現(xiàn)澆混凝土箱梁模板支架施工技術(shù)研究

文 / 貴州橋梁建設(shè)集團(tuán) 張成進(jìn)

為解決現(xiàn)澆混凝土箱梁模板支架施工問(wèn)題，本文結(jié)合某現(xiàn)澆混凝土箱梁橋?qū)嶋H情況，提出兩套模板支架體系方案，即碗扣架與盤(pán)扣架，然后通過(guò)相關(guān)的試驗(yàn)與綜合對(duì)比，最終將盤(pán)扣架作為模板支架體系，提出施工方法與要點(diǎn)原則，以期為相關(guān)人員提供參考。

現(xiàn)澆混凝土箱梁是橋梁工程建設(shè)常用上部結(jié)構(gòu)類型，具有施工方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和受力明確等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。而在箱梁施工中，為保證模板支設(shè)可靠性，需要搭設(shè)模板支架體系，這就需要根據(jù)橋梁工程實(shí)際情況，確定適宜的支架體系類型與相應(yīng)的施工要點(diǎn)。

工程概況

某擬建橋梁總長(zhǎng)約2.4km，可分成主橋與引橋，上部結(jié)構(gòu)均采用現(xiàn)澆混凝土箱梁，該橋梁工程量巨大，而且主線需要跨越很多既有道路及河流。為保證施工順利完成，在箱梁現(xiàn)澆過(guò)程中，設(shè)計(jì)提出兩套支架方案，即碗扣式模板支架和承插型盤(pán)扣式支架。

施工方案

計(jì)算結(jié)果

在主線范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)型箱梁中選取試驗(yàn)段對(duì)以上兩套支架方案進(jìn)行試驗(yàn)與分析。針對(duì)不同支架形式，按照各自的技術(shù)規(guī)范實(shí)施計(jì)算，以確定適宜的排布方式與間隔距離。

對(duì)于碗扣式支架，其計(jì)算結(jié)果為：次龍骨材料采用10cm×10cm木方，按0.3m的間隔距離均勻排列，最大應(yīng)力為4.45N·m，容許應(yīng)力為10N·m；主龍骨材料 采 用10cm×15cm木 方，按0.6m和0.9m兩 種 間隔距離均勻排列，最大應(yīng)力為4.57N·m，容許應(yīng)力為10N·m；橫梁下部立桿最大排列間距為0.6m×0.9m，最大應(yīng)力為127.57N·m，容許應(yīng)力為215N·m；腹板下部立桿最大排列間距為0.6m×0.9m，最大應(yīng)力為62.75N·m，容許應(yīng)力為215N·m；箱室下部立桿最大排列間距為0.9m×0.9m，最大應(yīng)力為50.58N·m，容許應(yīng)力為215N·m；翼緣板下部立桿最大排列間距為0.9m×0.9m，最大應(yīng)力為49.29N·m，容許應(yīng)力為215N·m；地基基礎(chǔ)采用C20混凝土，厚度為0.2m，最大應(yīng)力為3.89N·m，容許應(yīng)力為20N·m。

對(duì)于盤(pán)扣式支架，其計(jì)算結(jié)果為：次龍骨材料

采用10cm×15cm木方，按0.3m的間隔距離均勻排列，最大應(yīng)力為8.14N·m，容許應(yīng)力為10N·m；主龍骨材料采用I14，按0.9m、1.2m和1.5m三種間隔距離均勻排列，最大應(yīng)力為118.85N·m，容許應(yīng)力為215N·m；橫梁下部立桿最大排列間距為0.9m×1.2m，最大應(yīng)力為238.7N·m，容許應(yīng)力為300N·m；腹板下部立桿最大排列間距為1.2m×1.5m，最大應(yīng)力為204.6N·m，容許應(yīng)力為300N·m；箱室下部立桿最大排列間距為1.5m×1.5m，最大應(yīng)力為171.7N·m，容許應(yīng)力為300N·m；翼緣板下部立桿最大排列間距為1.5m×1.5m，最大應(yīng)力為167.5N·m，容許應(yīng)力為300N·m；地基基礎(chǔ)采用C20混凝土，厚度為0.25m，最大應(yīng)力為4.13N·m，容許應(yīng)力為20N·m。

施工方法

1.碗扣式支架

碗扣式支架的搭設(shè)按照最優(yōu)設(shè)計(jì)進(jìn)行，在施工中應(yīng)嚴(yán)格遵循下列原則：

（1）在腹板下部按照120cm的步距、60cm的橫橋向間距和90cm的縱橋向間距搭設(shè)支架。

（2）在箱室的空心處按照120cm的步距和90cm的橫、縱橋向間距搭設(shè)支架。

（3）在橫梁處按照120cm的步距和60cm的橫、縱橋向間距搭設(shè)支架。

（4）在箱梁的橫斷面上按照4m的間隔距離設(shè)置剪刀撐，對(duì)于縱斷面上的剪刀撐，需設(shè)置在兩側(cè)與腹板處，同時(shí)每四層水平桿增設(shè)一道水平方向的剪刀撐。

（5）按受力狀況可將分配梁分成主、次龍骨，碗扣架的主、次龍骨均為方木，縱橋向的分配梁間隔距離和立桿相同，而橫橋向的分配梁按照30cm的間隔距離布置。

（6）現(xiàn)場(chǎng)施工所用碗扣架為按照要求從市場(chǎng)中直接租賃而來(lái)的，碗扣架進(jìn)場(chǎng)后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，其鋼管壁厚在3.2mm左右，符合計(jì)算提出的不小于3.0mm的要求。

（7）支架的地基基礎(chǔ)處理方式為先將原狀土碾壓密實(shí)，然后按照20cm的厚度澆筑C20混凝土，對(duì)于處在原路面的箱梁，可不進(jìn)行地基基礎(chǔ)處理。

2.盤(pán)扣式支架

該工程擬采用的盤(pán)扣架型號(hào)為A-LG型，同樣按照最優(yōu)設(shè)計(jì)搭設(shè)，實(shí)際施工中要嚴(yán)格遵循下列原則：

（1）箱梁空心處與翼緣板處的盤(pán)扣架，其橫橋向間隔距離相同，均為150cm，而腹板處的盤(pán)扣架需適當(dāng)加密，即按照90cm的間隔距離進(jìn)行搭設(shè)。

（2）橫梁處的縱橋向盤(pán)扣架按照90cm的間隔距離搭設(shè)，而標(biāo)準(zhǔn)段箱梁的盤(pán)扣架搭設(shè)間隔距離為150cm。

（3）剪刀撐布置：對(duì)于8m及以下盤(pán)扣架，需在支架四周外立面向內(nèi)的第一跨每層均布置豎向斜桿，在頂、底層布置豎向斜桿的同時(shí)布置水平斜桿，按照5跨的間隔沿橫縱兩個(gè)方向布置豎向斜桿，并沿支架向上按照6跨的間隔布置水平斜桿；對(duì)于8m以上的盤(pán)扣架，需對(duì)豎向斜桿進(jìn)行滿布，并在頂、底層分別布置水平斜桿，最后在支架上按照6跨的間隔距離布置水平斜桿。

（4）與碗扣架相同，盤(pán)扣架的分配梁也可按照受力狀況分成主、次龍骨，其中，盤(pán)扣架的主龍骨采用10cm×15cm木方，按照30cm的間隔距離布置，次龍骨采用I14工字鋼，其布置間距和縱橋向立桿相同。

（5）盤(pán)扣架地基基礎(chǔ)處理方法和碗扣架基本相同，均為先將原狀土碾壓密實(shí)，再按照25cm的厚度澆筑C20混凝土，并在混凝土的下部采用碎石按照20cm的深度進(jìn)行換填。對(duì)于處在原路面的箱梁，可不進(jìn)行地基基礎(chǔ)處理。

方案對(duì)比

1.受力性能

雖然以上兩種支架都能達(dá)到施工要求，但根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，在相同條件下，盤(pán)扣架材料強(qiáng)度比碗扣架高1.5倍左右，即盤(pán)扣架最大承載能力比碗扣架高1.5倍。在這種情況下，當(dāng)荷載條件完全相同時(shí)，盤(pán)扣架立桿承受最大荷載時(shí)所需桿件數(shù)量比碗扣架少，然而要注意，立桿數(shù)量減少會(huì)使配梁與地基基礎(chǔ)的受力變大，木方龍骨可能無(wú)法達(dá)到承載力要求，應(yīng)更換強(qiáng)度更高的龍骨材料，也可通過(guò)適當(dāng)增加分配梁層數(shù)對(duì)龍骨受力進(jìn)行改善，但無(wú)論如何都要提高地基基礎(chǔ)實(shí)際承載力，即對(duì)支架的地基基礎(chǔ)予以加強(qiáng)處理。

2.安全性

盤(pán)扣架節(jié)點(diǎn)以半剛性連接為主，將可實(shí)現(xiàn)自鎖的楔形板作為銷板，可有效保證節(jié)點(diǎn)連接可靠性，但碗扣架的所有節(jié)點(diǎn)均采用先扣再旋轉(zhuǎn)銷接的方式相連，實(shí)際施工中可能產(chǎn)生漏擰或沒(méi)有擰緊等情況，產(chǎn)生安全隱患。

3.經(jīng)濟(jì)性

兩種支架方案的經(jīng)濟(jì)成本對(duì)比結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，盤(pán)扣架在帶來(lái)更好的受力性能和安全性的同時(shí)，必然需要更高的經(jīng)濟(jì)成本。

比選結(jié)果

為滿足進(jìn)度與短期節(jié)點(diǎn)相關(guān)要求，最終將支架方案確定為盤(pán)扣架，以此在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，保證施工安全，并有效縮短工期。雖然盤(pán)扣架的一次投入成本較大，但總體來(lái)看，由于盤(pán)扣架的使用能更好的保證安全，并加快進(jìn)度，所以能完全彌補(bǔ)這一缺陷。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，碗扣架與盤(pán)扣架是當(dāng)前現(xiàn)澆混凝土箱梁施工常用的兩種模板支架體系，不同模板支架體系的性能、施工方法及特點(diǎn)均不相同，施工中需根據(jù)工程實(shí)際情況，通過(guò)試驗(yàn)分析和綜合對(duì)比選擇適宜的支架體系，以保證箱梁施工順利完成，達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量、進(jìn)度和安全目標(biāo)。