市政橋梁工程中滿堂支架現(xiàn)澆箱梁施工技術的應用研究

寸江峰，王淑紅

（陜西交通職業(yè)技術學院 建筑與測繪工程學院，西安 710018）

在現(xiàn)代橋梁施工過程中，箱梁澆筑的施工技術顯著提升。在箱梁施工過程中，支架現(xiàn)澆施工法的施工簡單、工藝成熟、不需要進行場地預制。支架現(xiàn)澆施工法是指在施工過程中搭設支架并安裝模板，之后利用支架模板的承重作用完成混凝土的澆筑施工，混凝土達到要求的強度之后再將支架模板拆除，這種方法的應用適應性強，具有不可比擬的優(yōu)點，但是缺點也顯而易見，在應用過程中需要準備更多的材料以實現(xiàn)橋梁的穩(wěn)固性支撐[1]。隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的新型支架被開發(fā)與應用，滿堂支架由于操作簡單、施工方便，可以應用在不同形式的現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工中。滿堂支架的支架類型主要包括門式支架、鋼管支架、碗扣支架等。滿堂支架現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁是一種在橋梁施工過程中應用比較廣泛的方法，該方法采用間隔的方法進行密布搭設，在施工過程中需要使用大量的支架，直接將混凝土澆筑在支架上之后，待混凝土凝固之后再將模板支架進行拆除，滿堂支架在應用過程中無需使用大型的吊裝設備，但是需要使用大量的支架模板，施工的周期也比較長[2]。

1 施工流程

現(xiàn)澆箱梁的質(zhì)量安全風險較高，并且需要投入的成本較高，一次性澆筑砼體量大，因此，為了確保施工的正常進行，在進行支架現(xiàn)澆法施工之前需要做好論證工作，根據(jù)工程的設計要點、施工工期、具體的施工現(xiàn)場條件確定最佳合理的支架現(xiàn)澆施工方案。在進行滿堂支架現(xiàn)澆箱梁施工時，施工的流程如下：放樣測量→地基的處理和加固→搭建滿堂支架，主要是滿堂支架中的腳手架→將底模與側(cè)模安裝好→對支架進行預壓然后安裝外?！惭b底部的腹板鋼筋以及鋼絞線→底腹板澆筑砼→安裝內(nèi)頂板模板→安裝頂板鋼筋以及鋼絞線安裝→頂板澆筑砼→張拉壓漿→拆除的模板支架以及進行養(yǎng)護[3-4]。

2 施工準備

為了確保施工的順利進行，在進行施工之前應該做好施工準備工作。準備工作主要是進行安全技術交底、測量放樣、墩柱施工及地基硬化等。一是，安全技術交底。主要是施工過程中的工作人員對施工的規(guī)范、施工圖紙及應用的滿堂支架施工相關技術進行文件學習，做好施工方案的編制、審批工作，做好技術交底、安全交底工作。二是，測量放樣。開展定線放樣工作，做好驗收工作。三是，橋梁施工中的墩柱施工及地基硬化工作。四是，檢查施工中應用的材料是否合格，做好車輛、設備等的入場工作[5]。

3 工程實例分析

3.1 工程概況

擬建設的大橋，左幅橋梁的總長為171.4m，起點樁號為Pdx46，終點樁號為Pdx50，包括4個孔，4個孔的孔跨寬均為35m；右幅橋梁的全長為142.8m，起點樁號為Pds15，終點樁號為Pds18，橋跨徑組為42.8m+35m+42.8m，橋梁全寬12.5m。橋面斷寬為單箱雙室箱形截面，42.8m的跨箱梁高2.3m，35m的跨箱梁高2.0m。本項目擬采用滿堂支架法施工，現(xiàn)澆箱梁砼的施工采用分布澆筑，第一步澆筑至箱梁腹板上承托處，第二步澆筑至頂。

3.2 測量放線

設計箱梁中心線，根據(jù)箱梁的平面尺寸結(jié)合箱梁腹板當中的走向結(jié)合碗扣鋼管立桿平面位置，確定平面坐標點向著空間的投測。平面曲線箱梁當中的軸線平面定位根據(jù)三維空間曲線坐標實現(xiàn)。施工過程中嚴格管控梁底標高。測量放樣的流程具體見圖1。

圖1 測量放樣的流程Fig.1 Flow of measurement and stakeout

3.3 地基處理

地基處理在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術占據(jù)非常重要的地位，這主要是由于地基處理的好壞直接關系著現(xiàn)澆箱梁的施工質(zhì)量，因此，在應用滿堂支架現(xiàn)澆法進行連續(xù)箱梁施工時需要重點解決地基的支架變形及地基沉降的問題。在對地基進行處理之前，應該首先計算與驗證支架地基的基礎承載力，確保支架的安全與穩(wěn)定，該項目在處理地質(zhì)時采用的主要包括宕渣分層回填、利用振動壓路機分層壓實、澆筑混凝土。澆筑的混凝土的厚度為15cm，混凝土的寬度值比滿堂支架的搭設寬度值高1m，同時根據(jù)施工中的具體排水情況，設置排水溝，確保排水，以免對滿堂支架的地基穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。

根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)形式結(jié)合主線高架對滿堂支架進行搭設，搭設過程中選取的計算位置為中側(cè)分帶。先將中側(cè)分帶的表層種植土挖除，挖除的高度為60~80cm，偏安全按50cm厚宕渣+10cm厚的c20砼計算。之后對原狀土的承載力、立桿底座下混凝土基礎強度進行驗算，驗算結(jié)果一定要符合相關的技術標準要求。

關于本項目箱梁地基處理及承載力驗算如下：本項目中的滿堂支架立桿的最大載荷為23.8kN，支架底托的長和寬都為0.1m，硬化混凝土厚度為15cm，根據(jù)剛性角擴散應力近似計算，基礎面的承載面積為0.16m2，基礎受力為143.62kPa，小于150kPa，驗算滿足要求。此外，還需加強對地基排水設施的建設，建設混凝土排水坡和防水溝。

3.4 搭設滿堂支架

在進行支架搭設前，需要根據(jù)箱梁的設計高度、箱梁線性及橫斷面等條件對箱梁支架進行設計和驗算，確定支架的具體類型，確保支架滿足承重要求。本項目中應用的滿堂支架為門式鋼管支架，鋼管型號為Φ48mm×3mm，在鋪設鋼管支柱時，遵循“橫直各成一線”的原則，兩個鋼管之間的距離為100cm，將橫橋向翼板下需要適當調(diào)大間距，針對跨中和支點處的實腹段適當調(diào)小間距。在上箱梁腹板縱向處設置雙拼10 作為系統(tǒng)的承重梁，其余部分采用的承重梁為10cm×10cm?；炷恋娜葜貫?5kN/m3，木方的容許應力和彈性模量分別為13MPa、104MPa。木方的剪力為11465.7N，剪應力為1.72MPa，剪應力小于2.7MPa，滿足木材允許剪應力要求；撓度為2.18mm，小于2.25mm，驗算滿足要求。滿堂支架搭設的具體步驟：搭設滿堂支架時先拉線、再放底座，之后利用可調(diào)底座調(diào)平底層支架，將掃地桿連接之后分層接高，然后將可調(diào)頂托安裝在最上面，安裝橫向剪刀撐，全部安裝完成之后，根據(jù)橫坡和縱坡將水平支撐頂面調(diào)平，最后模板安裝完成之后進行箱梁施工。匝道現(xiàn)澆箱梁使用的是碗扣支架。

圖2 主線現(xiàn)澆連續(xù)箱梁滿堂門式支架設計橫向示意圖Fig.2 The horizontal schematic diagram of the design of the main line cast-in-situ continuous box girder full gate bracket

3.5 安裝底、側(cè)模板

3.5.1 底模、側(cè)模敷設

底板的縱向方木間距根據(jù)支架頂托之間的距離進行調(diào)整，方木的規(guī)格為10cm×10cm；底模橫向背帶使用方木規(guī)格為10cm×10cm，將不同方木之間的中心間距設置為25cm。底層方木的中心線與頂托中心線相重合，方木鋪設平整，滿足著力要求，如果方木和頂托之間存在間隙則使用木楔塞緊，為了確保底模標高的精確性，使用水準儀進行測量，完成測量之后通過持線控制施工高度。

3.5.2 安裝模板

底模采用厚度為1.5cm 的高強竹膠板，對于箱梁的橫向邊緣的地方使用鐵釘將其固定在方木上；側(cè)模采用拉螺桿的方式固定，縱向間距為120cm，拉桿外面采用PVC進行管裝，PVC管與模板的結(jié)合位置采用密封條封堵。底模的拼裝縫使用膩子抹嵌封閉。

安裝模板時需要注意以下問題：一是，安裝之前對模板形狀、支架尺寸等根據(jù)圖紙的要求進行核對，確保支架和模板的滿足質(zhì)量要求；二是，在安裝模板之前需要在模板內(nèi)側(cè)涂脫模劑；三是，根據(jù)箱梁橋施工過程中的實際要求立模、調(diào)整支架結(jié)構(gòu)；四是，對模板之間的連接間隙進行檢查，確保連接間隙小于2.0mm，如果間隙的寬度大于2.0mm 則需要采用油灰材料填補或膠帶密封。

3.6 支架預壓

支架預壓的主要目的是檢查支架的承載力，確保支架在應用過程中的安全及出現(xiàn)支架基礎的沉降等問題，底模安裝完成之后，為了防止出現(xiàn)基礎變形的現(xiàn)象，需要進行預壓，一般來說，在預壓過程中，混凝土預壓重力為混凝土重量的120%。由于該項目的主線橋箱梁高度達到了2.6m，箱梁自重重，預壓時采用砼塊（1m×1m×1m）預壓，同時結(jié)合水箱（5m×2m×2m）預壓，支架翼緣板采用鋼筋預壓，預壓過程中在全部觀測斷面上配置五個觀測點，加載到60%的預壓荷載之后開始進行標高的觀測及記錄，100%的預壓載荷全部加載完成之后進行相應的監(jiān)測點標高記錄。加載及卸載完成之后記錄相關的數(shù)據(jù)，監(jiān)測點變形在相應的規(guī)范范圍之內(nèi)則說明支架搭設較好，如果不滿足相關要求還需要重新搭設支架。

3.7 箱梁承載力調(diào)整

在搭設滿堂支架過程中，為了確保支架的平衡，箱梁的承載力示意圖見圖3。圖3 中，RA、RB代表兩個千斤頂對箱梁的作用力，N代表鋼絞線對箱梁的作用力。為了保障箱梁的承載力平衡，應該采用相應的方法對鋼絞線的伸長值進行調(diào)整，鋼絞線在箱梁A測的伸長值較小，鋼絞線在箱梁B測的伸長值較大。箱梁承載力的調(diào)整通常根據(jù)現(xiàn)場的實際施工情況調(diào)節(jié)千斤頂?shù)奈恢?，以此調(diào)節(jié)鋼絞線的伸長值。

圖3 箱梁承載力示圖Fig.3 Diagram of box girder bearing capacity

3.8 混凝土澆筑

混凝土澆筑過程決定了箱梁的施工質(zhì)量，因此需要做好質(zhì)量管理工作。在混凝土拌合期間確保混凝土澆筑的指標滿足相關的施工質(zhì)量要求，做好混凝土原材料的質(zhì)量檢驗及養(yǎng)護工作，在澆筑箱梁混凝土過程中需要遵循混凝土水平分層澆筑遠側(cè)、分段式進行縱向澆筑，最后進行邊緣反澆，從底部開始進行澆筑，每層的澆筑厚度不超過30cm，同時開展分層振搗，在混凝土中放置振搗設備，確?，F(xiàn)澆箱梁表層不出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。混凝土凝固之后進行滿堂支架拆卸。

4 結(jié)語

道路橋梁建設在我國經(jīng)濟發(fā)展中具有非常重要的作用，同時也是我國城市化進程中的重要建設工程，在項目建設中必須采用適宜的方法。滿堂支架在橋梁現(xiàn)澆箱梁的施工過程中廣泛應用，這種支架的施工速度快，提高施工的經(jīng)濟效益，本文探究的滿堂支架技術在現(xiàn)澆箱梁施工的應用可以為其他橋梁的建設提供借鑒。