現(xiàn)澆梁承插型盤(pán)扣式滿堂支架施工問(wèn)題探討

韋 坤

(廣西八桂工程監(jiān)理咨詢(xún)有限公司，廣西 南寧 530021)

0 引言

承插型盤(pán)扣式滿堂鋼管支架搭設(shè)速度快、安全性及承載力高、材料用量節(jié)省。結(jié)合工程施工經(jīng)驗(yàn)及整架無(wú)斜桿側(cè)移試驗(yàn)結(jié)果可知，盤(pán)扣式鋼管支架抗側(cè)移能力強(qiáng)，其支模架可從立桿頂部插入可調(diào)托座，形成較好的受力體系。與傳統(tǒng)模板制成體系等支架結(jié)構(gòu)相比，盤(pán)扣式鋼管支架施工工法簡(jiǎn)單，不會(huì)發(fā)生配件缺失，更不會(huì)出現(xiàn)支架體系失衡的情況。雖然盤(pán)扣式鋼管支架造價(jià)和租賃費(fèi)用較高，但是運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用少，并能多次循環(huán)使用，因此在橋梁工程中應(yīng)用廣泛。

1 工程概況

某公路全線共設(shè)置互通主線橋梁三座，分別為欽錦大道、欽海大道及友誼大道互通主線橋。起訖樁號(hào)分別為K1+251.818～K1+696.418、K2+399.074～K2+783.674、K4+296.033～K4+680.633，橋梁全長(zhǎng)分別為444.6 m、384.6 m、384.6 m，為五聯(lián)、三聯(lián)、三聯(lián)設(shè)計(jì)。三座互通主線橋均為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，其中，欽錦大道橋?qū)?×13 m，分聯(lián)梁高分別為1.8 m、1.8 m、2～3.6 m、1.8 m、1.8 m；欽海大道和友誼大道互通主線橋均為2×13 m寬，分聯(lián)梁高分別為1.8 m、2～3.6 m、1.8 m。以上三座跨線橋標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)計(jì)跨徑均為30 m，跨路口處采用60 m大跨徑及變高梁設(shè)計(jì)，梁底為二次拋物線過(guò)渡形式，中支點(diǎn)梁高3.6 m，邊支點(diǎn)及跨中梁高均為2.0 m。

這三座跨線橋箱梁均為單箱雙室斷面型式，頂板懸臂長(zhǎng)2.5 m，邊腹板為直腹板設(shè)計(jì)，各聯(lián)為長(zhǎng)、短束相結(jié)合的方式設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力，2排鋼束以橫向方式設(shè)置在每片腹板內(nèi)，而邊支點(diǎn)附近的腹板鋼束則上彎至梁頂，并以開(kāi)槽方式錨固處理。頂板和底板鋼束均錨固于設(shè)置在箱室內(nèi)的鋸齒塊。為使全橋能同時(shí)施工，全橋縱向預(yù)應(yīng)力梁端并不設(shè)置張拉端，全部橫梁均設(shè)置預(yù)應(yīng)力，橫梁預(yù)應(yīng)力錨固于橫梁端部開(kāi)槽。

2 施工方案

腳手架是工程建筑方面重要的施工工具，隨著施工技術(shù)水平的不斷提升，腳手架型式也逐漸從最初的普通鋼管扣件式腳手架發(fā)展為門(mén)式腳手架、碗扣式腳手架，近年來(lái)又出現(xiàn)了承載力好、安全穩(wěn)定性高、搭拆方便的盤(pán)扣式鋼管腳手架。承插型盤(pán)扣式腳手架主要由基礎(chǔ)立桿、水平桿、斜拉桿、可調(diào)底座和托撐、工字鋁梁等熱鍍鋅部件構(gòu)成，可有效防止部件發(fā)生生銹腐蝕。立桿作為主構(gòu)件，主要使用壁厚3.2 mm、直徑60 mm的鋼管制成，可調(diào)底座則為厚10 mm、直徑135 mm的圓盤(pán)，圓盤(pán)上設(shè)置接孔連接水平桿和斜拉桿。立桿主要采用Q345B低碳合金鋼材料，材質(zhì)性能比Q235普通鋼管更為優(yōu)越，使得立桿承載力可達(dá)20 t/根；斜拉桿設(shè)計(jì)形成獨(dú)特的格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性明顯提升。

本橋梁在施工前主要從結(jié)構(gòu)承載力、安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行了碗扣式鋼管支架和盤(pán)扣式鋼管支架的比選。

(1)承載力。現(xiàn)澆梁承重支架主要表現(xiàn)為立桿軸心受壓，碗扣式鋼管支架立桿、水平桿及斜拉桿均采用Q235材質(zhì)，規(guī)格均為φ48 mm×3.0 mm；盤(pán)扣式鋼管支架則采用Q345B低碳合金鋼材料，規(guī)格主要為φ60 mm×3.2 mm，結(jié)構(gòu)承載力明顯提升，并且立桿、水平桿和斜拉桿軸線均交匯于一點(diǎn)，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性強(qiáng)度超出碗扣式鋼管支架的兩倍[1]。

(2)安全性。盤(pán)扣式鋼管支架通過(guò)獨(dú)立楔子穿插自鎖，在重力及互鎖雙重作用下，即便在插銷(xiāo)未敲緊時(shí)，各桿件也無(wú)法脫出。插件具備自鎖功能，插銷(xiāo)按下后自動(dòng)鎖定，插銷(xiāo)拔下后可自由拆卸，扣件與支柱大面積接觸，使鋼管抗彎折強(qiáng)度明顯提升，有效防止了鋼管支架歪斜等現(xiàn)象的發(fā)生。

(3)經(jīng)濟(jì)性。雖然盤(pán)扣式鋼管支架的租賃費(fèi)比碗扣式支架高，但是盤(pán)扣式支架立桿具有較大承載力，間距和步距也設(shè)置較大，所以同樣單元所用桿件數(shù)量?jī)H為碗扣式鋼管支架的65%，構(gòu)件也均為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，運(yùn)輸、裝卸等均更加方便，一次搭設(shè)成型后無(wú)須再次加固；全部桿件均采用熱鍍鋅工藝處理，架體美觀，包括租賃費(fèi)等在內(nèi)的總使用費(fèi)用比碗扣式鋼管支架低。

3 承插型盤(pán)扣式滿堂支架施工

3.1地基處理

欽錦大道、欽海大道及友誼大道互通主線橋均位于土質(zhì)路基段，在盤(pán)扣式鋼管支架施工前應(yīng)按30 cm的厚度將地面翻松，檢測(cè)含水量后通過(guò)振動(dòng)壓路機(jī)碾壓至密實(shí)度93%以上，再改用動(dòng)力觸探法檢測(cè)地基承載力。實(shí)際承載力超出設(shè)計(jì)值后按照30 cm的厚度攤鋪三七石灰土，整平并碾壓密實(shí)，再在其上澆筑20 cm厚的C20混凝土面層。按照設(shè)計(jì)要求分段開(kāi)挖30 cm×20 cm排水溝，并形成設(shè)計(jì)坡度，保證排水。

3.2 支架搭設(shè)

3.2.1 鋼管支架搭設(shè)工藝

將長(zhǎng)為150 mm、直徑為60 mm的鋼管焊接在直徑為48 mm立桿上對(duì)接，可進(jìn)行高度調(diào)節(jié)；將1個(gè)花盤(pán)焊接在對(duì)接立桿上，可進(jìn)行橫桿連接。依據(jù)該現(xiàn)澆梁主體結(jié)構(gòu)高度，選擇LG-500、LG-1000、LG-2000三種規(guī)格的對(duì)接立桿。將兩個(gè)連接立桿的插頭焊接在不同長(zhǎng)度水平桿上即為橫桿，橫桿按照SG-600、SG-900、SG-1200、SG-1 500等規(guī)格設(shè)計(jì)。將185 mm工字鋁梁焊接于立桿頂托架上形成主龍骨結(jié)構(gòu)，梁板高度通過(guò)頂托予以調(diào)節(jié)。板底和梁底次龍骨均采用方鋼材料，設(shè)計(jì)尺寸分別為長(zhǎng)70 mm、寬50 mm、厚4 mm以及長(zhǎng)150 mm、寬150 mm、厚6 mm。結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求，模板采用尺寸統(tǒng)一為長(zhǎng)2 440 mm、寬1 220 mm、厚15 mm的膠合板。

盤(pán)扣式鋼管支架實(shí)施方案簡(jiǎn)圖具體如圖1所示。

圖1 盤(pán)扣式鋼管支架搭設(shè)簡(jiǎn)圖(mm)

3.2.2 材料特性及荷載情況

現(xiàn)澆梁承插型盤(pán)扣式鋼管支架材料特性具體如表1所示。

表1 盤(pán)扣式鋼管支架材料特性表

該現(xiàn)澆梁立桿橫距分別為900 mm、1 200 mm、1 500 mm，縱距和步距均為1 500 mm，進(jìn)行荷載組合設(shè)計(jì)時(shí)，分別按照1.2和1.4設(shè)定恒荷載分項(xiàng)系數(shù)和活荷載分項(xiàng)系數(shù)。普通板鋼筋混凝土自重為25.1 kN/m3、普通梁鋼筋混凝土自重為25.5 kN/m3、主次龍骨和模板自重為1.2 kN/m2、施工設(shè)備及人員重為3.0 kN/m2、振搗施工荷載為2.0 kN/m2。

3.3 預(yù)壓

3.3.1 支架預(yù)壓

搭設(shè)完支架且檢查底模和側(cè)模安裝效果后通過(guò)砂袋預(yù)壓，從兩個(gè)中支點(diǎn)開(kāi)始向兩側(cè)模擬混凝土澆筑過(guò)程分級(jí)加載預(yù)壓。預(yù)壓吊裝過(guò)程中施工人員必須分工明確，專(zhuān)人指揮，密切配合，并事先規(guī)劃好起重設(shè)備行走及砂袋運(yùn)輸路線，全面檢查起重及運(yùn)輸設(shè)備性能。在吊裝加壓過(guò)程中必須結(jié)合起吊重量和提升高度實(shí)時(shí)調(diào)整仰角及起重臂長(zhǎng)度，保證整個(gè)起吊過(guò)程緩慢、穩(wěn)定、勻速進(jìn)行。

在鋪設(shè)完箱梁底模后進(jìn)行整橋底模預(yù)壓，并確保預(yù)壓位置和箱梁各部位的一致性。支架預(yù)壓荷載的施加分60%、80%、100%三級(jí)[2]進(jìn)行，而為消除非彈性變形，全聯(lián)預(yù)壓荷載一次性施加。預(yù)壓砂袋的碼放必須結(jié)合箱梁恒載分布，通過(guò)汽車(chē)吊將砂袋吊放至指定位置，并由低處向高處分層預(yù)壓。為進(jìn)行地基沉降觀測(cè)，沿縱向在支架處按1/4跨、2/4跨、1/4跨支架底部間隔設(shè)置地基沉降監(jiān)測(cè)斷面，監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量為5個(gè)/斷面、15個(gè)/跨；同時(shí)，在箱梁的1/4跨、2/4跨、1/4跨以及支點(diǎn)處設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，數(shù)量共為7個(gè)/斷面、21個(gè)/跨。

在結(jié)束支架搭設(shè)后進(jìn)行其初始值測(cè)定，再在各級(jí)加載完成后按照12 h時(shí)間間隔分別施測(cè)，若支架連續(xù)兩次所測(cè)沉降差均值≤2 mm時(shí)，繼續(xù)加載過(guò)程；相反，則應(yīng)立即停止加載?，F(xiàn)澆梁預(yù)壓觀測(cè)項(xiàng)目主要包括沉降差、盤(pán)扣式鋼管支架彈性變形及非彈性變形等。

3.3.2 預(yù)壓驗(yàn)收

現(xiàn)澆梁承插型盤(pán)扣式滿堂鋼管支架驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為測(cè)點(diǎn)平均沉降≤1.0 mm、連續(xù)三個(gè)測(cè)點(diǎn)平均沉降累計(jì)值<5.0 mm。采用100%→80%→60%→0的與加載相反的順序分級(jí)卸載[3]，除在卸載過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)外，卸載后6 h還應(yīng)再次觀測(cè)，根據(jù)所繪制出的加載及卸載變化趨勢(shì)曲線，進(jìn)行盤(pán)扣式鋼管支架彈性變形及非彈性變形等的分析。卸載結(jié)束后，為消除非彈性變形，應(yīng)調(diào)整支架標(biāo)高。

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用結(jié)果表明，承插型盤(pán)扣式鋼管支架技術(shù)先進(jìn)、安全可控，施工效率高，欽錦大道、欽海大道及友誼大道互通主線橋應(yīng)用盤(pán)扣式支架后比傳統(tǒng)碗扣式鋼管支架節(jié)省直接投入54萬(wàn)元；實(shí)際總工期為56 d，比傳統(tǒng)支架方案提前24 d，大大減輕了工期壓力；支架工程管理成本增加4.4萬(wàn)元，共節(jié)省成本49.6萬(wàn)元，所化解的工期風(fēng)險(xiǎn)損失多達(dá)500萬(wàn)元，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。