盤扣式支架在大懸臂蓋梁施工中的應(yīng)用

方 雷 （中鐵十六局集團(tuán)路橋工程有限公司，北京 101500）

以往蓋梁施工中常用碗扣式鋼管腳手架，其組成構(gòu)件僅有水平桿及立桿，加固措施采用剪刀撐，支架體系桿件連接處抗扭能力不足，結(jié)構(gòu)體系整體穩(wěn)定性難以控制，且支架結(jié)構(gòu)搭設(shè)較為煩瑣[1,2]。近年來，隨著大跨度鋼桁梁拱橋建設(shè)需求的日益增大，以及對(duì)工程質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)的碗扣滿堂架已不能滿足當(dāng)前工程需要。因此，人們開始尋求更加經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的施工技術(shù)方案。隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，新型的盤扣式鋼管腳手架憑借其穩(wěn)定性高、安全性可靠及搭拆方便等優(yōu)點(diǎn)，逐步在橋梁施工中廣泛推行[3,4]。但目前對(duì)于此類承臺(tái)的施工仍處于摸索階段，因此如何保證該類橋型上部構(gòu)造與下部樁基之間牢固連接成了一項(xiàng)重要課題[5]，而這一問題正是本項(xiàng)目所要解決的主要內(nèi)容之一。

1 工程概況

石西路高架橋主線共計(jì)13聯(lián)，橋梁全長(zhǎng)1273m，13#～17#墩蓋梁為雙柱大懸臂預(yù)應(yīng)力實(shí)心蓋梁，長(zhǎng)度28.01m～29.66m，高度3.71m，寬度3.0m，墩柱高度6.27m～6.92m。蓋梁最大尺寸位于13#墩柱頂蓋梁，長(zhǎng)×寬×高為29.66m×3.0m×3.71m，以截面尺寸最大的13#墩蓋梁為例（見圖1）介紹盤扣式腳手架搭設(shè)方案設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

圖1 蓋梁立面圖

2 盤扣式腳手架支撐體系施工工藝

地基處理與硬化→測(cè)量放樣→支架點(diǎn)位布置與驗(yàn)收→第一層立桿搭設(shè)→垂直度調(diào)整→水平掃地桿、斜桿等桿件安裝→安全爬梯及操作平臺(tái)等安全措施的搭設(shè)→梁底標(biāo)高復(fù)測(cè)及底模安裝→滿堂支架預(yù)壓消除沉降→支架整體驗(yàn)收→蓋梁鋼筋綁扎→側(cè)模安裝→蓋梁混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)到達(dá)拆模強(qiáng)度→預(yù)應(yīng)力張拉→拆模。

2.1 地基處理

支架基礎(chǔ)采用厚200mm 的C20 混凝土，硬化寬度為支架投影面積外500mm，承臺(tái)施工后，將基坑內(nèi)的水抽干，并及時(shí)挖除不合格材料，采用含水量合適的透水性材料分層換填回填至原地面-550mm處，分層厚度為200mm左右，回填時(shí)用小型打夯機(jī)分層夯實(shí)，壓實(shí)度大于90%，再換填350mm厚水泥穩(wěn)定碎石層碾壓處理后，其上再鋪筑200mm 厚的C20 素混凝土結(jié)構(gòu)層，以保證地基承載力不小于200kPa。

2.2 支架搭設(shè)

支架搭設(shè)工藝流程為：在硬化后的混凝土面上放出立桿的精確點(diǎn)位→通過硬化后的地面標(biāo)高、梁底標(biāo)高計(jì)算桿件高度并合理選用立桿長(zhǎng)度→在已放好樣的點(diǎn)位上安裝底托墊木→在墊木中心安裝可調(diào)底托→調(diào)整底托螺絲在同一標(biāo)高上→安裝第一層立桿確保立桿垂直度→安裝掃地桿、水平桿、斜桿并鎖緊銷扣→安裝U型頂托→調(diào)整頂托螺絲→安裝主、次龍骨→安裝蓋梁底?！{(diào)U型頂托到設(shè)計(jì)梁底標(biāo)高。

盤扣式滿堂支架系統(tǒng)由地基基礎(chǔ)、可調(diào)底托、立桿、水平桿、斜桿、可調(diào)U 型頂托、操作平臺(tái)、安全爬梯和安全網(wǎng)等組成。立桿采用Q345B 鋼材，壁厚3.2mm，管徑Φ60 型盤口腳手架，縱向立桿布置間距為1200mm，橫向立桿布置間距600mm，在離地面高度300mm 處設(shè)置水平掃地桿，水平桿步距1500mm，搭設(shè)過程確保每一層水平桿在同一標(biāo)高，臨近墩柱的水平桿須伸至墩柱混凝土面，并與其頂緊，形成受力整體，蓋梁范圍內(nèi)滿堂支架應(yīng)均勻分布，使所有立桿聯(lián)成整體。蓋梁滿堂腳手架正立面圖和側(cè)立面圖。

（1）支架立桿點(diǎn)位的確定，需用全站儀進(jìn)行精確放樣，先放出蓋梁中心線，由蓋梁中心根據(jù)立桿縱向間距對(duì)稱分布，再由蓋梁中心以立桿橫向間距對(duì)稱分布，用墨盒彈線確定每一個(gè)立桿的精確點(diǎn)位，以防支架搭偏。第一道立桿底下設(shè)置底托，根據(jù)立桿位置在底托下布設(shè)方木作為墊板，底托安裝前先在硬化基礎(chǔ)面上放置墊板，墊板采用100mm×100mm×10mm 方木，墊板放置后應(yīng)逐個(gè)檢查墊板的平整性、密貼性，確保底部無懸空翹邊現(xiàn)象，立桿安裝過程中，應(yīng)確保立桿處于墊板中心處，底托安裝后應(yīng)將旋轉(zhuǎn)螺絲調(diào)整到同一標(biāo)高上。第一層立桿必須長(zhǎng)短錯(cuò)開使用，到達(dá)同一截面立桿接頭數(shù)不超過立桿總數(shù)的50%。支架搭設(shè)應(yīng)從蓋梁中心向兩側(cè)對(duì)稱搭設(shè)，立桿間距為1200mm×600mm，水平桿離地300mm，上部步距1500mm，調(diào)整立桿垂直度和位置后并將盤扣扣緊。

（2）立桿是整個(gè)支架體系的承重桿件，水平桿件和斜桿主要用來連接各立桿，使全部立桿受力均勻，整體穩(wěn)定，避免發(fā)生完全變形且起到抗傾覆作用，水平桿采用材質(zhì)為Q235B、壁厚2.75mm、管徑Φ48mm的鋼管，設(shè)計(jì)尺寸包括1200mm 和600mm 兩種規(guī)格。斜桿尺寸有1200mm×1500mm和600mm×1500mm兩種，主要采用材質(zhì)為Q195B、壁厚2.75mm、管徑Φ42mm 的鋼管。為確保盤扣式腳手架的整體穩(wěn)定，在支架頂部以下300mm及底部以上300mm處分步設(shè)置縱橫兩個(gè)方向的水平掃地桿，在接近墩柱位置，分別在上、中、下三處用水平桿與混凝土頂緊，以增加支架的附著力。

（3）桿件搭設(shè)應(yīng)逐層完善，立桿、水平桿及斜桿安裝應(yīng)同步進(jìn)行，安裝完第一層再安裝第二層，直到最頂層，最后安裝U型可調(diào)頂托，并依據(jù)梁底標(biāo)高確定頂托螺桿調(diào)至預(yù)定位置。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)必須嵌緊、鎖扣必須旋緊，所有立桿都要設(shè)定四根水平桿，不能缺失，安裝后統(tǒng)一再檢查一遍盤扣的緊密性。

（4）梁底標(biāo)高不同，立桿每個(gè)斷面搭設(shè)高度不同，調(diào)整方式可通過調(diào)整頂托的方式調(diào)整至設(shè)計(jì)標(biāo)高；立桿桿件可通過測(cè)量計(jì)算選取不同長(zhǎng)度立桿進(jìn)行搭配組合，立桿類型主要有A-LG-500（500mm）、A-LG-1000（1000mm）、A-LG-1500（1500mm）、A-LG-2000（2000mm）、A-LG-2500（2500mm）、A-LG-3000（3000mm）等。還可以選用一些短小立桿LG-0.3m，暫稱為找零桿，立桿頂部自由端長(zhǎng)度不大于400mm。每個(gè)斷面立桿頂托標(biāo)高控制，先測(cè)量最外排兩個(gè)立桿頂托設(shè)計(jì)標(biāo)高和中間立桿頂托設(shè)計(jì)標(biāo)高，通過拉線方式，調(diào)整其余立桿及頂托標(biāo)高，誤差控制在3mm以內(nèi)，以便控制底模標(biāo)高。

（5）為確保支架的整體穩(wěn)定性，在支架與每個(gè)橋墩之間設(shè)置上、中、下三道抱柱措施（圖4），抱柱離墩頂、頂?shù)赘叨仍?00mm 左右，上、中、下三道水平抱柱的垂直間隔不得大于4500mm。

圖4 橋墩處抱柱措施示意圖

（6）爬梯通道寬度為900mm，每階跑道為水平桿件的2 階步距，即高度為3000mm；通道雙側(cè)設(shè)置200mm高擋腳板，斜道雙側(cè)和平臺(tái)周圍應(yīng)設(shè)置高1200mm防護(hù)圍欄，外側(cè)掛2000目防拋網(wǎng)，斜道鋼管上鋪設(shè)50mm厚木腳手板，腳手板上釘設(shè)防滑條，防滑條間隔為300mm，木條厚度為30mm。蓋梁工作平臺(tái)外側(cè)必須設(shè)置一個(gè)鋼管圍欄，其高度不低于1200mm，在圍欄上和中間設(shè)置兩個(gè)通長(zhǎng)的水平鋼管，并懸掛安全密目網(wǎng)。

2.3 模板安裝

蓋梁模板系統(tǒng)由厚度6mm 定型鋼側(cè)模、2440mm×1220mm×18mm 酚醛樹脂板底模、[10 槽鋼主龍骨及100mm×100mm 木方間距200mm 次龍骨構(gòu)成。立桿上部采用頂托支起主龍骨，頂托外露尺寸不大于300mm，伸入立桿內(nèi)的尺寸不小于150mm，主龍骨沿蓋梁縱向布置與橋跨方向平行，次龍骨布置在主龍骨上，間距200mm 橫向布置與橋跨方向垂直，次龍骨上安裝蓋梁底模板，側(cè)面采用定型鋼模板，鋼筋綁扎完成后，安裝側(cè)面，側(cè)模底部和底模貼合，卡住底模，放樣確定上部位置，調(diào)整模板位置，對(duì)拉螺桿固定。

2.4 預(yù)壓

完成蓋梁底模鋪設(shè)后進(jìn)行蓋梁預(yù)壓，預(yù)壓荷載采取砂袋預(yù)壓的方式，荷載重量為蓋梁混凝土重量的1.2倍。預(yù)壓分三個(gè)階段進(jìn)行三級(jí)預(yù)壓，一級(jí)堆載先加載梁體自量的50%，等支架變形穩(wěn)定后進(jìn)行下一階段的預(yù)壓；二級(jí)堆載預(yù)壓加載到梁體自重的100%，等支架變形穩(wěn)定后再進(jìn)行三級(jí)堆載的預(yù)壓；三級(jí)堆載加載到梁體自重的120%，在這期間對(duì)支架、底模等處的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并做好詳細(xì)的監(jiān)測(cè)記錄。支架整體變形應(yīng)達(dá)到24h不超過1mm，支架整體沉降穩(wěn)定具備卸載條件。支架預(yù)壓監(jiān)測(cè)過程中，應(yīng)監(jiān)測(cè)整個(gè)支架豎向變形、撓度及支架的整體穩(wěn)定性。

2.5 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

混凝土拌制前檢查各種原材料的準(zhǔn)備情況，并經(jīng)過檢驗(yàn)合格后方可用于拌制，開盤前應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定粗細(xì)骨料的含水率，以便調(diào)整施工配合比。含水量每班抽測(cè)2次，陰雨天氣應(yīng)隨時(shí)抽測(cè)并按測(cè)定結(jié)果及時(shí)調(diào)整混凝土的施工配合比。拌制時(shí)先試拌1m3，檢驗(yàn)試拌混凝土的性能指標(biāo)，坍落度滿足18mm～22mm，含氣量滿足3%～5%為合格。

澆筑前先檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件。模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢應(yīng)清理干凈。模板的縫隙應(yīng)用泡沫劑填塞嚴(yán)密，合格方可進(jìn)行混凝土澆筑。

入模前的模板與鋼筋溫度不應(yīng)超過30℃，溫度過高時(shí)應(yīng)降溫處理，夏季盡量安排在傍晚和夜間溫度較低時(shí)段澆筑。

混凝土澆筑按500mm一層水平分層對(duì)稱澆筑。振搗應(yīng)做到不漏振、不過振，同時(shí)保證插入式振搗器移動(dòng)間距不應(yīng)超過振動(dòng)器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模板間距保持50mm～100mm，插入下層混凝土深度50mm～100mm；振搗過程中盡量避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，并觀測(cè)混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。澆筑過程中，專人檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)、變形、移位等現(xiàn)象時(shí)，停止?jié)仓?yīng)及時(shí)處理。

澆筑完成后，初凝前及時(shí)進(jìn)行二次收漿，防止混凝土產(chǎn)生收縮裂縫。初凝后立即灑水養(yǎng)護(hù)，拆除蓋梁側(cè)模后，及時(shí)覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)，灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7d，每天灑水次數(shù)以能保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤(rùn)狀態(tài)為準(zhǔn)。

3 支架驗(yàn)收控制要點(diǎn)和主要事項(xiàng)

3.1 支架驗(yàn)收控制要點(diǎn)

支架搭設(shè)完成后，應(yīng)全面檢查支架體系，確保支架搭設(shè)符合方案要求，滿足整體穩(wěn)定性的要求，重點(diǎn)檢查底托螺母的緊固程度，是否與桿件密貼，是否與墊板緊密接觸及墊板是否有脫空的現(xiàn)象，同時(shí)檢查水平橫向桿件銷扣是否插入羅盤中，扣鎖是否扣緊。檢查整個(gè)架體是否設(shè)置掃地桿，設(shè)置高度是否符合方案要求。檢查剪刀撐是否設(shè)置正確，間距及數(shù)量是否符合要求。檢查頂托是否旋緊，頂托伸出長(zhǎng)度是否符合規(guī)范要求。檢查支架立桿間距是否按照方案執(zhí)行。

3.2 混凝土澆筑控制要點(diǎn)

蓋梁模板統(tǒng)一采用定型鋼模板，面板采用6mm 鋼板；橫肋采用[10 槽鋼，間距250mm；豎肋采用雙[14 槽鋼，間距800mm；Ф18 對(duì)拉螺桿M20 螺栓進(jìn)行對(duì)拉固定，間距800mm×800mm。模板安裝應(yīng)進(jìn)行試拼，確保模板平整、嚴(yán)密未發(fā)生錯(cuò)臺(tái)，蓋梁分兩次澆筑，第一次澆筑高度為1700mm，在截面變化處，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后再澆筑剩余部分混凝土。澆筑前應(yīng)對(duì)模板坐標(biāo)位置、鋼筋保護(hù)層墊塊的位置、數(shù)量及其緊固程度及模板內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行復(fù)核，同時(shí)確定澆筑高度，混凝土到場(chǎng)后入模前，應(yīng)采用專用設(shè)備測(cè)量混凝土的溫度、坍落度、含氣量、水膠比及泌水率等工作性能，符合要求后，混凝土方可入模澆筑。

3.3 支架體系拆除控制要點(diǎn)

蓋梁二次澆筑完成，混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行懸臂蓋梁的張拉施工，張拉壓漿均滿足設(shè)計(jì)要求可拆除支架。支架拆除應(yīng)遵循自上而下，由中間到兩邊的原則，禁止將架體整體推倒。拆除作業(yè)前，在作業(yè)區(qū)域的影響范圍內(nèi)拉警戒線并設(shè)置警示標(biāo)識(shí)，同時(shí)派專職安全員巡查，禁止非施工人員入內(nèi)。嚴(yán)禁交叉作業(yè)、垂直上下作業(yè)，拆除過程中，下方不能有人員走動(dòng)。拆除后的材料應(yīng)整齊碼放，待全部拆除后集中運(yùn)至下一個(gè)作業(yè)點(diǎn)使用。底模板拆除過程中，重點(diǎn)檢查朝天釘，防止扎腳傷人。

支架拆除安全措施包括：①支架搭設(shè)、拆除、起重吊裝作業(yè)操作人員屬特種作業(yè)人員，上崗前需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)并持證作業(yè)；②作業(yè)人員必須正確佩戴安全帽、安全繩及防滑鞋等安全防護(hù)用品，同時(shí)在腳手架上應(yīng)設(shè)置兩層檢測(cè)合格的防墜網(wǎng)；③作業(yè)前進(jìn)行全面全覆蓋的三級(jí)安全技術(shù)交底，并做好每日的班前教育和班后總結(jié)工作；④吊裝作業(yè)前應(yīng)在作業(yè)范圍的區(qū)域設(shè)置安全警戒區(qū)并拉警戒帶；⑤作業(yè)前制定操作規(guī)程和規(guī)章制度，作業(yè)人員應(yīng)遵守各種安全操作規(guī)程和制度，禁止違章作業(yè)。

4 結(jié)語

通過實(shí)際施工證明，承插型盤扣式鋼管腳手架在大懸臂蓋梁施工中安全可靠，穩(wěn)定性好且承載力大；具有桿件系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、搭拆快、易管理、適應(yīng)性強(qiáng)等特征。通過對(duì)承插型搭設(shè)方案及受力驗(yàn)算的介紹，相對(duì)碗扣支架體系，承插型架體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、工期短，節(jié)約了鋼材，降低工程造價(jià)，減少模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，提高勞動(dòng)效率，可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，加快施工進(jìn)度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，具有可操作性好、安全、應(yīng)用范圍廣、成本低等特點(diǎn)。