào)底座、托座等配件。其帶齒扣接頭能夠提供非常高的穩(wěn)定性，而且不需要進(jìn)行螺栓作業(yè)，施工效率較高。相比于傳統(tǒng)采用的支架體系，盤扣式支架能夠根據(jù)工程施工需求進(jìn)行靈活組裝，具有多功能性的特點(diǎn)。盤扣式支架還具有較強(qiáng)的承載能力，施工過程安全。其自身使用的材料容易加工，在運(yùn)輸和使用過程中也較為方便，維護(hù)管理工作較少，因此在各類工程施工活動(dòng)中得到了廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)末開始，盤扣式支架逐漸被應(yīng)用到橋梁施工領(lǐng)域，是目前大跨度橋梁經(jīng)常采用的一種支架體系。對(duì)于現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋梁工程施工而言，除了地形和跨度等方面的影響外，還需要考慮開孔預(yù)留通道、平縱坡度等方面的限制條件。特別是在一些復(fù)雜工況條件下，必須通過全面收集工程資料，做好相關(guān)技術(shù)計(jì)算工作，確保盤扣式支架設(shè)計(jì)的合理性。總體而言，盤扣式支架具有多方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有利于提高現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋梁工程的施工安全性及施工效率。

3 盤扣式支架在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋梁工程施工中的應(yīng)用措施

3.1 持力層處理

在盤扣式支架的施工應(yīng)用過程中，要先做好持力層處理工作，即對(duì)支架地基基礎(chǔ)進(jìn)行處理。根據(jù)前期的現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，技術(shù)人員要充分掌握支架施工范圍內(nèi)的土質(zhì)條件，從而合理確定持力層最小填土厚度。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，盤扣式支架持力層最小填土厚度應(yīng)在50 cm以上。在地基施工處理過程中，可以參考橋梁工程的路基施工方法，通過對(duì)軟弱基礎(chǔ)進(jìn)行分層填筑和碾壓密實(shí)，確保其密實(shí)度可以達(dá)到95%以上。在正式施工前還需要對(duì)持力層承載力進(jìn)行測(cè)算，對(duì)于盤扣式支架施工而言，地基承載力是確定單桿支撐力、底座枕木與地基接觸面積的重要參數(shù)，如果地基承載力測(cè)算誤差較大，可能引發(fā)支架結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。因此，盤扣式支架的持力層處理在整個(gè)施工過程中占有重要地位，同時(shí)也關(guān)系著連續(xù)箱梁現(xiàn)澆施工的進(jìn)行。在地基填料選擇方面，可以采用一般的路基填料，但如果存在粘土等軟弱土層，則需要進(jìn)行拋石碾壓或換填。此外，地表水會(huì)對(duì)盤扣式支架地基穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，在地表水的浸泡作用下，容易出現(xiàn)地基下沉的情況。在持力層處理時(shí)，也需要布置好地表水處理措施，妥善設(shè)計(jì)排水溝，防止基礎(chǔ)受到地表水浸泡。

3.2 平面布置

在平面布局方面，上述工程采用的盤扣式支架體系主要包含三種型號(hào)的立桿，一種型號(hào)的橫桿以及一種型號(hào)的斜桿，此外還需要使用底座和可調(diào)U托等配件。其中，立桿支撐力大小會(huì)受到橫桿步距的影響，可以通過橫桿步距進(jìn)行調(diào)節(jié)。在橫桿步距等于0.6 m時(shí)，單桿的支撐力為40 KN。橫桿步距1.2 m和1.8 m對(duì)應(yīng)的單桿支撐力分別為30 KN和25 KN。為方便施工操作、提高施工效率，在條件允許的情況下，可以將橫桿步距設(shè)置為1.2 m。以上述工程的1.8 m連續(xù)箱梁支架施工為例，在支架組合方式設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)箱梁?jiǎn)挝幻娣e重力、支架承載力以及施工可行性分析結(jié)果，確定橫桿參數(shù)值。在跨中段可采用0.94 m縱向橫桿和1.2 m的橫向橫桿，步距為1.2 m。在該組合方案下，立桿承載力為30 KN。此外，在橫隔梁縱向4 m范圍內(nèi)，可選擇0.9 m的橫向橫桿和0.6 m的縱向橫桿，步距為1.2 m，立桿承載力也為30 KN。合理設(shè)計(jì)盤扣式支架體系的平面布局是其支撐穩(wěn)定性的前提保障，在確定設(shè)計(jì)方案后，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行施工，不能隨意進(jìn)行更改。

3.3 地基承載力驗(yàn)算

在完成平面布局設(shè)計(jì)后，需要再次對(duì)地基承載力進(jìn)行檢驗(yàn)。具體可采用公式：ρ=p6/A≤ρk對(duì)地基承載力進(jìn)行驗(yàn)算。公式中的p6為單根立桿的實(shí)際承載力，ρ為單根立桿相對(duì)于地面的壓力，A為底座沉木支撐單根立桿的面積。此外，在地基承載力驗(yàn)算過程中，還需要提供枕木與地基的基礎(chǔ)面積(b)、枕木與地基接觸面長(zhǎng)度(l)等參數(shù)。根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，每個(gè)支架底座的枕木支撐著3根立桿，將枕木分為4段，則A=1/4×1×b=0.2 m2。Ρ6取衡量處的值，為29.1 KN，則ρ等于145.5 KPa。支架地基與地面沉降系數(shù)k取值為0.4，ρk=p/k=145.5、0.4=363.75 KPa，地基承載力要求大于該值。經(jīng)過驗(yàn)算，上述工程設(shè)計(jì)的支架施工方案可以滿足地基承載力要求，在施工過程中不會(huì)因地基承載力不足而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的情況。

3.4 支架施工

在地基處理施工結(jié)束后，可以按照間距0.9 m布置枕木，規(guī)格為4 m×0.2 m×0.15 m。在布設(shè)過程中對(duì)支架底座的平面位置進(jìn)行測(cè)量，確保底座位置準(zhǔn)確，為支架結(jié)構(gòu)的支立施工打下良好基礎(chǔ)。地基處理要保證水平度符合要求，從而確保橫桿水平、立桿垂直。如果箱梁橋面較寬、且縱橫坡度較小，可以在支架地基劃分單元，通過調(diào)整U型頂托，有序進(jìn)行安裝施工，一直到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。如果箱梁橋面較窄，而且綜合坡度較大，采用上述方法存在較大的施工難度，可能因單元面積不合理，對(duì)盤扣式支架穩(wěn)定性造成影響。由于在上述工程中使用了多種型號(hào)的立桿，在其支立施工過程中，可以通過訂制一些短小的找零立桿確保施工過程的順利進(jìn)行。在將箱梁支架地基劃分成若干個(gè)單元后，設(shè)置U托最小旋出長(zhǎng)度為0.15 m，在旋出長(zhǎng)度達(dá)到0.45 m時(shí)，需要增加一根LG-0.3型號(hào)立桿，長(zhǎng)度達(dá)到0.75 m時(shí)，需要增加一根LG-0.5型號(hào)立桿，長(zhǎng)度達(dá)到1.05 m時(shí)，需要增加一根LG-0.9型號(hào)立桿，利用這些短小立桿減小U托旋出長(zhǎng)度。具體可采用公式：φ=F/(A×E)對(duì)U托旋出長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，其中φ為折減系數(shù)，F(xiàn)為立桿承載力，A為立桿截面積，E為材料彈性模量。在橫坡較大的情況下，I字鋼會(huì)與水平U托產(chǎn)生交角度，從而產(chǎn)生偏心受壓的情況?？梢酝ㄟ^讓U托槽內(nèi)的螺旋中心與I字鋼方向垂直，并貼焊一根直徑為8 mm的鋼筋，防止出現(xiàn)這一問題。

3.5 預(yù)留沉降值

在連續(xù)箱梁的底部模板鋪設(shè)完成后，要對(duì)盤扣式支架進(jìn)行等重力預(yù)壓試驗(yàn)，要求不低于箱梁重力80%。在預(yù)壓作用下，支架與底模板、地基之間都可能出現(xiàn)變形現(xiàn)象，導(dǎo)致底模板的標(biāo)高下降。在箱梁底模板的施工過程中，應(yīng)將沉降值計(jì)算到箱梁設(shè)計(jì)標(biāo)高中，作為施工標(biāo)高，確保箱梁竣工后能夠滿足標(biāo)高設(shè)計(jì)要求。上述工程預(yù)留的沉降值如表1所示，通過采取重力預(yù)壓處理方法，盤扣式支架能夠充分符合各項(xiàng)施工設(shè)計(jì)參數(shù)，從而為其使用安全性和結(jié)構(gòu)承載力提供保障。

表1 預(yù)留沉降值設(shè)計(jì)

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，盤扣式支架自身具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在其施工應(yīng)用過程中，應(yīng)通過做好前期分析和施工過程控制，確保其施工質(zhì)量，從而充分發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。通過做好持力層處理及地基承載力驗(yàn)算工作，即使在盤扣式支架的支立施工過程中進(jìn)行縱橫坡調(diào)整，可以避免出現(xiàn)施工質(zhì)量問題，確保其應(yīng)用的安全性。