現(xiàn)澆箱梁模板支架設(shè)計(jì)及施工實(shí)例

陸培印

(江蘇省豐縣公路工程有限公司)

0 引 言

預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁由于具有整體性好、剛度大、行車(chē)舒適、技術(shù)先進(jìn),易于做成復(fù)雜形狀等優(yōu)點(diǎn),而被我國(guó)橋梁界廣泛接納,已被應(yīng)用于跨線(xiàn)橋、立交橋以及曲線(xiàn)橋等中小跨徑橋梁。但是,現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋模板支架的設(shè)計(jì)和施工一直是困擾該項(xiàng)技術(shù)推廣的關(guān)鍵因素。以某工程模板支架設(shè)計(jì)和施工為實(shí)例,總結(jié)和探討保證現(xiàn)澆箱梁模板支架設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程概況

六合南互通立交橋是寧淮高速公路與寧蚌高速公路的交叉連接橋梁,地處南京市六合區(qū)大廠(chǎng)鎮(zhèn),整個(gè)互通有橋梁 7座,共計(jì) 2 643.26m。橋梁下部基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁,樁徑有Φ150 cm、Φ120 cm和 Φ100 cm,共計(jì) 486根。橋梁上部預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁 12聯(lián),主線(xiàn) 1號(hào)特大橋 1座,共雙幅五聯(lián),橋長(zhǎng) 781.10m,孔跨布置為左幅:5×22m+9×22m,右幅:10×22 m+4×22 m鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁、5×26m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁、7×22m鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁、7×26m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁;橋址位于滁河高漫灘區(qū),地面標(biāo)高 7.00～14.00m不等,地形略有起伏,較為平坦,渠塘眾多,河道縱橫,村莊密集。地層以第四系亞粘土、亞砂土、中粗砂、軟塑、硬塑狀亞粘土及粘土為主。由于地質(zhì)情況較復(fù)雜、混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁模板支架的施工條件較差,施工單位多次組織論證,確定了“地基處理——模板支架系統(tǒng)選擇——模板支架施工——沉降觀(guān)測(cè)——支架修正——模板設(shè)計(jì)與施工”的質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制措施。

2 支架和模板的設(shè)計(jì)及施工

2.1 地基處理

支架地基作為上部梁體結(jié)構(gòu)外加支架和施工荷載的全部重量的承載基礎(chǔ),它的承載能力及變形能力是現(xiàn)澆箱梁能否順利實(shí)施的關(guān)鍵,如果地基處理不得當(dāng)將引起上部箱梁沉降不均勻或沉降量超限,引起支架失穩(wěn)變形甚至潰塌、梁體混凝土拉裂、梁體外型變形、梁體標(biāo)高錯(cuò)誤、混凝土表面缺陷等質(zhì)量事故,因此必須重視地基處理環(huán)節(jié),減少不必要的損失。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地形、地質(zhì)情況,施工方專(zhuān)家組最終確定了如下施工方案:拋石擠淤后再施工砂礫和混凝土墊層基礎(chǔ)。具體如下:選擇一孔跨徑作為穩(wěn)定性預(yù)壓試驗(yàn)范圍,在拋石擠淤的基礎(chǔ)上,按 20 cm一層分層填筑總計(jì) 40 cm厚的砂礫墊層,壓實(shí)度控制為≥93%,再將砂礫墊層表面劃分為三個(gè)區(qū)的試驗(yàn)段,第一試驗(yàn)段現(xiàn)澆15 cm厚C15混凝土板,第二試驗(yàn)段現(xiàn)澆 10 cm厚 C15混凝土板,第三試驗(yàn)段設(shè)置為 5 cm厚的水泥砂漿找平層,并分別在三個(gè)試驗(yàn)段搭設(shè)支架高度大于3.0m,其上堆載 1.5倍箱梁自重,分時(shí)間段測(cè)量地基的沉降值,計(jì)算總的沉降值,如連續(xù) 3 d總沉降≤3mm,視為支架基礎(chǔ)穩(wěn)定,方可搭設(shè)模板支架系統(tǒng)。

2.2 現(xiàn)澆箱梁支架系統(tǒng)的選擇

鑒于碗扣支架具有單個(gè)桿件輕、拆卸輕便、快捷、周轉(zhuǎn)靈活、使用吊裝機(jī)械少、承載力高等優(yōu)點(diǎn),專(zhuān)家組綜合考慮了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),決定采用碗扣式支架作為連續(xù)箱梁施工的支撐。該支架所用桿件由 Φ48mm鋼管加工制成,有 30 cm、60 cm、90 cm、120 cm、150 cm、180 cm、240 cm、300 cm等長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)桿件,并在兩端或連接處焊上特制的連接扣件。支架的頂部和底部配可調(diào)式頂托和底托,能根據(jù)地形的需要搭設(shè)成各種形式的支架。另外還配有Φ48mm×6m長(zhǎng)的鋼管和扣件,用作剪刀斜撐,以增強(qiáng)支架的整體穩(wěn)定性。

針對(duì)碗扣式支架布設(shè),施工單位專(zhuān)家組對(duì)現(xiàn)澆箱梁支架的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行檢算,結(jié)論滿(mǎn)足要求(驗(yàn)算過(guò)程略)。

2.3 支架搭設(shè)與加固

支架搭設(shè)先開(kāi)一幅,逐孔進(jìn)行。按立桿的精確位置擺放支架底托,并調(diào)整底托上的螺帽至同一計(jì)算高度平面內(nèi)。先搭設(shè)縱向中間一排底層的立桿,連接好水平桿后以此為基礎(chǔ)向兩側(cè)搭設(shè)。當(dāng)?shù)讓又Ъ艽钤O(shè)好后應(yīng)調(diào)整立桿縱橫向成排,豎向豎直。然后再根據(jù)計(jì)算所確定的立桿搭配高度將支架搭設(shè)至頂層,裝上頂托,再將頂托螺帽頂面調(diào)至離設(shè)計(jì)標(biāo)高相應(yīng)位置。上、下工作場(chǎng)地的人行道從施工支架上擴(kuò)展出來(lái)或從兩頭蓋梁放斜坡搭設(shè)而成,縱向鋪木板作為人行道,橫向釘木條防滑。支架頂部加固用 Φ48mm鋼管及扣件將頂托縱、橫向連接起來(lái)。由于箱梁在墩頂前、后 3.0～3.2m范圍內(nèi)壁厚加大,荷載增加,因此支架應(yīng)適當(dāng)加固。方法是減小該范圍內(nèi)立桿的橫向間距(即加密立桿)。碗扣支架搭設(shè)完畢后,再加拼斜向 45°角的中 Φ48mm鋼管作為剪刀斜撐,斜撐從兩側(cè)底部向內(nèi)斜拼至支架頂部,縱、橫向每排均設(shè),以增強(qiáng)支架的整體穩(wěn)定性。

2.4 支架預(yù)壓觀(guān)測(cè)

為消除支架在搭設(shè)時(shí)接縫處的非彈性變形和地基的非彈性沉陷而獲得穩(wěn)定的支架,逐孔進(jìn)行預(yù)壓。為獲得支架在荷載作用下的彈性變形數(shù)據(jù),確定合理的施工預(yù)拱度,使箱梁在卸落支架后獲得符合設(shè)計(jì)的標(biāo)高和外形,應(yīng)進(jìn)行沉降觀(guān)測(cè)。預(yù)壓只對(duì)箱形部分的底模和支架進(jìn)行,取每跨梁體箱形部分自重的 130%作為預(yù)壓荷載,用編制袋裝砂作預(yù)壓材料,砂袋的堆積高度按梁體自重分布曲線(xiàn)圖變化取值,從而使預(yù)壓荷載的分布與梁體荷載的分布相吻合。因?yàn)闈M(mǎn)堂支架是整個(gè)梁體最重要的受力體系,所以鋼管支撐的桿件有銹蝕,彎曲、壓扁或有裂縫的嚴(yán)禁使用;使用的扣件有脆裂、變形等的扣件禁止使用。

2.5 模板的設(shè)計(jì)及施工

2.5.1 模板設(shè)計(jì)

(1)箱梁外模、箱梁側(cè)模沿梁長(zhǎng)置于構(gòu)件的兩側(cè)考慮起吊重量,可分為幾段,每段長(zhǎng)可為 4～5m。底模支承在支架的底座上,底模構(gòu)造除注意底模與側(cè)模、端模的可靠聯(lián)系外,底模還應(yīng)有布置震動(dòng)器的構(gòu)造。底部震動(dòng)器要能沿梁縱向移動(dòng),以使在不同部位進(jìn)行震搗。

(2)箱梁內(nèi)箱模采用組合鋼模和木模板相結(jié)合,用短鋼管和短木方支撐。內(nèi)箱模分 2次支設(shè),先支設(shè)腹板內(nèi)模,再支頂板內(nèi)模。箱梁的頂板內(nèi)模在每跨的 1/3跨及跨中的每個(gè)箱室上留設(shè)天窗洞,作為拆除箱梁內(nèi)模板的預(yù)留洞。

2.5.2 模板施工

(1)模板加工時(shí)尺寸一定要符合圖紙要求的誤差范圍。模板安裝時(shí)要注意一定要拼縫嚴(yán)密,模板表面要保持清潔。模板標(biāo)高、桁架標(biāo)高、預(yù)留孔中心線(xiàn)位置以及模板軸線(xiàn)要準(zhǔn)確,符合要求的誤差范圍。模板表面要平整,相鄰板高差不得大于 2mm。

(2)支架預(yù)壓完畢、架體標(biāo)高調(diào)整后,擺放模板背楞木方,箱梁的縱橫坡及預(yù)拱度由可調(diào)頂托和木方進(jìn)行調(diào)整。

(3)嚴(yán)格按模板拼裝圖擺放箱梁底模,作到拼縫一致、嚴(yán)密,拼板表面平整。建筑膠水封填拼縫后,用刮刀刮平。為防止模板表面污染,底模拼裝完成后,在其上覆蓋彩條布。

(4)箱梁內(nèi)模板制作前先放出大樣圖,確保幾何尺寸和形狀無(wú)誤后方可制作、安裝。箱梁內(nèi)模拆除后,頂板預(yù)留洞支設(shè)吊模封口。

(5)在翼板模板外邊緣內(nèi) 5 cm處通長(zhǎng)設(shè)置梯形小木條作為翼板的滴水槽板。

(6)支座處模板支設(shè)時(shí)先將墩帽墊石或墩頂面清除干凈,擺放橡膠支座,在其上隨模板施工按設(shè)計(jì)要求架設(shè)調(diào)平鋼板,鋼板底面確保水平。

(7)施工縫處內(nèi)模支設(shè)與已澆梁段重合 1～2m,保證線(xiàn)形順直且不漏漿。

(8)張拉端封頭模板加工與安裝,張拉端模板應(yīng)使用5mm鋼板加工,并將靠混凝土的一面加工成與預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)垂直的角度,這樣可盡量減少?gòu)埨p失,保證張拉力與伸長(zhǎng)值雙控吻合。另外,封頭模板分 2次安裝,先安裝底板和腹板。

(9)內(nèi)模底腹板鋼筋綁扎好后再將翼板模板安裝。這樣既可方便施工,又能保證質(zhì)量。模板表面清理干凈后,然后涂刷脫模劑。

3 結(jié) 論

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),該工程橋面沉降量偏差最大值不超過(guò) 2mm,撓度和裂縫指標(biāo)均符合規(guī)范要求,橋身整體性好,混凝土表面光滑,外觀(guān)質(zhì)量好。文章總結(jié)的“地基處理——模板支架系統(tǒng)選擇——模板支架施工——沉降觀(guān)測(cè)——支架修正——模板設(shè)計(jì)與施工”的質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制措施在現(xiàn)澆箱梁模板支架設(shè)計(jì)施工中值得借鑒,更多新的實(shí)用方法有待各位繼續(xù)探討。

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