橋梁工程現(xiàn)澆連續(xù)箱梁滿堂支架施工技術(shù)

李莉

（山西路橋建設(shè)集團有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁作為一種常用的橋梁上部結(jié)構(gòu)形式，其施工大多采用滿堂支架法。支架施工質(zhì)量與穩(wěn)定性在很大程度上決定了后續(xù)箱梁施工能否順利進行，如果支架的穩(wěn)定性較差或地基承載力不足，將嚴(yán)重影響后續(xù)箱梁施工，甚至引起安全事故。因此，有必要根據(jù)工程實際情況，探討合理可行的支架施工技術(shù)。

1 工程概況

某橋梁工程上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，跨徑為30～35.5m，梁高為1.8m，箱梁為單箱四室結(jié)構(gòu)，采用C50混凝土現(xiàn)澆而成。項目開始前在主線范圍內(nèi)進行了圍堰施工與初步清淤。進場后在局部低洼處存在少量積水和淤泥質(zhì)土外露，其厚度在0.8m左右，下層以粉質(zhì)黏土為主，達到飽水狀態(tài)后地基承載力相對較小，所以施工中需將圍堰范圍內(nèi)的地表水完全疏干。在對圍堰中的施工便道進行修筑與場地整理過程中，機械設(shè)備頻繁陷入。該橋梁上部結(jié)構(gòu)擬采用支架現(xiàn)澆法進行施工，由于支架地基承載力較低，所以地基處理成為本次施工的關(guān)鍵。

2 地基處理

如前所述，支架地基處理是本次施工中的重中之重，除了要滿足承載力要求外，還要根據(jù)規(guī)范要求對澆筑完成后地基發(fā)生的總體沉降進行嚴(yán)格控制[1]。在充分考慮現(xiàn)場實際情況的前提下，初步制定了以下3套方案：

（1）方案一：采用換填法處理。換填材料為宕渣，將橋下處于濕軟狀態(tài)的粉砂土及淤泥質(zhì)土全部換填，結(jié)合項目正式實施前臨時便道修筑積累的經(jīng)驗，實際換填深度需達到1m以上，局部還應(yīng)進一步加深，并在換填部分的表面鋪筑一層厚度為10cm的碎石，將其作為調(diào)平層。最后鋪設(shè)一層枕木（也可使用混凝土預(yù)制塊），以促進基底應(yīng)力的進一步擴散，使支架地基在施工中受力均勻。

（2）方案二：采用鋼管樁基礎(chǔ)。在所有橋墩的兩側(cè)與每跨的10m和20m處分別設(shè)置螺旋焊管，每處設(shè)置4～5排，將其作為支架的支撐墩，其間隔距離按10m控制，然后以此為基礎(chǔ)采用工字鋼進行鋼桁梁搭設(shè)，為上部荷載提供可靠支撐。

（3）方案三：采用改良土基礎(chǔ)。先利用水泵將圍堰范圍內(nèi)的積水疏干，然后選擇適宜的位置開挖排水溝，再按照5%的劑量在地基土中摻入石灰進行改良處理，處理厚度按0.8m控制，最后澆筑一層厚度為0.2m的C20混凝土。澆筑的混凝土硬化后鋪設(shè)一層方木，使支架的底托與方木接觸，用于分散施工時支架產(chǎn)生的應(yīng)力。

相比而言，方案一的換填材料運輸距離較遠，成本高；方案二在成橋后梁下凈空較低，鋼管樁設(shè)置難度較大，不得不通過分段切割來回收，導(dǎo)致?lián)p耗巨大，經(jīng)濟性差；方案三能最大限度地利用現(xiàn)有地基土，且工藝相對成熟，雖然會造成一定程度的污染，但可通過嚴(yán)格的施工控制加以避免[2]。因此，經(jīng)綜合對比決定采用方案三進行地基處理。按照方案三進行施工時，在現(xiàn)場隨機選取了5個點位進行承載力檢測，經(jīng)檢測得知處理后地基的實際承載力可以達到180～220kPa，可見該方案效果顯著，能極大地增加地基承載力，避免地基沉降。

地基處理前，先在圍堰處布置泵站，采用兩臺水泵將區(qū)域內(nèi)的積水疏干，然后利用挖掘機將露出的淤泥全部挖除。完成以上準(zhǔn)備工作后，按照5%的劑量在原地基土中摻入石灰進行改良處理，處理厚度按0.8m控制。為保證改良效果，處理可分3次進行，第一層先對由于碾壓作用產(chǎn)生的彈簧土進行換填。改良完成后，在地基表面澆筑一層厚度為0.2m的C20混凝土，將其作為調(diào)平層，具體坡度按1%控制，同時沿順橋向與改良后的地基土兩側(cè)開挖排水溝，并與水泵處連通，以確保支架地基范圍內(nèi)的排水始終保持通暢，最后在成型的混凝土層表面鋪設(shè)方木，將其作為支架和地基之間的接觸部分，起到分散支架應(yīng)力的作用。

3 支架施工

3.1 支架搭設(shè)

支架搭設(shè)前，先通過受力計算確定立桿的橫向與縱向布置間距，并據(jù)此采用適宜的水平桿及頂端步距。搭設(shè)過程中，應(yīng)先在底部進行方木鋪設(shè)，然后安裝腳手架底托、支架主桿與水平桿。在安裝過程中，應(yīng)確保立桿始終處在底托下部鋼墊板的正中心，各構(gòu)件之間的結(jié)點采用碗扣鎖定[3]。接著，安裝支架的可調(diào)頂托。為了確保在支架上進行高空作業(yè)的安全省時性，應(yīng)先在地面上將頂托的實際伸出量大致調(diào)好，然后再運輸?shù)街Ъ茼敳窟M行安裝。將支架安裝結(jié)束后，需在箱梁兩端及跨中的3個橫斷面設(shè)置控制點，然后利用水準(zhǔn)儀以箱梁底部標(biāo)高為依據(jù)測定頂托標(biāo)高，同時將其調(diào)整準(zhǔn)確。對于支架頂托的實際伸出量要做好標(biāo)記，為之后的校核提供方便，最后通過拉線內(nèi)插對頂托標(biāo)高進行調(diào)整。通常，頂托的實際伸出量不能超過40cm。在完成以上各步驟后，在頂托表面沿橫向設(shè)置方木，并在該層方木基礎(chǔ)上繼續(xù)按照30cm的間隔距離沿縱向設(shè)置方木，最后與縱向方木為基礎(chǔ)鋪設(shè)厚度為1.5cm的木膠板，將其作為底模，其強度必須達到要求。

3.2 支架預(yù)壓

預(yù)壓是指在混凝土澆筑開始前為支架施加一定的荷載，用于消除非彈性變形，同時驗證支架整體結(jié)構(gòu)及預(yù)拱度的設(shè)置是否達到要求。在支架預(yù)壓加載時，應(yīng)嚴(yán)格遵循以下基本原則：預(yù)壓荷載應(yīng)達到箱梁自重1.2倍；按照箱梁荷載實際分布情況對支架進行分級加載；荷載的施加應(yīng)分層進行，并做好分期觀測。

預(yù)壓采用沙袋進行，分別按照箱梁自重0.8倍、1.0倍和1.2倍進行加載。將支架搭設(shè)完畢后，將預(yù)先準(zhǔn)備好的沙袋吊至支架上并根據(jù)荷載要求進行擺放；根據(jù)箱梁不同分段的自重計算結(jié)果，每個梁段上需要施加的荷載都應(yīng)達到該段自重的1.2倍；在預(yù)壓過程中應(yīng)分層且對稱施加沙袋，以免支架失穩(wěn)；預(yù)壓開始前，在每跨支架上均設(shè)置5個斷面，分別在墩柱處、1/4跨處和跨中處，將其作為沉降觀測斷面，每個斷面布置5個測點，用紅油漆標(biāo)記。因沙袋堆積高度很大，人員不便于行走，所以可事先將刻度尺設(shè)在測點處，通過觀察確定沉降情況。

為每孔支架進行加載的過程中，橫向以結(jié)構(gòu)中心線為起點持續(xù)向兩側(cè)對稱施加，而縱向以跨中為起點持續(xù)向支點處對稱施加。每施加完成一級荷載，需在12h后對支架產(chǎn)生的沉降進行觀測，若這一時間段內(nèi)支架產(chǎn)生的沉降在2mm以內(nèi)，則可繼續(xù)加載。預(yù)壓完成后可一次性卸載，但要注意卸載應(yīng)保持同步、均衡與對稱。若滿足以下條件其中一種，則認為支架預(yù)壓符合要求：每個監(jiān)測點在最初的24h內(nèi)沉降量在1mm以內(nèi)（平均值）；每個監(jiān)測點在最初的72h內(nèi)沉降量在5mm以內(nèi)（平均值）。

支架預(yù)壓時若突然遭遇雷雨天氣，應(yīng)立即用事先準(zhǔn)備好的彩條布對沙袋進行覆蓋，否則雨水將沙袋打濕會使其重量大幅增加，導(dǎo)致實際施加的荷載超出允許范圍，嚴(yán)重時可能引起安全事故。在夜間作業(yè)過程中，應(yīng)提前準(zhǔn)備好照度等指標(biāo)符合要求的照明設(shè)施，使場地內(nèi)光線明亮；在吊裝施工中，應(yīng)安排專人在現(xiàn)場指揮吊車，確保上下協(xié)調(diào)。

預(yù)壓開始前，先對各斷面測點實際標(biāo)高進行測量和記錄，然后在荷載施加完成后對各測點的實際沉降數(shù)據(jù)進行連續(xù)觀測與記錄。若每個監(jiān)測點在最初的24h內(nèi)沉降量在1mm以內(nèi)（平均值）或每個監(jiān)測點在最初的72h內(nèi)沉降量在5mm以內(nèi)（平均值），即可開始卸載。在卸載之后再次對各個測點的實際標(biāo)高進行測量和記錄，由此根據(jù)預(yù)壓之前記錄的數(shù)據(jù)確定支架變形值。

支架預(yù)壓過程中，應(yīng)安排專人動態(tài)觀察支架并嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范為支架設(shè)置剪刀撐，在支架實際高程與位移實際變化情況連續(xù)觀測的同時，還要觀察支架上各桿件間的連接是否緊密、是否存在變形或壓彎、混凝土預(yù)制塊或方木是否被壓裂壓壞等。

3.3 支架落架

支架的落架應(yīng)遵循少量多次和對稱的基本原則，促使箱梁循序漸進地承受荷載，以免在卸架過程中結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生質(zhì)量事故。先拆除支架上后搭設(shè)的部分，再拆除支架上先搭設(shè)的部分，此外，落架時還應(yīng)做好箱梁結(jié)構(gòu)標(biāo)高觀測與數(shù)據(jù)匯總，以掌握支架落架的整體情況。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對上述方法的應(yīng)用與嚴(yán)格的施工監(jiān)控，該橋梁滿堂支架施工順利完成，從根本上解決了支架地基沉降等方面的問題，保證了整個施工過程中支架的安全性，施工完成后箱梁的高程及線形均得以有效控制。目前，該橋梁所有箱梁施工均已完成，并在不久之后正式通車，經(jīng)竣工驗收被評定為優(yōu)良工程。