南琴路改造工程扣件式鋼管滿堂高支模施工技術(shù)

文｜廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 劉志強(qiáng)

1.工程概況

珠海市南琴路南洪段跨線橋第三聯(lián)為30+40+30m現(xiàn)澆變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁。單幅橋?qū)?3.75m，采用直腹板單箱雙室斷面，其中箱寬為8.75m，兩側(cè)懸臂翼緣板寬2.5m，梁高采用變截面，主墩中支點(diǎn)截面梁高2.2m，跨中及過(guò)渡墩邊支點(diǎn)截面高1.6m。本橋現(xiàn)澆梁中間40m跨跨過(guò)保北路，而保北路車流、人流較密集，為了確保施工期間人流、車流暢通，在保北路中間必須留兩個(gè)車道?？缇€橋搭設(shè)滿堂高支模必須占道施工，對(duì)交通導(dǎo)行會(huì)造成一定程度的影響。

2.方案選擇

本橋除門洞外陸地上其余梁體澆筑施工全部選用滿堂支架。支架材料選用φ48×3.5普通型鋼管，支架基礎(chǔ)要經(jīng)過(guò)碾壓并硬化達(dá)一定程序后，依施工圖紙放線施工，枕木沿縱橋向鋪好，便能搭設(shè)支架。搭設(shè)的支架采用普通腳手架鋼管滿堂腳手架，鋼管架高度為6米，支架材料為φ48×3.5普通鋼管，在橋墩柱兩側(cè)各2m長(zhǎng)度范圍按照60×40cm（縱向×橫向）布置立桿，其余范圍按照60×60cm（縱向×橫向）布置立桿；翼板下支架縱橫向步距均為90cm，縱距保持不變。為保證支架整體穩(wěn)定，豎向每隔120cm處縱橫向聯(lián)接腳手鋼管，并且每隔3.6m各設(shè)置一道剪刀撐。支架搭好，在測(cè)量好的位置放幾個(gè)控制點(diǎn)，接著帶線，用割刀將多余的腳手管切除，在修理平整的的立桿上口安裝可調(diào)頂托。可調(diào)頂托可調(diào)范圍為20cm左右。鋼管上下均采用可調(diào)節(jié)頂托、底托支撐，支架底托下延橫橋向墊10x10cm方木，頂托上鋪設(shè)二層方木，第一層順橋向鋪設(shè)10x15方木，間距為40或60cm，根據(jù)支架布置來(lái)布設(shè)，第二層面板肋木為橫橋向鋪設(shè)10x10cm的方木，間距為30cm，上鋪244cm×122cm×1.8cm的膠合板。

＞＞圖1 支架搭設(shè)總體布置圖

由于門洞范圍箱梁底離保北路路面最高處是6.1m，最低處是5.75m，高度比較低，所以設(shè)置門洞高為5.4m，預(yù)留30cm左右用方木調(diào)節(jié)箱梁高度。門架基礎(chǔ)采用C25素混凝土澆筑，寬100cm、高60cm，沿橫橋向長(zhǎng)15m，基礎(chǔ)上設(shè)8根Ф300mm×8mm鋼管立柱，立柱間距2.0m，每隔兩跨設(shè)一道剪力撐；混凝土基礎(chǔ)上要按立柱間距預(yù)埋500mm×500mm×10mm厚鋼板，柱底與條形基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板滿焊連接。立柱頂部橫梁用單根36b工字鋼并與鋼管焊接成一整體；主梁上設(shè)25b工字鋼縱梁，單根長(zhǎng)度6m，間距40cm，縱梁要設(shè)橫向斜撐，增強(qiáng)縱梁的穩(wěn)定性；縱梁上鋪設(shè)10#鋼槽，間距60cm。支架總體搭設(shè)見圖1。

3.設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 滿堂支架計(jì)算（除門洞）

3.1.1最不利位置計(jì)算

綜合考慮該跨連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)形式，在中墩橫梁的位置最重，為荷載最不利位置，按箱梁底寬計(jì)算，該斷面面積為8.75×2.2=19.25m2，該位置長(zhǎng)度為2m。

經(jīng)計(jì)算立桿強(qiáng)度σ=41.64 N/mm2＜[σ]=205 N/mm2，滿足要求。

經(jīng)計(jì)算穩(wěn)定性f=71.8N/mm2＜[f]=205 N/mm2，滿足要求。

經(jīng)計(jì)算立桿壓縮變形ΔL=1.2mm，小于400/150與10mm，滿足要求。

3.1.2一般不利位置

距中墩2m處，腹板和底板比較厚，鋼筋和混凝土比較集中，為一般不利位置；仍按按箱梁底板寬計(jì)算，該截面梁高為2.14m。

經(jīng)計(jì)算立桿強(qiáng)度 σ=37.5 N/mm2＜[σ]=205 N/mm2，滿足要求。

經(jīng)計(jì)算鋼管支架穩(wěn)定性f=63.8N/mm2＜[f]=205 N/mm2，滿足要求。

經(jīng)計(jì)算立桿壓縮變形ΔL= 1.1mm，小于400/150mm與10mm，滿足要求。

3.1.3翼板位置

翼板為外側(cè)厚20cm，內(nèi)側(cè)厚45cm，寬2.5m。

經(jīng)計(jì)算立桿強(qiáng)度 σ=28.4 N/mm2＜[σ]=205 N/mm2，滿足要求。

經(jīng)計(jì)算鋼管支架的穩(wěn)定性f=49N/mm2＜[f]=205 N/mm2，滿足要求。

經(jīng)計(jì)算立桿壓縮變形ΔL=0.8mm，小于400/150mm與10mm，滿足要求。

3.2 門洞方案計(jì)算

3.2.1 對(duì)梁下工字鋼進(jìn)行驗(yàn)算。

經(jīng)計(jì)算抗彎強(qiáng)度：

滿足要求。

經(jīng)計(jì)算抗剪強(qiáng)度：

滿足要求。

經(jīng)計(jì)算跨中撓度：

滿足要求。

3.2.2 橫梁工字鋼驗(yàn)算

橫梁用36b工字鋼且與立柱鋼管焊接成整體。

經(jīng)計(jì)算抗彎強(qiáng)度：

滿足要求。

經(jīng)計(jì)算抗剪強(qiáng)度：

滿足要求。

經(jīng)計(jì)算跨中撓度

滿足要求。

3.2.3 門洞立柱驗(yàn)算

立柱采用Ф300mm×8mm鋼管，立柱間距2.0m由于采用了60cm高C25混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，加上36b工字鋼橫梁和25b工字鋼縱梁，立柱高4.3m即可，見圖2。

門洞與工字鋼橫梁按簡(jiǎn)支設(shè)計(jì)，故立柱只驗(yàn)算軸心受壓和穩(wěn)定性，驗(yàn)算荷載取平均值。

根據(jù)計(jì)算立柱強(qiáng)度

經(jīng)計(jì)算軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性

故立桿穩(wěn)定性滿足要求。

3.3 地基承載力計(jì)算

南琴路南洪段跨線橋現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)范圍為第8～10跨，第9跨為既有道路，第8、10跨為現(xiàn)有路基填筑，分層碾壓，地基比較穩(wěn)定。先用平地機(jī)刮平后，然后擬澆筑10cm厚C20的混凝土調(diào)平。

（1）按最不利位置計(jì)算荷載組合，單根鋼管軸向力為：

荷載組合：

N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×15.57+1.4×1.2=20.36KN根

（2）由于鋼管以60×40cm 布置，單位面積荷載為：

即為：85KPa。

（3）支架基礎(chǔ)經(jīng)過(guò)整體換填處理后，地基承載力超過(guò)200kPa，亦即安全系數(shù)K=200/85=2.35，滿足要求。

4.地基處理

現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)范圍為第8-10跨針對(duì)支架施工范圍內(nèi)不同土類進(jìn)行施工面整體換填，對(duì)溝渠及軟基地帶首先清淤，然后用軟基處理方法按道路施工要求進(jìn)行換填砂礫或天然三合土處理，一般性土類可換填砂礫、碎石，換填厚度為30～100cm。用壓路機(jī)分層壓實(shí)，然后澆筑20cm厚C20的混凝土調(diào)平。在腳手架各支點(diǎn)下鋪設(shè)兩排10x10cm方木分布承壓面積，然后搭設(shè)支架。

為了防止支架基礎(chǔ)遇水浸泡下沉，必須將支架基礎(chǔ)表面作成2%橫坡以利排水。并在順橋向支架設(shè)置排水溝，防止雨水或養(yǎng)護(hù)水浸泡基礎(chǔ)。

5.支架搭設(shè)順序

在地基打好后，依施工圖紙要求放線，枕木沿縱橋向鋪設(shè)，便可搭設(shè)支架?？奂酵饽_手架的搭設(shè)順序?yàn)椋捍钤O(shè)準(zhǔn)備階段→依圖紙放線→排放底座→放置掃地桿→掃地桿扣牢立桿→第一步安裝大橫桿→第一步安裝小橫桿→第二步安裝大橫桿→第二步安裝小橫桿→第三、四步安裝大橫桿和小橫桿→接立桿→剪刀撐加設(shè)。

6.預(yù)壓支架

＞＞圖2 門洞示意圖

鋼管支架安裝完畢，接著要做預(yù)壓試驗(yàn)，以檢查支架穩(wěn)定性等?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況選用了1×1×2米的編織袋裝土進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓時(shí)間根據(jù)實(shí)測(cè)沉降量控制，約為3～7天，直到滿足要求為止。預(yù)壓面積按梁底寬8.75米×長(zhǎng)度100米，壓重荷載按自重的110%加載。按荷載總重的0→50%→80%→110%→0進(jìn)行加載及卸載，并測(cè)得各級(jí)荷載下的測(cè)點(diǎn)的變形值。荷載施加110%后，每24小時(shí)觀察一次，并記錄測(cè)量各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)；根據(jù)JGJ/T194-2009鋼管支架預(yù)壓驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定：24小時(shí)平均沉降小于1mm或連續(xù)72小時(shí)平均沉降小于5mm，可判定為合格。支架上按橋梁縱向每5米一個(gè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，均設(shè)在左、中、右腹板處，按照加載及卸載步驟分別測(cè)的各級(jí)荷載下的支架下沉量及地面下沉量，并在卸載6小時(shí)后全面測(cè)得每個(gè)測(cè)點(diǎn)的回彈量。

7.檢查驗(yàn)收

(1）腳手架搭建完成后，由施工負(fù)責(zé)人組織相關(guān)人員，按照施工設(shè)計(jì)方案和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行逐項(xiàng)逐段檢查驗(yàn)收，確認(rèn)符合標(biāo)準(zhǔn)后，方可投入使用。

(2）要定期檢查桿件的設(shè)置和連接，底座是否松動(dòng)，立桿是否懸空；扣件螺栓是否松動(dòng)。

(3）鋼管立桿縱距偏差為±50mm。

(4）鋼管立桿垂直度偏差不大于60mm。

(5）扣件緊固力矩為：范圍控制在40～ 50N·m， 小 于 65N·m。 抽 查 安 裝數(shù)量的5%，扣件不合格數(shù)量少于抽查數(shù)量的10%。

(6）檢查驗(yàn)收時(shí)必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求操作，凡不符合要求的的需立即整改，對(duì)驗(yàn)收的結(jié)果和整改的詳細(xì)情況及測(cè)得的數(shù)據(jù)要記錄，并且參加檢查驗(yàn)收人員都要簽字。

(7）砼澆筑階段安全檢查

當(dāng)預(yù)應(yīng)力砼箱梁鋼筋綁扎完畢后，在澆筑砼之前，必須對(duì)箱梁架體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，如有支架變形部位及時(shí)查明原因，加固支架結(jié)構(gòu)。在箱梁上跨中位置做定位標(biāo)記，在砼澆筑過(guò)程中實(shí)時(shí)檢查支架架體結(jié)構(gòu)變化。

(8）張拉階段安全檢查

在砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，對(duì)砼箱梁進(jìn)行張拉，張拉之前對(duì)箱梁支架整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，如有支架變形異常，及時(shí)加固，在預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中實(shí)時(shí)檢查架體結(jié)構(gòu)變化如有異常，立即停止張拉，排除險(xiǎn)況后重新開始，因?yàn)樵陬A(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中進(jìn)行箱梁整體應(yīng)力的轉(zhuǎn)換，所以重點(diǎn)檢查施工縫及支座處位置的變化架體結(jié)構(gòu)的變化。

8.結(jié)束語(yǔ)

(1）對(duì)高支模系統(tǒng)的計(jì)算是按規(guī)范要求在高支模極限受力狀態(tài)下進(jìn)行的，必須以架體穩(wěn)定為指導(dǎo)思想進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。

(2）在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，必須重視搭設(shè)支架的專業(yè)架子工班組與搭設(shè)模板體系的木工班組的工作協(xié)調(diào)，只有這樣才能設(shè)計(jì)出既安全又方便施工的支模系統(tǒng)。

(3）高支模的設(shè)計(jì)與施工應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程特點(diǎn)和實(shí)際情況，同時(shí)加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，最大限度減少安全事故發(fā)生。