道路模板工程支撐體系施工技術研究

劉文竹

（貴陽城市建設工程集團有限責任公司,貴州 貴陽 550003）

0 引言

道路模板工程支撐體系是道路建設中的重要組成部分，承擔著支撐道路模板、確保道路結構穩(wěn)定性的重要任務。隨著道路建設規(guī)模的不斷擴大和技術的不斷創(chuàng)新，道路模板工程支撐體系施工技術的研究與應用顯得尤為重要。該文旨在對道路模板工程支撐體系施工技術進行深入研究，通過對現(xiàn)有支撐體系施工技術的分析和總結，以提高道路模板工程的施工質量和效率。

1 工程概況

貴惠大道跨線橋匝E 大橋第一聯(lián)箱梁高度為1.6 m、第二聯(lián)箱梁高度為1.8 m。支架設計為0.6 m×0.6 m 步距1.2 m；其中第一聯(lián)保證交通設兩個車行道，門洞部分支架門洞兩側支架縱橫立桿加密為0.3 m×0.3 m步距1.2 m，加密部分支架基礎為寬度1 m、厚度0.4~0.8 m，基礎端部設防撞墩；現(xiàn)有道路寬度11 m以上，可設置兩個車行道，凈寬7.4 m，門洞長47 m。第二聯(lián)拆遷完成后才能施工，保證加油站出口正常通行，需在3#~4#墩之間設置門洞，門洞與花冠路斜交，寬度可保證4 m，門洞長25 m。模板支撐體系的搭設不僅要嚴格按照圖紙和構造搭設，還需要符合相關的檢查標準要求，遵循支架設計原則，綜合施工的經驗，因此該工程采用碗扣式滿堂支架的方案、門洞位置采用貝雷架搭設以保證施工期間的車輛通行。

2 道路模板施工工藝

2.1 施工技術參數(shù)

支架采用DN48×3.0 mm 碗扣式支架，分為兩聯(lián)，第一聯(lián)的門洞部分立桿間距0.3 m×0.3 m，橫管步距1.2 m；立桿之間的間距0.6 m×0.6 m，步距1.2 m。懸臂段及工作跑道立桿間距0.9 m×0.6 m。第二聯(lián)的門洞部分立桿間距0.3 m×0.3 m，步距0.6 m；立桿之間的間距0.6 m×0.6 m，步距1.2 m[1]。懸臂段及工作跑道立桿間距0.9 m×0.6 m。碗扣支架底部立于堅硬的地基上，如場地支承條件不能滿足支架施工要求，采用厚20 cm C30 混凝土硬化支架基礎。鋼管頂部采用UD-4O 型頂托、底部采用底托支承。

2.2 施工工藝

2.2.1 施工方法

首先是匝E 號大橋第一聯(lián)的門洞基礎，基礎凈間距為7.4 m，寬度1.0 m，長度47 m；最小高度0.4 m、最大高度0.8 m，由于道路縱斷面高差較大，基礎分為3個臺階，每個基礎頂面水平，高程為1 070.800、1 071.190、1 071.600；門洞支架的門洞部分立桿間距0.3 m×0.3 m，步距1.2 m；其他支架的橫向間距或排距0.60 m；縱距0.60 m；懸挑部分支架的縱橋向0.90 m，橫橋向0.60 m，步距1.20 m[2]。

其次是匝E 號大橋第二聯(lián)的門洞基礎，基礎凈間距4 m，寬度1.6 m，長度左25 m；右25 m，最小高度0.4 m且在同一斷面處標高相等。門洞支架的門洞部分立桿間距0.3 m×0.3 m，步距1.2 m；其他支架的橫向間距或排距0.60 m；縱距0.60 m；懸挑部分支架的縱橋向和橫橋向和匝E 號大橋第一聯(lián)相同，步距1.20 m。

關于支架構造設置，在立桿底、頂設置底托和頂托；關于托梁，第一聯(lián)的頂托之上為10 號工字鋼，10 號工字鋼之上為貝雷架；兩側面為2 根φ48 鋼管。第二聯(lián)的門洞部分頂托之上也為10 號工字鋼，10 號工字鋼之上也為貝雷架；其他部分的托梁為2 根φ48 鋼管。次龍骨采用的是4 205 木方；縱橋向和橫橋向的周邊及內部都是每隔不大于6.0 m 設置一道剪刀撐；豎向則每隔不大于8 m 設置一道水平剪刀撐[3]。

在支架的兩邊都要設置工作跑道，在工作跑道臨邊處要設置高度不低于1.2 m 的護欄，欄桿和擋腳板都應該搭設在外立桿的內側，外立桿之間的距離小于1.5 m，將上欄桿上皮的高度控制在1.2 m，設置擋腳板的高度高于0.18 m，將中欄桿放置在中間的位置[4]。第一聯(lián)設置在左幅，第二聯(lián)設置在右幅，第一聯(lián)跑道工作跑道和欄桿的平面圖見圖1。

圖1 第一聯(lián)工作跑道及欄桿大樣圖

2.2.2 基礎處理

根據(jù)對花冠路北段道路工程的現(xiàn)場調查，匝E 號大橋第一聯(lián)支架一部分在新建花冠路及其花池上，另一部分在貴州省軍民融合式加油站花池上；第二聯(lián)部分在軍區(qū)圍墻拆除后的地面上。門洞基礎、花池、承載力不滿足要求或不平整的地面等采用C30 混凝土硬化，混凝土厚度不得小于20 cm，斜坡面可硬化成臺階式路面，軟土地基硬化前采用級配碎石回填夯實，由于承臺基坑開挖后需回填碾壓密實，承臺周邊的回填材料采用粒徑滿足要求的石方進行回填并分層碾壓，以滿足支架基礎承載力的要求。為保證支架的安全，支架基礎按要求進行預壓。

2.2.3 支架預壓

將梁體自重、地面沉降及支架的彈性和非彈性變形等因素都考慮進去，在對底模標高進行調整后，再對其進行配載預壓。配載采用纖維噸袋裝碎石，加載重量不得小于支架承受的混凝土結構恒載與模板重量之和的1.1 倍。預壓采用纖維噸袋裝碎石時要求準確測量碎石的堆積密度，且裝袋時要求過秤稱重，測出袋裝標準重量。普通鋼筋混凝土箱梁支架底模標高根據(jù)理論預拱度（L/400）進行設置，調整支架頂托至要求高度。纖維噸袋裝碎石堆放采用吊車起吊、人工配合的方式進行。加載順序和梁體混凝土澆筑順序相同，自中間向兩墩，力求與實際施工盡量接近。由于碎石的密度比混凝土的小，碎石袋的堆放高度較高，為保證預壓的安全，在碎石袋兩側布置鋼管作為擋護，鋼管立桿間距1.5 m，橫管間距1.0 m，兩側鋼管每隔3 m 用手拉葫蘆連接控制。擋護沿橋縱向，根據(jù)堆積高度的增加，相應增加橫桿和立桿。支架的預緊力是按照預緊力的大小來分等級的，每一等級都不低于3 級。3 個等級的加載順序適宜為單元內預壓荷載值的60%、80%、100%。

3 箱梁高度1.6 m 的碗扣支架計算——以第一聯(lián)為例

圖2展示了樓板支撐架立桿穩(wěn)定性荷載的計算單元。樓板支撐架立桿采用的規(guī)格為φ48×3.0 mm 的鋼管，其中鋼管慣性矩的計算公式為I=π(D4-d4)/64，抵抗距的計算公式為W=π(D4-d4)/32D。

圖2 樓板支撐架立桿穩(wěn)定性荷載計算單元

3.1 板面板計算

由于面板是一種受彎構件，因此對其進行了抗彎承載力及剛度的驗算。模板按三跨連續(xù)梁進行計算；標準靜載荷如下：

標準的活載荷：

在該工程中，截面抵抗矩W=22.50 cm3；截面慣性矩I=16.88 cm4。

3.1.1 撓曲強度的計算

撓曲強度的計算公式如下：

式中，P——以N/cm2計的面板彎曲強度的計算數(shù)值；S——板件最大彎曲間距（N·mm）；L——板件的凈橫截面阻力力矩；模板的設計彎曲強度，為35.00 N/cm2；S=0.100。

這里，q——以kN/m 計的載荷設計值；經過計算

經過計算，得出了面板彎曲強度的計算值

進行了面板彎曲強度的驗算，結果符合規(guī)范。

3.1.2 剪切力的計算

剪切力的計算公式如下式：

式中，最大剪力T為3.864 kN，經過計算截面剪切強度的值E為0.644 N/mm2。截面剪切強度的設計值〔E〕通過了對面板剪切強度的驗算，得到了符合規(guī)范的結果。

3.1.3 撓度計算

面板最大撓度計算值v=0.677×25.080×2 004/（100×9 898×168 750）=0.163 mm，面板的最大撓度小于200.0/250，滿足要求[5]。

3.2 支撐龍骨的計算

按照三跨連續(xù)梁進行計算，均布荷載為10.732 kN/m；最大彎矩為0.386 kN·m；最大剪力為3.864 kN；最大支座力計算得7.083 kN，龍骨的截面力學參數(shù)為截面慣性矩和截面抵抗矩，其中截面抵抗矩為53.33 cm4；截面慣性矩取106.67 cm4[6]。

3.2.1 龍骨抗彎強度計算

抗彎計算強度為7.24 N/mm2，龍骨的抗彎計算強度小于17.0 N/mm2滿足要求。

3.2.2 龍骨抗剪計算

最大剪力的計算公式為Q=0.6ql，且截面抗剪強度必須滿足E=3T/2bh<[E]，截面抗剪強度計算值E=3×3 863.52/（2×200.00×40.00）=0.724 N/mm2，截面抗剪強度設計值[E]=1.70 N/mm2，龍骨的抗剪強度小于截面抗剪強度設計值計算滿足要求。

3.2.3 龍骨撓度計算

在計算龍骨撓度時選用靜荷載的標準值，將變形受力計算的最大支座力除以龍骨下小橫桿間距得到均布荷載，得到q為8.360 kN/m，最大變形v為0.688 mm，經計算龍骨的最大撓度小于600.0/400，滿足要求[7]。

3.3 基礎承載力計算

立桿基礎底面的平均壓力應小于地基承載力的設計值，滿足下式的要求

式中，U——立桿基礎底面的平均壓（kN/m2），U=N/A，經計算U為80.57 kN/m2，N為上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值（kN），取20.14 kN；A——基礎底面面積（m2）；A取0.25 m2，fg——地基承載力設計值（kN/m2），取68.00 kN/m2。

地基承載力設計值為腳手架地基承載力調整系數(shù)與地基承載力標準值的乘積，其中腳手架地基承載力調整系數(shù)取0.40，地基承載力標準值取170.00 kN/m2，經過計算，地基承載力沒有在要求范圍內，因此建議加大地基的承載力。

4 模板支撐體系的注意事項

（1）結合設計縱面圖計算地面到梁底的高度，預估支架搭設的材料數(shù)量。

（2）將立桿底部支撐在堅硬的基礎上；處理土質基礎時需要先平基后，然后鋪設級配碎石，最后澆筑適當厚度的混凝土。

（3）復核頂托標高，確保縱橫向水平。

（4）將碗扣型支架的底層縱向和橫向橫桿用作清掃桿，其離地高度不大于350 mm，豎桿的底部設有可調節(jié)的基座小車；由可調節(jié)螺紋組成的豎直支柱的上端延伸到最上面的水平支柱的長度不能超過650 mm。

（5）將豎向剪刀撐設置在模板支架的四周，中間縱橫，由下到上連續(xù)設置，并且保證間隔小于6.0 m。

（6）剪刀撐的斜桿與地面夾角在45~60°之間，斜桿每步與立桿扣接。

（7）安全等級為I 級的模板支架在架體頂層水平桿設置層、豎向每隔不大于8.0 m 設置一道水平剪刀撐。

（8）每道水平剪刀撐應連續(xù)設置，剪刀撐的寬度宜為6~9 m。

（9）為了保證支架能夠承受荷載的作用，在測量H1 之前，完成底模鋪設后對支架進行全面的檢查。

（10）放好基礎模板后，在進行H1 測定之前，要加強對支撐結構的全面檢測，以保證支撐結構在受力狀態(tài)下不出現(xiàn)不正常的變形。

5 結語

通過對道路模板工程支撐體系施工技術的研究，可以更好地了解其在道路建設中的重要作用，為道路建設的可持續(xù)發(fā)展提供技術支持和理論指導。該文圍繞貴惠大道跨線橋匝E 大橋工程闡述了道路模板支撐體系的施工方案即碗扣式滿堂支架，闡述了施工的具體步驟和方法，結合該工程實例的具體參數(shù)對箱梁高度1.6 m 的碗扣支架進行了計算，發(fā)現(xiàn)均滿足要求，最后總結了模板支撐體系的施工的注意事項。希望該文的研究成果能對相關領域的學者和工程師提供參考和借鑒，推動道路模板工程支撐體系施工技術的進一步發(fā)展。