現(xiàn)澆混凝土箱梁橋滿堂支架施工技術(shù)要點(diǎn)研究

林宇輝

（福建第一公路工程集團(tuán)有限公司，福建 泉州362000）

作為現(xiàn)澆箱梁橋施工應(yīng)用得較為普遍的一種施工方法，滿堂支架法在發(fā)揮其適用性強(qiáng)、施工效率高的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也對(duì)施工技術(shù)和工藝提出了更高的要求。滿堂支架的設(shè)計(jì)、搭設(shè)、預(yù)壓以及拆除等都將影響到箱梁的施工質(zhì)量。因此在施工過程中，必須要把握相應(yīng)的技術(shù)要點(diǎn)，確保支架的受力合理，各項(xiàng)參數(shù)能夠有效滿足箱梁施工的要求，從而有效地保證橋梁施工的質(zhì)量和安全。

1 滿堂支架法概述

滿堂支架法是工程建設(shè)過程中的一種施工方法，其通過密布搭設(shè)腳手架作為支撐，為現(xiàn)澆梁、板施工創(chuàng)造有利的條件。該方法在施工過程中不需要大型的吊裝設(shè)備，但其所使用的模板數(shù)量較多。

在橋梁工程施工中，滿堂支架法應(yīng)用得非常普遍。在應(yīng)用該方法時(shí)，首先需要對(duì)地基進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行支架的安裝，安裝好支架之后再安裝底模及側(cè)模，同時(shí)安裝好支座并且對(duì)模板和支架進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓通過之后再進(jìn)行鋼筋的綁扎，并且進(jìn)行混凝土的澆筑，澆筑完成之后再進(jìn)行養(yǎng)生，最后拆模及支架。在不同的環(huán)節(jié)需要把握不同的技術(shù)要點(diǎn)，才能夠更好地保證施工質(zhì)量。

2 滿堂支架施工技術(shù)在杭紹臺(tái)高速公路工程中的應(yīng)用研究

2.1 工程概況

杭紹臺(tái)高速公路工程紹興金華段起于錢江通道南接線與杭甬高速公路交叉的齊賢樞紐（K0+000），路線往南跨過杭甬運(yùn)河，下穿杭甬客運(yùn)專線后，沿紹齊公路（大越路）延伸至鑒湖鎮(zhèn)附近與紹諸高速公路交叉，路線繼續(xù)往南在甘霖與甬金高速公路交叉，經(jīng)新昌澄潭鎮(zhèn)、鏡嶺鎮(zhèn)、磐安胡宅鄉(xiāng)，終于白尖嶺隧道進(jìn)口（K115+350），路線全長約112km。本標(biāo)段樁號(hào)為(K13+086～K27+970.457)，路線長度14.884Km，全線采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)。

本標(biāo)段的普通鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁共計(jì)19 聯(lián)，其中紹興西互通A 匝道橋采用單箱三室箱型連續(xù)梁形式，現(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架施工，箱梁截面圖如圖1 所示。在進(jìn)行滿堂支架進(jìn)行選型前，依據(jù)工程要求首先需要確保支架結(jié)構(gòu)的安全可靠，保證支架的耐久性和安全性，因此結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況和工程地質(zhì)水文條件，最終選擇采用盤扣式滿堂支架體系進(jìn)行施工。

圖1 箱梁截面圖

2.2 支架布置

在對(duì)支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算之前，首先結(jié)合規(guī)范要求和本工程實(shí)際情況對(duì)于支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步的布置，本工程盤扣支架順橋向的間距設(shè)置為1.2m，橫橋向的間距設(shè)置為（3×1.2+2×0.9+3×1.2+2×0.9+1.2+2×0.9+1.2+2×0.9+3×1.2+2×0.9+3×1.2），縱向步距設(shè)置為1.5m，在頂托上方采用工字鋼作為分配梁，并在分配梁上設(shè)置有方木。

2.3 支架計(jì)算

對(duì)于本項(xiàng)目而言，在對(duì)盤扣式滿堂支架進(jìn)行計(jì)算的過程中，支架所承受的荷載主要包括模板、箱梁、橋面板、施工人員及機(jī)具、振搗和傾倒混凝土所產(chǎn)生的荷載以及新澆筑混凝土所產(chǎn)生的側(cè)壓力，通過計(jì)算，本工程滿堂支架所受荷載如表1 所示。

表1 滿堂支架荷載匯總

根據(jù)對(duì)滿堂支架荷載的計(jì)算結(jié)果，初步選定滿堂支架主要桿件，本工程滿堂支架主要桿件的參數(shù)如表2 所示。這里以中腹板下盤扣立桿為例對(duì)支架立桿進(jìn)行驗(yàn)算，本工程支架的縱向間距為1.2m，橫向間距為0.9m，因此支架所承受的豎向荷載即為：

N=0.9×1.2×（2.7+54.9+10.2+3.0+3.0+3+2）=81.86KN

支架橫桿的步距為1.5m，取計(jì)算長度為1.5m，則有：

λ=1.2L/i=1.2×1500/20=90＜150，故步距滿足規(guī)范要求。

查表可得：φ=0.55，則有：

σ=N/φA=81.86 ×103/ （0.55 ×5.71 ×102）=260.7MPa ＜305MPa

故立桿滿足要求。對(duì)于邊腹板下盤扣立桿、底板下盤扣立桿等，均可以按照相同的方式進(jìn)行驗(yàn)算，通過驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)所選用的立桿及支架的布置均能夠滿足規(guī)范要求。

表2 盤扣支架主要桿件參數(shù)表

2.4 地基驗(yàn)算

在對(duì)滿堂支架進(jìn)行計(jì)算的過程中，地基的驗(yàn)算也是一個(gè)非常重要的內(nèi)容，必須要保證地基容許承載力能夠滿足要求，才能夠確保滿堂支架的安全使用。首先對(duì)于局部承壓的情況，在支架的底部設(shè)計(jì)有150mm×150mm 的底托板，同時(shí)還設(shè)置了分配梁與混凝土面相接觸，本工程混凝土采用C30 混凝土，故在計(jì)算的過程中取最大的反力對(duì)地基局部承載力進(jìn)行驗(yàn)算。地基局部承壓強(qiáng)度的計(jì)算如下式：

P=81.86/（0.15×0.15）=3.64MPa＜13.4MPa,故局地基部承壓能夠滿足要求。

對(duì)于基底承載力，可以按照下式進(jìn)行計(jì)算：

P=（81.86+0.15×23.6）/（0.6×0.6）=237.22MPa＞200MPa

因此需要對(duì)支架的基底土層進(jìn)行改良，使其能夠滿足要求，為確保地基具有足夠的承載力，在改良后地基承載力不能夠低于250MPa。

3 現(xiàn)澆混凝土箱梁滿堂支架施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 總體施工流程

本項(xiàng)目滿堂支架搭設(shè)的總體流程如圖1 所示。

圖1 滿堂支架搭設(shè)流程

3.2 施工準(zhǔn)備

在正式進(jìn)行滿堂支架搭設(shè)之前，必須要先完成相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，首先是進(jìn)行支架的基礎(chǔ)放樣，在進(jìn)行基礎(chǔ)放樣的過程中，嚴(yán)格按照支架配置圖的尺寸及標(biāo)注進(jìn)行，確保支架放樣的準(zhǔn)確性。放樣完畢之后再按照支架搭設(shè)的需求將支架搭設(shè)所需材料分配好，并將所有材料放置在相應(yīng)的搭設(shè)區(qū)域。對(duì)于所有在支架搭設(shè)過程中需要使用到的材料，必須要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，所有的支架產(chǎn)品都必須要有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和質(zhì)量合格證書，在檢查所有原材料都滿足設(shè)計(jì)要求之后才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行分配并放置。在將材料分配好之后按照支架施工圖將底座擺放在放樣的位置，并對(duì)現(xiàn)場的情況再次進(jìn)行檢查，確保支架搭設(shè)范圍內(nèi)不存在對(duì)搭架施工可能造成影響的因素，然后才能夠正式開始滿堂支架的搭設(shè)。

3.3 支架組搭

在完成相應(yīng)的準(zhǔn)備工作之后，即可進(jìn)行支架的組搭，支架組搭是滿堂支架施工過程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，所以在本工程滿堂支架施工過程中，將工作的重心安排在支架組搭環(huán)節(jié)。首先，按照支架放樣的結(jié)果對(duì)于調(diào)整座進(jìn)行排列，使得調(diào)整座被放置在正確的位置，然后再將基座的立桿套筒部分套入放置好的調(diào)整座的上方，在套入基座的過程中，必須要確?；南戮壉煌耆胖玫桨馐质芰ζ矫娴陌疾壑校胖玫氖疽鈭D如圖2 所示。

圖2 基座放置示意圖

在完成基座的放置之后再進(jìn)行第一層水平桿的搭設(shè)，在搭設(shè)水平桿過程中，首先把水平桿頭套入到圓盤小孔的位置，以使得水平桿頭的前端能夠抵住立桿的圓管，然后再利用斜楔貫穿小孔，并將斜楔敲緊后使其固定。對(duì)于第一層的立桿，不需要對(duì)其加裝連接棒，在完成水平桿的安裝之后，需要將第一層的立桿插入到基座的套筒之中，并且在插入之后還需要通過檢查孔檢查立桿是否插入到套筒的底部。待將所有第一層立桿插入到套筒底部之后，再進(jìn)行上層桿件的組接。在組接上層桿件時(shí)，依次對(duì)第二層、第三層水平桿進(jìn)行安裝，安裝步驟同第一層水平桿的安裝步驟相同。而在對(duì)第三層的水平桿進(jìn)行安裝之前，還需要先對(duì)第一層的豎向斜桿進(jìn)行安裝，在對(duì)第一層豎向斜桿進(jìn)行安裝的過程中，所有的豎向斜桿必須要全部按照順時(shí)針或者全部按照逆時(shí)針的方向進(jìn)行組搭，安裝時(shí)首先將豎向斜桿套在圓盤的大孔位置處，使得豎向斜桿的頭部能夠?qū)⒘U圓管抵住，然后再使用斜楔貫穿圓盤的大孔，并敲緊斜楔以實(shí)現(xiàn)對(duì)豎向斜桿的固定。在對(duì)豎向斜桿進(jìn)行搭接的過程中，由于豎向斜桿具有方向性，所以必須要保證所有豎向斜桿安裝的方向一致，不能夠出現(xiàn)相反的情況。同理，在對(duì)后續(xù)層次豎向斜桿進(jìn)行安裝的過程中，也需要嚴(yán)格按照第一層豎向斜桿安裝的方式進(jìn)行。對(duì)于后續(xù)層次的支架需要按照前面所述步驟進(jìn)行安裝即可。

3.4 支架檢驗(yàn)

在完成了支架的組搭之后，還必須要對(duì)支架進(jìn)行驗(yàn)收，以確保支架能夠滿足設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行驗(yàn)收的過程中，首先對(duì)于基礎(chǔ)進(jìn)行檢驗(yàn)，本項(xiàng)目地基進(jìn)行過改良，所以必須要對(duì)地基的承載力進(jìn)行復(fù)測(cè)，檢查地基承載力是否能夠滿足要求。同時(shí)，支架的立桿與基礎(chǔ)不能夠出現(xiàn)松動(dòng)、懸空等情況。對(duì)于搭設(shè)的架體，其三維尺寸必須要符合設(shè)計(jì)要求，必須要將三維尺寸的誤差控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，其搭設(shè)方法以及桿件的設(shè)置都必須要滿足表3 的要求。對(duì)于立桿之間的連接，必須要確保上下層之間立桿的連接是緊密可靠的。

表3 支架搭設(shè)垂直度與水平度允許偏差

3.5 支架預(yù)壓

在完成了支架的搭設(shè)之后，為確保支架在使用過程中能夠承受上部的荷載，還需要對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，按照設(shè)計(jì)，本工程采用砂袋進(jìn)行堆載預(yù)壓，在預(yù)壓過程中按照梁體自重分為60%、100%、110%三級(jí)進(jìn)行加載，并且在每一級(jí)加載完成后對(duì)沉降情況進(jìn)行觀測(cè)和記錄。本工程采用砂袋分段預(yù)壓法進(jìn)行預(yù)壓，在施工前，先將砂裝入砂袋之中使得每個(gè)砂袋的重量保持一致，然后再對(duì)于每平方米應(yīng)該承受的荷載進(jìn)行計(jì)算，再將其換算成砂袋的個(gè)數(shù)逐孔分段進(jìn)行預(yù)壓。為了了解支架的沉降情況，在預(yù)壓過程中，選擇了相應(yīng)的測(cè)量控制點(diǎn)對(duì)支架的沉降情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)沿縱橋向分別在墩中心線處、L/4、L/2、3L/4 跨處布設(shè)，橫橋向則在跨中、兩側(cè)底板邊緣和兩側(cè)翼緣板邊緣底部設(shè)點(diǎn)，每個(gè)斷面5 個(gè)，從而形成一個(gè)沉降觀測(cè)網(wǎng)，對(duì)于每一個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)，在每一級(jí)加載完成后均對(duì)其標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，然后計(jì)算出每一級(jí)加載后支架的沉降值，本項(xiàng)目部分測(cè)量控制點(diǎn)的支架沉降監(jiān)測(cè)情況如表4 所示。在加載至100%時(shí)，持荷24 小時(shí)再次對(duì)支架的沉降及地基沉降情況進(jìn)行觀測(cè)，待沉降穩(wěn)定后再繼續(xù)超載預(yù)壓。待支架預(yù)壓完成之后，對(duì)砂袋進(jìn)行卸載時(shí)仍然采用分級(jí)卸載的方式，按照與加載相反的順序進(jìn)行卸載，即先將超載預(yù)壓的10%的砂袋卸載，然后再卸載至60%，最后再完全卸載。

表4 支架沉降監(jiān)測(cè)表

4 結(jié)論

在應(yīng)用滿堂支架法進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁橋施工時(shí)，涉及到較多的工序，在本文的研究中，首先對(duì)于滿堂支架法進(jìn)行了簡要的介紹，然后主要從地基處理、支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、張拉和支架拆除等幾個(gè)方面說明了現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工的要點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合杭紹臺(tái)高速公路工程中某高架橋?qū)嵗龑?duì)于盤扣式滿堂支架施工的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的探討，著重研究了滿堂支架的布置和驗(yàn)算，并重點(diǎn)從施工準(zhǔn)備、支架組搭、支架檢驗(yàn)、支架預(yù)壓、支架拆除幾個(gè)方面詳細(xì)介紹了該項(xiàng)目中滿堂支架施工的技術(shù)要點(diǎn)，以期能夠使得滿堂支架法得到更好的應(yīng)用。