宿遷市張家港大道快速化改造工程現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)研究

摘要 文章以宿遷市張家港大道快速化改造工程為例，對現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)進行了研究。首先，對張家港大道的中分帶及側(cè)分帶和綠化帶中的地基進行了處理，以達到施工要求；然后，計算出地基的承載力為144.2 kPa，且支架的抗傾覆較好；最后，計算其穩(wěn)定性，并進行了預壓試驗。施工結(jié)果表明，支架預壓的理論值與實測值的變化趨勢基本保持一致，且理論計算與實際受力較吻合，說明現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)的應用能夠保證工程質(zhì)量和安全性。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)澆箱梁；滿堂支架應用；施工技術(shù)；地基處理；承載力驗算

中圖分類號 U445.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）05-0097-03

0 引言

城市化進程的加快，交通基礎(chǔ)設(shè)施的完善成為推動城市發(fā)展的重要因素。宿遷市張家港大道快速化改造工程作為提升城市交通效率的關(guān)鍵項目，其施工質(zhì)量與技術(shù)創(chuàng)新顯得尤為重要?，F(xiàn)澆箱梁作為橋梁工程的重要結(jié)構(gòu)形式，其施工質(zhì)量直接關(guān)系橋梁的耐久性、安全性和使用壽命。而滿堂支架施工技術(shù)作為現(xiàn)澆箱梁施工中的常用方法，其技術(shù)優(yōu)化與改進對于提高工程質(zhì)量和施工效率具有重要意義[1]。在傳統(tǒng)現(xiàn)澆箱梁施工中，滿堂支架法雖已廣泛應用，但存在施工周期長、材料消耗量大、施工安全風險高等問題。張家港大道快速化改造工程中的現(xiàn)澆箱梁施工，面臨著復雜的地質(zhì)條件、緊張的工期要求和高標準的施工質(zhì)量要求。因此，深入研究現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)，優(yōu)化施工方案，提升施工管理水平，對于確保工程質(zhì)量、加快施工進度、降低施工成本具有重要意義[2]。該文旨在通過對宿遷市張家港大道快速化改造工程中現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)的系統(tǒng)研究，提出施工措施和創(chuàng)新點，為類似工程提供技術(shù)參考和借鑒，以推動我國橋梁建設(shè)領(lǐng)域的技術(shù)進步與發(fā)展。

1 工程概況

張家港大道作為宿遷城區(qū)的重要縱向快速通道，其快速化改造工程已迫在眉睫，旨在強化城市片區(qū)間的聯(lián)系，并高效服務于宿遷東站的集疏運需求。該工程南起北京路互通，北至宿支路，全長約5.6 km（不含立交段），主線設(shè)計時速80 km，輔路則以50 km時速滿足主干路及一級公路標準。項目采用創(chuàng)新設(shè)計方案，南部以地面+節(jié)點上跨橋形式，北部則全高架貫通，沿途共設(shè)置7對便捷出入口。

此次施工聚焦于張家港大道一期（北京路至宿支路段）的ZJGDD-SG2標段，長約2.54 km，涵蓋路基、橋涵、排水及防護等關(guān)鍵工程，并涉及多座橋梁的建造，包括總長1 633 m的主線高架橋、7座匝道橋及2座地面橋，采用混凝土箱梁、鋼箱梁等多種結(jié)構(gòu)形式，工程規(guī)模宏大，技術(shù)挑戰(zhàn)顯著。其中，現(xiàn)澆箱梁施工尤為復雜，支架搭設(shè)高達15.7 m，最大跨度達45 m，被界定為超規(guī)模危大工程。此標段由中交二航局與宿遷交建強強聯(lián)合，共同推進，展現(xiàn)了宿遷市在“十四五”期間加速構(gòu)建快速路網(wǎng)的堅定決心與高效執(zhí)行力。

2 施工過程

2.1 支架地基處理

現(xiàn)有張家港大道的中分帶及側(cè)分帶、綠化帶中的地基需要進行處理。支架位于老路上，路面承載力好，通過現(xiàn)場調(diào)查，路面沒有出現(xiàn)破損現(xiàn)象。將支架立桿底托通過墊板布設(shè)在老路面上，部分支架位于現(xiàn)有道路上。根據(jù)計算結(jié)果，路面承載力的容許值不小于300 kPa，經(jīng)過現(xiàn)場實測，均滿足要求。利用原路面橫坡排水。如后續(xù)老路面局部出現(xiàn)破壞或大范圍出現(xiàn)龜裂等雨天可產(chǎn)生積水現(xiàn)象的段落，則應先切除老路面瀝青，再在其上澆筑C25混凝土，其平整度、坡度與原路面保持基本一致。老路綠化帶、中分帶及側(cè)分帶處主要為素填土，先開挖擾動土至原狀土位置或按圖紙設(shè)計進行填筑，支架施工前應將原地面內(nèi)素土整平，基礎(chǔ)表面碾壓密實，換填30 cm厚的碎石和磚渣，頂面澆筑20 cm厚的C25混凝土。根據(jù)計算結(jié)果，按此地基處理后，下臥層地基反力均小于地基承載力容許值（187.3 kPa），設(shè)計結(jié)構(gòu)能夠滿足要求。

同時，現(xiàn)場調(diào)查原張家港大道的老路排水系統(tǒng)已癱瘓無法利用，為了防止支架地基受雨水浸泡，造成支架地基沉陷、失穩(wěn)等，擬采用新開挖排水溝和集水坑相結(jié)合的排水方案。在地基處理邊緣橫坡的低點位置，建造臨時排水溝，并每隔100 m設(shè)置1個集水坑，集水坑尺寸為1 m×1 m×1 m，通過水泵強制外排。施工前應對排水溝和集水坑逐個檢查、疏通，確保既有排水系統(tǒng)無淤積等，以保證現(xiàn)澆施工期間的排水通暢，支架地基不受雨水浸泡。

2.2 支架地基承載力與抗傾覆驗算

支架支撐體系的地基沉降對于其穩(wěn)定性至關(guān)重要。承載力是評價支架穩(wěn)定程度的重要指標，需考慮支架現(xiàn)澆預應力混凝土箱梁的施工條件，預估施工荷載，驗算支架在特定荷載作用下的承載性能。如果承載性能達標則可行，否則應優(yōu)化支架設(shè)計方案[3]。地基承載力的驗算公式如下：

（1）

式中，N——從腳手架柱傳遞到基礎(chǔ)頂面的軸力設(shè)計值；Ad——柱基面積（按照立桿底座尺寸計算）。經(jīng)過計算，支架地基處理后的承載力為144.2 kPa。

該工程B段立桿跨座高度最大且支架寬度小，因此對該部分進行支架抗傾覆驗算。根據(jù)技術(shù)規(guī)范風荷載標準值進行計算，其公式如下：

（2）

式中，μs——風荷載系數(shù)；μz——風壓高度變化系數(shù)；ω0——基本風壓。根據(jù)式（2）計算得出支架的整體抗傾覆系數(shù)為11.2，大于1.5，說明抗傾覆較好。

2.3 支架材料參數(shù)

支架進場前應組織進場驗收，并在搭設(shè)前對準備用于支架安裝的各扣件式立桿、橫桿、斜桿、頂托和底座進行全面檢查，確保其完好無損。滿堂支架材料參數(shù)如表1所示。

2.4 支架穩(wěn)定性驗算

對于大型復雜結(jié)構(gòu)，很難采用解析方法進行穩(wěn)定性分析，因此應采用近似方法并提高驗算的正確性[4]。該工程采用有限元方法進行支架的穩(wěn)定性驗算。利用MidasCivil軟件建立有限元整體模型，根據(jù)勢能最小原理，支架有限元平衡的基本方程如下：

（3）

式中，——彈性剛度矩陣；B——在初始構(gòu)型上建立的應變矩陣；D——在初始構(gòu)型上建立的彈性矩陣；——幾何剛度矩陣；——節(jié)點位移矢量；——載荷向量。

2.5 預壓現(xiàn)澆箱梁支架

為了確保支架系統(tǒng)的安全，保證后續(xù)施工能夠順利完成，需要對現(xiàn)澆箱梁支架進行預壓試驗，以掌握其承載能力，防止施工過程中因超載而發(fā)生倒塌事故[5]。此次擬采用預壓袋和預制塊相結(jié)合的方式，對標準斷面現(xiàn)澆箱梁支架進行預壓堆載試驗。預壓袋重約18 kN/m3，可裝碎石量約1 m3；預制塊設(shè)置4個吊耳，材料為尺寸2 m×1 m×0.5 m的C20混凝土，單個重約25 kN/m3。支架預制塊重量橫斷面的布置示意圖如圖1所示。

預壓荷載值應為混凝土結(jié)構(gòu)恒載與施工荷載重量總和的120%，其中鋼筋混凝土的容重為26 kN/m3、模板自重荷載值為2.0 kN/m3、施工荷載值為2.5 kN/m3，根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以得到總荷載的公式如下：

（4）

根據(jù)式（4）可以求得預壓荷載值為1.2 Q。支架預壓過程需嚴格執(zhí)行三次加載步驟，首次加載至總荷載的60%，隨后暫停，每12 h監(jiān)測一次支架沉降量，直至連續(xù)12 h內(nèi)平均沉降量小于2 mm，方能繼續(xù)第二次加載至80%。同理，第二次加載后也需監(jiān)測確認穩(wěn)定，再進行最終加載至100%。預壓觀測點設(shè)于每跨支架的L/2、L/4及距墩部2 m處，每組設(shè)置五點固定觀測釘，確保精確記錄。每次加載后至少保持30 min壓力，最后一次則延長至1 h。預壓期間，若支架連續(xù)3 d的總變形量不超過3 mm，且總預壓時長滿足84 h要求，經(jīng)嚴格驗收合格后，方可啟動現(xiàn)澆箱梁施工。

2.6 拆除支架

支架的拆除應確?；炷翉姸戎辽龠_到標準值的95%，并經(jīng)過至少7 d的養(yǎng)護期，同時彈模需完全達到設(shè)計要求（100%）。在此之前，所有縱向與橫向的預應力鋼束必須完成張拉與壓漿作業(yè)，且壓漿強度需超過設(shè)計強度的90%。在拆除過程中，需指派專人全程監(jiān)控梁體狀態(tài)，特別注意梁體與底模的分離情況，直至梁體完全承受自身重量后，方可逐步移除底模與支架，確保拆除作業(yè)的安全與有序進行。為保證滿堂支架拆除作業(yè)的安全性，必須嚴格按照由上至下順序逐層拆除，遵循先搭后拆、后搭先拆的原則，嚴禁上下層同時作業(yè)。滿堂支架拆除流程如下：首先，拆除箱梁臨時圍護，自跨中處向梁端方向拆除，頂托松開后拆除底模和鋼架；然后，松跨中間的翼板頂托，完成落架并拆除支架的水平剪刀撐和斜桿，自上而下拆除翼板處下方的支架，隨著支架拆除時拆除橫向整體；最后，旋松底板處的支架頂托，拆除至最后一層時再拆除掃地桿。注意每拆除一層就要進行一次垂直度和水平度的檢測，高空作業(yè)人員應嚴格佩戴防護用具確保安全作業(yè)。至此，施工過程全部完畢。

3 施工結(jié)果

通過預壓現(xiàn)澆箱梁支架可以校核支架體系的強度、剛度和穩(wěn)定性，以確保支架體系的安全可靠。此次工程的施工結(jié)果如表2所示。

根據(jù)上述現(xiàn)場實際測量結(jié)果與理論數(shù)據(jù)的對比分析，可以看出理論值與實測值的變化趨勢基本保持一致，表明該支架體系的安全性且理論計算與實際受力較吻合。

綜上所述，宿遷市張家港大道快速化改造工程采取現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)，達到了工程預期的施工目標，且未發(fā)生施工安全事故，保證了該現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工建設(shè)中的質(zhì)量與安全。

4 結(jié)束語

通過對宿遷市張家港大道快速化改造工程中現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)的深入研究，該文系統(tǒng)地梳理了滿堂支架施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與要點，不僅為張家港大道快速化改造工程的順利實施提供了有力的技術(shù)支持，也為類似橋梁工程在現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工方面提供了寶貴的經(jīng)驗參考。然而，該研究仍存在一些不足之處，如對于特殊地質(zhì)條件下滿堂支架的適應性研究尚不夠深入，以及施工過程中的智能化監(jiān)控技術(shù)應用還有待進一步探索。未來將繼續(xù)深化對現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)的研究，特別是針對復雜環(huán)境下的施工技術(shù)優(yōu)化、智能化監(jiān)控技術(shù)的融合應用等方面。

參考文獻

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