盤扣式滿堂支架在現(xiàn)澆混凝土箱梁的應用

馮二江FENG Er-jiang

（中鐵十四局集團第四工程有限公司，濟南 250000）

0 引言

傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土箱梁施工常用碗扣式鋼管腳手架。碗扣式腳手架僅有橫桿及立桿，構(gòu)造加固措施只能采用剪刀撐等，支架的節(jié)點抗扭能力不足，結(jié)構(gòu)間穩(wěn)定度也較為不足，而且結(jié)構(gòu)較為復雜，現(xiàn)場檢查人員檢查上碗扣時不能僅憑肉眼進行觀察，增加了檢查難度。隨著科技的發(fā)展，盤扣式鋼管腳手架憑借穩(wěn)定性及安全性更加優(yōu)越的特點，逐漸被應用到現(xiàn)澆箱梁施工中。本文結(jié)合某高架橋主線橋現(xiàn)澆箱梁施工，從支架方案的選擇，支架的設計與驗算及支架的搭設介紹了承插型盤扣式鋼管滿堂支架的設計與施工要點，以供同類工程參考。

1 工程概況

某高架橋主線橋上部結(jié)構(gòu)為超寬變截面預應力鋼筋混凝土現(xiàn)澆梁，共計4聯(lián)17跨，預應力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)標準形式為單箱七室截面。箱梁橫斷面如圖1所示。

箱梁結(jié)構(gòu)尺寸如表1所示（單位為m）。

表1 現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)尺寸匯總表

2 支架方案選擇

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，綜合考慮施工質(zhì)量、支架基礎安全、施工成本及工期等因素，采用承插型盤扣支架的滿堂支架。本主線橋現(xiàn)澆箱梁施工結(jié)合水文地質(zhì)、跨徑、結(jié)構(gòu)形式、搭設高度等情況采用支架方案見表2。

表2 現(xiàn)澆箱梁支架方案選擇匯總表

盤扣支架各種構(gòu)配桿件的材質(zhì)、型號規(guī)格及力學特征如表3所示。

表3 構(gòu)配件的材質(zhì)及規(guī)格

3 地基處理

對支架布設范圍內(nèi)的雜物及虛土進行清除，地基處理用挖掘機粗平、平地機精平、壓路機碾壓并輔以人工將原地面進行整平，縱坡較大的部分做成臺階狀，地基處理完成后進行承載力檢測，現(xiàn)場實測承載力必須滿足計算書要求的最低承載力。

由橋中心向兩側(cè)設1.5%排水坡度，支架兩側(cè)設置縱向排水溝，使雨水、養(yǎng)護水等通過排水溝集中排至場外或者就近的雨水管道中。

承臺和擴大基礎基坑采用風化砂分層回填壓實，壓實度不低于95%，確保承臺回填范圍內(nèi)地基承載力滿足要求，支架地基結(jié)構(gòu)如圖2所示。20cm等長度切割，完成后放置存儲箱中。

4 支架設計

4.1 設計計算方法

木質(zhì)材料、型鋼、盤扣鋼管等成品構(gòu)件采用極限狀態(tài)法設計計算。

4.2 立桿承載力計算思路

以最不利工況中橫梁為例，橫梁下立桿橫向間距Li，縱向間距Le，等效混凝土高度He，荷載標準值計算如下：

①鋼筋混凝土自重荷載NG1=Q砼×He×Li×Le；②內(nèi)膜及其支撐荷載為NG2=Q內(nèi)膜×Li×Le；③底模自重荷載NG3=Q底膜×Li×Le；④次龍骨自重荷載NG4=Q次龍骨×Li×2；⑤主龍骨自重荷載NG5=Q主龍骨×Le×2；⑥支架自重荷載NG6；⑦人群機具及施工材料荷載NH1=Q內(nèi)膜人群機械×Li×Le；⑧振搗荷載NH2=Q振搗×Li×Le；⑨沖擊荷載NH3=Q沖擊×Li×Le。

按照恒載1.3，活載1.5組合荷載，則N有：

4.2.1 強度驗算

4.2.2 穩(wěn)定性驗算

依據(jù)穩(wěn)定性驗算原理分別計算組合風荷載及不組合風荷載時的立桿的壓應力（步距h，立桿縱距La，風荷載標準值Wk）。

不組合風荷載時：σ=N/，A＜300MPa

組合風荷載時：

立桿段風荷載作用彎矩設計值：

4.2.3 立桿地基承載力地基承載力驗算分兩種情況，第一情況是底托下沒有木墊板，此時底托底部鋼板直接接觸混凝土墊層，底部鋼板尺寸為15cm×15cm，基礎經(jīng)過混凝土硬化處理，混凝土墊層厚度為h，根據(jù)規(guī)范，混凝土按照α°擴散角擴散，放大角邊長為15+2×15×tanα°與地基接觸面積S為（15+2×15×tanα°）×（15+2×15×tanα°），所需承載力為N/S。第二種情況為底托下設木墊板，由木墊板承擔來自上方的荷載，相對比底托直接接觸墊層，木墊板增大了與混凝土墊層的接觸面積，使得所需承載力降低。

4.3 支架布置

支架平面布置：端橫梁（包括連續(xù)墩中橫梁）立桿最大間距1200mm×900mm（橫橋向×順橋向），腹板部位立桿最大間距900mm×1500mm（橫橋向×順橋向），箱室部位立桿間距1200mm×1500mm（橫橋向×順橋向）。

支架搭設見圖3、圖4。

因支架搭設高度較高，為保證人員上下支架的安全，在適當位置設置臨時上下爬梯供人員上下支架。每聯(lián)現(xiàn)澆梁設置一個人行梯道，使用盤扣支架配套的掛扣式鋼梯和腳手板。兩側(cè)設扶手（高0.9m）。外側(cè)設5cm×5cm方管防護，外掛安全密目網(wǎng)，具體構(gòu)造如圖5所示。

由于斜腹板與翼板及底板之間為圓弧倒角形狀，為保證圓弧的施工質(zhì)量，該部位采用定型鋼模板，模板為3mm厚不銹鋼板，將鋼模板與竹膠板底模用釘子固定，斜向立桿與翼板支架立桿采用扣件相連接，并有兩個以上鉸接點，保證整個側(cè)模的穩(wěn)定牢靠，詳細節(jié)點如圖6所示。

5 支架預壓及觀測

5.1 預壓方式

支架預壓采用砂袋堆載法，夏季進行砂袋預壓時，必須做好防雨措施，在加載砂袋的同時，準備好防雨篷布，進行覆蓋，以免雨水給砂袋加重造成支架傾覆事故。

5.2 預壓沉降點布置

滿堂式支架監(jiān)測點布置應符合下列規(guī)定：

①每個監(jiān)測斷面的基礎及支架頂面應對稱混凝土梁中心線布置5個以上監(jiān)測點。②在模板上布置觀測點，觀測點在縱橋方向按照箱梁預壓區(qū)段長度的0.25L、0.5L、0.75L及距墩柱中心前后各1.5m共計設置5個斷面。觀測點設置在立桿頂端，用兩端帶彎鉤的鋼筋一端掛在頂部可調(diào)托座上，一端懸掛在離地面0.2m-0.5m處，觀測時，塔尺立于下端鋼筋彎鉤上進行水準測量。沉降監(jiān)測點布置如圖7所示。

5.3 預壓加載和卸載

支架預壓分三級進行，第一級為預壓荷載值的60%，第二級為預壓荷載值的80%，最后一級為預壓荷載值的100%，砂袋的加載和卸載應按照分級堆成的原則進行，嚴禁集中加載和卸載。加載重量誤差應控制在±3%以內(nèi)。

5.4 沉降觀測內(nèi)容

支架預壓過程中的監(jiān)測內(nèi)容主要包括以下部分：①基礎沉降變形；②架體豎直位移；③架體頂面平面位移；④近鄰結(jié)構(gòu)物變形。

5.5 觀測要求

在加載前觀測測點的初始高程，并如實記錄，每級加載同時進行監(jiān)測點的沉降觀測，滿足要求時方可進行下一級加載。

5.6 數(shù)據(jù)整理

預壓觀測結(jié)束后，對所測得的數(shù)據(jù)進行分析，提供模板安裝的預拱度。

6 結(jié)束語

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架的設計與施工是整個現(xiàn)澆箱梁施工的一個非常重要的、基礎性的工藝環(huán)節(jié)。盤扣式支架在預壓及混凝土澆筑期間，基礎和架體總沉降量均小于3mm，且未發(fā)現(xiàn)桿件歪斜變形現(xiàn)象。

作為最近幾年快速應用在各類工程中的新型腳手架，盤扣式鋼管腳手架具有承載力大、安拆方便、搭設速度快、周轉(zhuǎn)率高等優(yōu)點，在現(xiàn)澆梁滿堂支撐體系中應用較多。在現(xiàn)澆箱梁施工應用承插型盤扣式鋼管支架法的成功案例，可為同類型橋梁結(jié)構(gòu)施工提供經(jīng)驗參考。