滿堂支架技術在現(xiàn)澆箱梁施工中的應用

沈 敏 中國鐵路上海局集團有限公司東華地鐵公司

1 工程概況

1.1 工程簡介

本工程位于嘉海公路以西1.6 km 處，路線全長960 m，橋梁全長692 m，兩端道路長度總長268 m，道路寬度40 m。橋梁起點樁號為K0+171.29，終點樁號為K0+863.29，橋梁下部結構為鉆孔樁、承臺、墩臺和蓋梁，上部結構為現(xiàn)澆箱梁及裝配式預應力混凝土小箱梁。本橋孔跨布置采用8 聯(lián)（4×30+3×30+3×30+3×30+1×30+2×30+3×30+4×30）m，第六聯(lián)采用2×30現(xiàn)澆箱梁。

本工程高大支模架區(qū)域為2 m×30 m現(xiàn)澆箱梁，縱向長度60 m，橫向長19.99 m，。立桿底部進行基礎處理。箱梁頂面標高9.697 m，支模架支設高度最高達到9.70 m。本工程的箱梁高度1 800 mm，箱梁橋面寬度19.99 m，底寬14.29 m，分為左右兩個單幅，墩號為14#、15#、16#墩，跨度為30 m。

1.2 地質情況

根據(jù)設計地質報告如下：

（1）素填土，雜色～灰黃色，松散，以粉質黏土為主，含建筑垃圾及少量碎石，偶見植物根莖，局部見腐植質，質不均一。

（2）粉質黏土：褐黃色，軟可塑，略具層理，光澤反應較光滑，干強度和韌性中等，含鐵錳質氧化斑點。

（3）淤泥質粉質黏土：灰色，流塑，粘塑性較好，見黑色有機質斑點及腐殖質。切面較光滑，干強度中等，韌性中等。

1.3 水文情況

本場地內原有較多河溝和魚塘，因城市發(fā)展和建設需要，魚塘已回填，場地周圍還有少量河溝。

2 總體施工方案

橋面投影范圍加寬2 m 范圍內進行原地面清表，清表完成后進行原地面壓實，壓實結束后進行50 cm 厚宕渣換填壓實，上鋪設5 cm 厚碎石找平，20 cm 厚C25 砼墊層，采用重型觸探對地基承載力進行檢測，地基承載力滿足達到250 kPa，基礎范圍為橋面垂直投影每側加寬2 m，距離基礎兩側1 m位置設置排水溝，防止積水浸泡基礎。

現(xiàn)澆箱梁支架均采用碗扣式滿堂支架，立桿縱向間距90 cm、橫向間距60 cm，步距120 cm。

采用堆載砂袋配重預壓支架，分級加載，預壓的最大荷載為箱梁重量加上施工荷載總重量的1.2 倍，各監(jiān)測點連續(xù)24 h的沉降量平均值小于1 mm后進行卸載。

3 施工工藝及方法

3.1 工藝流程

基礎處理→彈線并復核 → 搭支模架→調整托梁→擺主梁→ 安放梁底模并固定 → 梁底起拱 → 扎梁筋 → 安側模 → 側模拉線支撐（板高加對拉螺栓）→ 復核板模尺寸、標高、位置 → 與相鄰模板連固。

3.2 支模架的構造措施

3.2.1 基礎處理及要求

（1）支模架基礎進行處理：500 厚宕渣墊層，50 厚碎石找平，200厚C25砼，處理至±0.000。

（2）所有立桿底部均設有底托，底托與基層接觸面為150 mm×150 mm鐵板。

（3）高大支模區(qū)域外側四周設置排水明溝，保證區(qū)域內無積水。

3.2.2 立桿構造要求

（1）模板支架的傳力路線為:荷重→底?！×?方木)→主梁(工字鋼)→橫向水平桿→縱向水平桿→立桿→墊板→基礎→地基。

（2）現(xiàn)場采用碗扣式鋼管架作為本模板工程的支撐體系，豎向、水平剪撐采用鋼管扣件式。

（3）底排設置縱橫向掃地桿，由于下部為底托，掃地桿離地高度調整為300 mm。

（4）結構和構件各部分形狀尺寸、相互位置正確。

（5）具有足夠的承載能力，剛度和穩(wěn)定性，可靠地承受施工中所產(chǎn)生的荷載。

（6）架體步距1 200 mm。

（7）支架立柱無混用。

（8）立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差小于《扣件架規(guī)范》的要求；過程中均衡受載。

（9）立柱配置可調底座，頂部采用可調托座。立柱上端包括可調螺桿伸出頂層水平桿的長度不得大于0.7 m。鋼管立柱大于30 cm增設縱橫水平桿。

（10）支模架四周立面設置了通高專用斜桿。

3.2.3 水平桿構造要求

每步的縱橫水平桿雙向拉通。

3.2.4 剪刀撐構造要求

（1）垂直剪刀撐：沿高支架四周連續(xù)設置，中間約每6 跨立桿設置一組。設置方法由基礎面連續(xù)設置到頂。

（2）水平剪刀撐：自頂步起向下設置水平剪刀撐。第一組位置在頂步 7.5 m 處，第二 3.9 m 處，第三 0.3 m 處，共設三組。

（3）每道剪刀撐寬度為7跨，剪刀撐斜桿與地面傾角控制在45°左右。

（4）剪刀撐的接長宜采用搭接，搭接長度不小于1 000 mm，采用三只扣件等間距固定，鋼管伸出扣件邊緣不小于100 mm。接頭應錯開。

3.2.5 架體穩(wěn)定措施

在高大支模區(qū)14#～16#墩的立柱上均設置拉結點，上下不少于二道，設置位置在2.70 m和6.30 m處。

3.2.6 其他

（1）鋼管、扣件必須經(jīng)檢測合格后使用，底托、頂托等不符合規(guī)范要求的材料嚴禁使用。

（2）嚴格按照設計尺寸搭設。

（3）模板、支撐主、小梁、主梁、對拉螺栓、機械設備符合相關規(guī)范要求；

3.3 支模架的驗收標準與要求

模板支架投入使用前，項目部根據(jù)批準的專項施工方案組織驗收，由項目負責人組織驗收，驗收合格，經(jīng)施工單位項目技術負責人和總監(jiān)理工程師簽字后方可進入后續(xù)工序的施工。

（1）現(xiàn)場的碗扣架構配件應具備以下證明資料

①主要構配件有產(chǎn)品標識及產(chǎn)品質量合格證；

②供應商應配套提供管材、零件、鑄件、沖壓件等材質、產(chǎn)品性能檢驗報告。

（2）構配件進場質量檢查的重點

①鋼管管壁厚度；

②焊接質量；

③外觀質量；

④可調底座和可調托撐絲桿直徑、與螺母配合間隙及材質。

模板支架驗收主要檢查現(xiàn)場實際搭設情況與方案的符合性。各主要受力構件、構造桿件與方案一致：

①保證架體幾何不變性的剪刀撐、拋撐等設置已經(jīng)完善；

②基礎無不均勻沉降，立桿底座與基礎面的接觸無松動或懸空情況；

③立桿上碗扣可靠鎖緊；

④立桿連接銷安裝、斜桿扣接點符合要求、扣件擰緊程度。

4 支架預壓觀測

嚴格控制實際施工荷載不超過設計荷載，避免混凝土堆放過高，超過設計荷載，堆載高度不大于100 mm。對出現(xiàn)的超過最大荷載有相應的控制措施，鋼筋等材料不能在支架上方大量堆放。預壓方法為采用砂袋堆載預壓。

4.1 預壓目的

預壓目的：由于碗扣鋼管桿件的彈性變形、非彈性變形及桿件連接縫隙、緊固程度等原因，會引起支架在上部荷載的作用下產(chǎn)生較大的變形，使支架發(fā)生下沉現(xiàn)象，嚴重時會引起砼梁部出現(xiàn)裂縫。因此在澆筑箱梁砼前對支架進行預壓，以消除支架的非彈性變形。同時，通過預壓找出彈性變形的變化規(guī)律以確定預留沉落量。

4.2 預壓荷載確定

按均布荷載進行簡化計算。

箱梁每平米重量：1912×2.6/2/60×20=2.1 t/㎡；

按箱梁自重的120%系數(shù),每單位面積重量為:

2.1×1.2=2.5 t/m2；

確定:預壓荷載2.5 t/m2。

4.3 預壓順序

預壓順序按照混凝土的澆筑順序進行，先澆筑混凝土的部位先預壓，后澆筑混凝土的部位后預壓，預壓過程采用五級加/卸載，即加載：預壓前→20%→50%→80%→100%→120%持荷72 h 卸載：120%→100%→80%→50%→20%→預壓完成。根據(jù)本工程的幾何特點及混凝土澆筑順序，預壓的順序為：

（1）按設計標高調整好底模標高，并對觀測點進行初始觀測。然后開始預壓，先壓跨中處(兩端對稱預壓)，再依次加載向兩側梁端的位置排列預壓件。

（2）全部重量達到20%、50%、80%時對底模、支架等處的觀測點進行標高和平面位置坐標測量，并詳細作好記錄，分析支架的變形規(guī)則。

（3）繼續(xù)按上一步的步驟進行加載，待加載至總重量的100%時繼續(xù)對觀測點進行測量并詳細作好記錄。

（4）預壓至總重量的120%時停止加載并持荷不小于72 h。在這期間對底模、支架等處的觀測點每4 h 進行一次觀測，作好詳細記錄。

4.4 沉降觀測

沉降觀測點的布設:加載前布設各觀測點,沉降觀測點設于底模和底模相對應的地面墊木上，每排設五點，排間距5 m。測量:對各沉降觀測點進行水準測量。測量時間：加載前、加載至計算荷載的60%、80%、100%及加載完成后每4 h測量一次。將每次測量數(shù)據(jù)記入記錄表內。

4.5 觀測要求

在堆載預壓的過程中均認真對各觀測標、觀測點進行觀側，觀測人員固定、設備固定。在加載前先進行首次觀測，在每級加載完成后，先停止下一級加載，并每間隔12 h 對支架沉降量進行檢測，當支架頂部監(jiān)測點12 h 的沉降量平均值小于2 mm 時，可進行下一級加載；支架可一次性卸載，預壓荷載應對稱、均衡、同步卸載。每次觀測的項目主要有：

（1）測量支架沉降觀測標下端面到支架基礎面之間的距離，并在基礎面對應位置做好紅油漆標記。

（2）測量支架基礎面上的觀測標（觀測點）高程。

每次觀測完畢后及時對數(shù)據(jù)進行整理，變形量過大或變化異常時，立即停止堆載，查明原因，采取正確的應對措施。

4.6 預壓成果

預壓時間的確定：預壓時間至以各沉降觀測點不再下沉為止。

預壓結束后，對預壓過程中的測量記錄結果進行整理，繪制沉降曲線圖，編寫預壓試驗總結報告。

5 監(jiān)測要求

梁板高大支模采用碗扣式腳手架支撐體系，在搭設和鋼筋安裝、砼澆搗施工施工過程中，隨時監(jiān)測。

（1）砼澆筑前全數(shù)進行一次監(jiān)測；澆筑過程中每30 min至少進行一次，全部澆筑完成后半小時內監(jiān)測一次，之后二天內每天不少于二次監(jiān)測。每次監(jiān)測均做好記錄。

（2）班組日常進行安全檢查，項目每周進行安全檢查，公司每月進行安全檢查，所有安全檢查記錄必須形成書面材料。

（3）日常檢查、巡查重點部位。桿件的設置和連接、掃地桿、支撐、剪刀撐等構件是否符合要求。

地基是否積水，底座是否松動，立桿是否符合要求。

碗扣是否可靠鎖緊；立桿連接銷是否安裝、斜桿扣接點是否符合要求、扣件擰緊程度；

①架體是否不均勻的沉降，垂直度。

②施工過程中是否有超載的現(xiàn)象。

③安全防護措施是否符合規(guī)范要求。

（4）支模架在承受六級大風后進行全面檢查，合格后才開始澆砼，澆砼的過程中，由項目部安全、質檢人員對架體檢查，隨時觀測架體變形。發(fā)現(xiàn)隱患，立即停止施工，采取措施保證安全后再施工。構件允許偏差見表1。

表1 構件允許偏差表

6 結束語

該現(xiàn)澆箱梁滿堂支架經(jīng)預壓驗證和澆筑前、中、后檢查，各項指標均滿足允許偏差，該現(xiàn)澆箱梁養(yǎng)生到期，經(jīng)拆模后驗證梁體質量，線型平順，外觀光潔，無裂紋、撓度超標等缺陷，充分證明了大跨度高支架采用常規(guī)架管優(yōu)化組合的可行性。通過力學檢算驗證支模架的強度、剛度和穩(wěn)定性等安全力學性能指標，在當前常見的現(xiàn)澆箱梁輔助工程措施技術具有推廣應用價值，更多地實現(xiàn)安全生產(chǎn)、節(jié)約成本的目的。