現(xiàn)澆箱梁承插型盤扣式腳手架施工問題探討

王洪濤 武國民 王京京

（山東宇通路橋集團(tuán)有限公司，山東 東營 257300）

一、工程背景

某高速公路橋梁軸線為東西走向，全長1675.5m，中心樁號k252+553，上部結(jié)構(gòu)除五聯(lián)外均為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支連續(xù)組合箱梁，箱梁為三箱單室截面。第五聯(lián)40m+60m+40m為現(xiàn)澆變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)，左幅橋面等寬18.5m，右幅橋面17.0m～18.5m變寬。該高速公路橋梁現(xiàn)澆箱梁所處區(qū)域河谷、溝壑發(fā)育，高差變化大，濕陷性黃土主要為Ⅱ級非自重類型，厚度達(dá)到6m～10m，且多為耕地和臺階地，行車及行人頻繁，對施工存在較大干擾。現(xiàn)澆箱梁支撐高度在16.5m～19.5m范圍內(nèi)，其中k1+410.200和k496+554.120處現(xiàn)澆箱梁橋面寬度為20.5m，且梁體高19m，翼緣板高20.5m。該標(biāo)段7座現(xiàn)澆箱梁全長720m，業(yè)主要求的施工時(shí)間為3個(gè)月，混凝土澆筑施工方量逾1.0×104m3，腳手架搭設(shè)體積逾17×104m，且部分現(xiàn)澆橋梁下部墩柱尚未完工，工期緊，任務(wù)重，施工難度大，必須保證施工方案的技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性。

二、施工方案

當(dāng)前國內(nèi)橋梁施工領(lǐng)域滿堂式模板支架通常都使用碗扣式鋼管腳手架，其根據(jù)上部荷載的不同主要有HG-30、HG-60、HG-90和HG-120等型式，通常在斜腹板、墩柱、中隔板等處加密處理，并增設(shè)橫縱向垂直鋼管剪刀撐及水平剪刀撐，通過可調(diào)底座、托座及0.3m立桿進(jìn)行垂直高度的調(diào)節(jié)。近年來，新型承插型盤扣式腳手架的應(yīng)用日益廣泛，該支架主要包括水平桿、立桿、斜桿、可調(diào)節(jié)底座和托座等構(gòu)件，立桿主要通過套管、連接棒以承插方式連接，而水平桿及斜桿則通過連接盤和楔形插銷快速卡接[1]。與傳統(tǒng)的碗扣式支架相比，盤扣式支架所需材料數(shù)量少，安裝拆卸工程量少，支架周轉(zhuǎn)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有保證。

本文根據(jù)高速公路現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)形式、施工條件、技術(shù)水平及工期要求，主要從安全性、結(jié)構(gòu)受力情況、施工費(fèi)用等角度進(jìn)行了碗扣式鋼管支架和承插型盤扣式鋼管支架的比較，經(jīng)過比選，采用了承插型盤扣式腳手架方案。

三、承插型盤扣式腳手架施工控制要點(diǎn)

（一）基礎(chǔ)處理

在施工準(zhǔn)備階段應(yīng)將該高速公路橋梁土質(zhì)路基地面翻松30cm深度，并檢測土料含水量，待符合設(shè)計(jì)要求后采用振動壓路機(jī)將其碾壓密實(shí)，再按照動力觸探法檢測地基承載力，當(dāng)實(shí)際地基承載值大于設(shè)計(jì)值時(shí)進(jìn)行厚度30cm的三七石灰土攤鋪，待整平后碾壓密實(shí)，再澆筑20cm厚C20混凝土面層。為保證排水順利，還應(yīng)在地基兩側(cè)按設(shè)計(jì)坡度分段開挖30cm×20cm的排水溝，并與路基排水溝順接。

（二）支架搭設(shè)

以滿堂架的搭設(shè)方式在C20素混凝土墊層上搭設(shè)現(xiàn)澆梁承插型盤扣式支架，直至箱梁底部。

1.立桿和基礎(chǔ)立桿是整個(gè)鋼管支架系統(tǒng)的主受力構(gòu)件[2]，其中立桿含連接棒，基礎(chǔ)立桿不含連接棒，并主要通過內(nèi)套連接棒連接。立桿和基礎(chǔ)立桿圓盤間距按50cm控制，立桿設(shè)計(jì)長度為2m、1.5m、1m及0.5m，采用壁厚3.2mm的Q345B高強(qiáng)度低碳合金結(jié)構(gòu)鋼管制成。

2.基座和下調(diào)基座主要以套管連接方式與內(nèi)插式基礎(chǔ)立桿連接，可根據(jù)施工要求快速組裝并調(diào)整豎桿設(shè)計(jì)標(biāo)高?；馁|(zhì)為Q345B，壁厚3.2mm，管徑φ60mm，設(shè)置在可調(diào)節(jié)底座處。為利用立桿調(diào)整高度，下調(diào)基座應(yīng)以外插方式和立桿連接。

3.水平桿主要用來連接各立桿并構(gòu)成腳手架組，使立桿受力均勻且能互相支撐，避免發(fā)生完全變形，水平桿采用材質(zhì)為Q235B、壁厚2.75mm、管徑φ48mm的鋼管，設(shè)計(jì)尺寸包括1.2m和0.9m兩種規(guī)格。

4.豎向斜桿是承受水平受力并分散腳手架承載力的主要桿件，能避免盤扣支架因受力不均而扭曲變形，豎向斜桿設(shè)計(jì)尺寸有0.6×1.5m和0.9×1.5m兩種，主要采用材質(zhì)為Q195B、壁厚2.75mm、管徑φ42mm的鋼管。

5.盤扣式鋼管支架采用滿堂支架搭設(shè)方式，從地面標(biāo)高處開始，橫向搭設(shè)間距為0.6m和0.9m兩種，縱向搭設(shè)間距統(tǒng)一為0.9m。支架縱向還應(yīng)按照60cm和90cm的間距設(shè)置尺寸為10cm×15cm的方木；按照30cm的間距設(shè)置尺寸為10cm×10cm的方木，它們分別為主龍骨和次龍骨。

在搭設(shè)支架前應(yīng)根據(jù)墩柱位置由中間向兩側(cè)測量放線，搭設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)確定好后可通過鋼尺分量出立桿位置，用小竹片標(biāo)記。根據(jù)測放情況擺放并調(diào)整可調(diào)底座，使其與螺母處于同一高度。在已經(jīng)設(shè)置好的可調(diào)底座上插入基座并保證基座完全落在可調(diào)底座螺母上。

在掃地桿安裝時(shí)，應(yīng)使其橫桿頭、楔形銷與起始桿圓盤孔鎖緊，并采用水平尺測量掃地桿安裝的水平度，通過可調(diào)底座完成水平度調(diào)整，同時(shí)將掃地桿與地面距離控制在55cm以內(nèi)。再在安裝好的起始桿內(nèi)垂直插入標(biāo)準(zhǔn)立桿。

腳手架平梯和斜梯設(shè)計(jì)寬度分別為0.9m、0.48m，長1.8m，高1.5m，在爬梯中間增設(shè)高度0.9m的護(hù)手，連接斜梯和縱向橫桿掛鉤，并增設(shè)防護(hù)欄和擋腳板。將斜拉桿按照圖紙安裝，并使其斜拉頭、楔形銷和立桿圓盤大孔鎖緊連接。采用調(diào)節(jié)立桿根據(jù)設(shè)計(jì)要求粗調(diào)腳手架架體標(biāo)高后，再進(jìn)行架體標(biāo)高精調(diào)，并將調(diào)節(jié)頂托安裝在立桿端部，通過螺母調(diào)節(jié)頂托平面，以獲得最佳支撐高度。

（三）模板安裝

模板采用設(shè)計(jì)尺寸為122cm×244cm×1.8cm、厚度為1.8cm的竹膠板，橫縱向分配方木設(shè)計(jì)尺寸均為10cm×10cm（高×寬），將竹膠板牢固固定在橫向方木上后再整體按照0.3m的間距搭設(shè)在縱向方木之上，最后將縱向方木按0.9m的間距搭設(shè)在鋼管支架頂托之上。完成頂層方木鋪設(shè)后應(yīng)檢查標(biāo)高，符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行底模和側(cè)模鋪設(shè)，底模板每側(cè)寬度均應(yīng)超出梁底板0.5m，最后通過20mm雙面膠帶貼緊模板間隙。

（四）預(yù)壓

完成箱梁底模鋪設(shè)后進(jìn)行全橋預(yù)壓，支架預(yù)壓荷載按設(shè)計(jì)荷載的60%、80%和100%堆載，為消除非彈性變形，全聯(lián)應(yīng)按預(yù)壓荷載一次性加載[3]。預(yù)壓施工采用袋裝砂，并根據(jù)箱梁恒載分布形式堆碼砂帶，再通過汽車吊將砂帶從低處吊至高處預(yù)壓，并在變形觀測點(diǎn)預(yù)留出空隙，方便立塔尺展開觀測。

沿支架縱向在1/4跨、1/2跨、1/4跨支架底部設(shè)置5個(gè)監(jiān)測斷面，共15個(gè)沉降觀測點(diǎn)，再在箱梁1/4跨、1/2跨、1/4跨及支點(diǎn)處設(shè)置7個(gè)觀測斷面，共21個(gè)沉降觀測點(diǎn)。完成支架搭設(shè)后進(jìn)行其初始荷載值觀測，并在完成各級加載后進(jìn)行觀測，按照梁體重量60%、80%和100%分別加載后間隔12h進(jìn)行支架沉降觀測，若一個(gè)測點(diǎn)連續(xù)兩次沉降差均值均在2mm以內(nèi)，便可繼續(xù)加載。結(jié)束滿堂支架預(yù)壓驗(yàn)收后采用與加載過程相反的次序分批卸荷，卸載結(jié)束6h后再進(jìn)行最后一次觀測。完成全部卸荷后還應(yīng)調(diào)整支架頂面標(biāo)高，以消除非彈性變形，并維持彈性變形上拱度。

四、結(jié)語

綜上，承插型盤扣式腳手架在現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用不僅能充分展示出該鋼管支架形式所具有的材料用量少、安裝拆卸工效高、工期短、結(jié)構(gòu)安全及施工質(zhì)量有保證等技術(shù)優(yōu)勢，還能大大降低單位體積支架用鋼量，節(jié)約搭接、安裝、拆卸人工費(fèi)及運(yùn)輸成本，避免碗扣式支架施工及管理中存在的各方面問題，真正實(shí)現(xiàn)安全施工及施工現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化管理。