橋梁工程現(xiàn)澆連續(xù)箱梁滿堂支架施工技術(shù)措施研究

楊世光

（山西路橋第一工程有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

滿堂支架是將腳手架以一定的間距和密集程度進行搭設(shè)，在施工過程中起到支撐作用的工序，在現(xiàn)澆樓板施工、現(xiàn)澆橋梁施工中應(yīng)用較為廣泛，具有安全且經(jīng)濟的優(yōu)勢。作為新型模板支架方式，在具體施工中確定橋位、驗算支架力學(xué)指標(biāo)、支架搭設(shè)、梁體混凝土澆筑，達到標(biāo)準(zhǔn)后拆除支架體系，該施工技術(shù)能夠在保證工程質(zhì)量、工程進度的同時兼具良好的經(jīng)濟效益，但在實際應(yīng)用中存在較多的注意事項。該文從工程實例出發(fā)，對滿堂支架施工技術(shù)做出詳細(xì)闡述。

1 文廣路橋梁工程概況

漢中市興元新區(qū)規(guī)劃地址在漢中市城區(qū)北部，總占地面積為27.7 km2，文廣路由西向東穿越興元新區(qū)，道路整體走向為東西方向，全長5 653.949 m，道路紅線寬度24 m，為城市支路，設(shè)計行駛速度30 km/h，為雙向四車道設(shè)計。

在文廣路k4+458.500~k4+506.500 段，擬建設(shè)70#橋梁，以K4+482.500 作為橋梁的中心樁號；橋梁全線長度為48 m，寬度24 m，平曲線半徑為1 000 m。該橋梁箱梁結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆混凝土箱梁，跨徑2×20 m，為單箱4 室設(shè)計，橋梁高度1.6 m。該橋梁的橋臺為扶壁式，在橋臺下方設(shè)置有承臺；橋臺直徑和橋墩的樁徑均是1.2 m，以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，樁基長度25 m，樁基數(shù)量12 根。70#橋梁現(xiàn)澆箱梁采取扣碗式滿堂支架施工。

2 文廣路橋梁工程現(xiàn)澆箱梁扣碗式滿堂支架設(shè)計

WDJ 碗扣式多功能腳手桿、立桿配套使用的橫桿、用于對立桿進行固定的支座以及配合立桿使用的可調(diào)托撐為該工程滿堂支架體系主要構(gòu)成[1]。為了有利于基礎(chǔ)承載，將固定強力底托安裝在每根立桿的下方，調(diào)節(jié)固定底托高度后，調(diào)節(jié)橫桿的受力是水平狀態(tài)。將主次龍骨設(shè)置在立桿的上方位置，其中主龍骨（2 道×48 mm鋼管）沿腳手架頂托橫向布置，在其上方布設(shè)松木材質(zhì)的次龍骨（10 cm×10 cm）橫向方木，次龍骨以0.2 m 凈間距進行設(shè)置，將其作為箱梁底模的受力骨架。該工程在每道U 型頂托位置對主龍骨并排鋼管加以固定，利用鐵釘、扒釘?shù)炔牧蠈M、縱向方木交叉點位置進行固定，使其成為一個整體進行受力。于其上方對膠合板進行固定，所選厚度為17 mm，在使用鐵釘固定后，將其作為底模板。

滿堂支架基礎(chǔ)工作完成且經(jīng)驗收后，根據(jù)箱梁布置高程，該工程所搭設(shè)的滿堂支架最低高度為4.5 m，最大高度為6.0 m。根據(jù)所搭設(shè)的高度將1 根2.4 m、1 根1.2 m桿組合作為立桿，橫桿由長度0.9 m 和0.6 m 的桿組合而成，剪力撐結(jié)構(gòu)使用6.0 m 鋼管進行搭建，連接方式為扣件式。

在該橋梁工程滿堂架施工時，確定90 cm 為橫橋向和縱橋向的間距，水平桿步距為120 cm，在橋段位置共計有6 跨橫梁和端橫梁，其支架結(jié)構(gòu)體系規(guī)模為90 cm×60 cm×120 cm。在支架縱橫向全高均設(shè)置和地面夾角為45~60°的剪刀斜撐桿，利用扣件將斜桿和立桿牢固連接?？v橫橋向垂直地面斜撐的設(shè)置間距為3 m，水平剪刀撐共計有2 道，其布設(shè)位置位于與地面平行且和地面底模距離1.2 m 處，頂實橋墩柱及橋臺。配合使用鋼管架在橋墩位置做縮孔封閉，嚴(yán)格控制搭接長度大于1 m，將縱橫向掃地桿設(shè)置在立桿托撐部位，調(diào)整拖撐鋼板和所設(shè)置的位置不超過20 cm。

3 文廣路橋梁工程現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工技術(shù)措施

3.1 現(xiàn)澆箱梁支架施工參數(shù)驗算，確保施工方案合理

3.1.1 荷載計算

對施工參數(shù)進行驗算可確保滿堂支架施工技術(shù)方案的合理性，滿足施工要求。在荷載計算方面，分別對該工程箱梁混凝土自重、模板支架自重、施工荷載參數(shù)進行驗算，如表1 所示[2]。

表1 滿堂支架荷載參數(shù)

3.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

依照《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 1666—2008），支架系統(tǒng)中受彎桿件腳手板、縱向、橫向水平桿的允許變形撓度值在10 mm 以內(nèi)，懸挑受彎桿件在10 mm 以內(nèi)。

（1）驗算立桿強度時，對于最大軸力在橫梁處立桿處時，將90 cm×60 cm 作為立桿間距，此時強度經(jīng)計算為27.89 kN，若以橫梁跨中處立桿受軸力最大驗算，其立桿間距為90 cm×90 cm，此時強度為42.23 kN，均符合設(shè)計要求。

（2）對立桿撓度進行驗算，在強度為27.89 kN 時，撓度為1.92 mm ＜10 mm；在強度為42.23 kN 時，撓度為2.91 mm ＜10 mm，均符合要求。

（3）對立桿穩(wěn)定性計算，由于該工程位于漢中市，計算時不對風(fēng)荷載進行考慮，經(jīng)計算立桿穩(wěn)定性均符合設(shè)計要求。

（4）底模驗算，該工程底模為17 mm 厚優(yōu)質(zhì)竹膠板，中支點橫梁位置的縱向方木以300 mm 為間距，受力方式和簡支梁在均布荷載作用時相同，經(jīng)驗算底模強度符合設(shè)計要求。依照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實施手冊》（JTG/TF50—2011），外露在結(jié)構(gòu)表面的模板撓度，需低于模板構(gòu)件跨度的1/400，經(jīng)計算橫梁處最大撓度為0.175 mm，符合設(shè)計要求。

3.1.3 驗算滿堂支架整體抗傾覆性能

在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實施手冊》（JTG/TF50—2011）中明確規(guī)定，受自重和風(fēng)荷載作用，支架的傾覆穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)在1.3 以上。因此，以下列公式對傾覆穩(wěn)定系數(shù)K0進行計算[3]：

經(jīng)計算，穩(wěn)定力矩為3 151.68 kN·m，傾覆力矩為2 198.4 kN·m，K0=1.43 ＞1.3，滿堂支架施工方案滿足抗傾覆要求。

3.1.4 預(yù)壓試驗砂袋驗算

該工程預(yù)壓試驗所采用的砂袋規(guī)格為800~1 000 kg，在計算時取值為900 kg/袋。經(jīng)計算橋梁以113 600 kg 作為最大截面處延米箱梁施工時總荷載，在最大截面位置每延米使用126 個砂袋用量，最大截面延米砂袋堆碼高度為3.02 m。進一步分析該橋梁現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格遵循《鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 194—2009）要求，在具體施工時選取其中一跨實施預(yù)壓，相同結(jié)構(gòu)形式的跨不再進行重復(fù)預(yù)壓，施工共計使用2 520 個砂袋。

3.2 測量放線，明確滿堂支架定位

對橋梁跨距結(jié)構(gòu)的縱、橫軸和1/4跨距橫軸進行測量，并在混凝土表面鋪設(shè)，對設(shè)計箱梁水平投影邊線進行確定，其支架邊線是向左右兩側(cè)延伸2 m 后獲得，同時應(yīng)用墨斗彈出邊長為90 cm 的網(wǎng)格，根據(jù)支撐平面布置圖，完成對每根水平鋼管桿長度的計算，根據(jù)支撐立面布置圖，完成對每根垂直桿計劃高度的計算，以此為基礎(chǔ)，對支架進行搭設(shè)，將支架頂托適當(dāng)調(diào)整，直至和設(shè)計標(biāo)高相符。

3.3 地基處理，穩(wěn)定支架基礎(chǔ)支撐

該工程樁基結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，完成樁基施工后，對泥漿池及軟土結(jié)構(gòu)完全清除，設(shè)置集水坑、排水溝實現(xiàn)集中配水，避免施工場地出現(xiàn)積水而導(dǎo)致支架失穩(wěn)。將承臺混凝土施工工作完成之后，回填承臺基坑。處理地基的過程中，鋪設(shè)砂夾石填筑基礎(chǔ)（50 cm），且需要分別向全橋的縱向延伸3 m、橫向也要延伸3 m，實施分層碾壓密室的過程中需要保證壓實度＞94%，然后于上方澆筑C25 素混凝土，厚度20 cm 作為支架基礎(chǔ)。

3.4 重視細(xì)節(jié)搭設(shè)，提高支架搭設(shè)合理性

案例工程起始搭設(shè)支架位置為墩臺，施工時遵循全幅全寬原則，在梁中位置進行合攏。在搭設(shè)支架前對碗扣桿件全面檢查，避免構(gòu)件出現(xiàn)彎曲、腐蝕、缺陷等情況。具體搭設(shè)路徑：

（1）在對碗扣底托進行設(shè)置時嚴(yán)格依照測量放線結(jié)果以及支架搭設(shè)形式，搭拼碗扣支架。

（2）完成第一層搭設(shè)后，由技術(shù)人員檢驗平整度，利用底托調(diào)整高差。在立桿搭拼時使用吊線調(diào)整垂直度，確保立桿未出現(xiàn)偏心受力，使用碗扣對接頭部位連接固定。

（3）搭設(shè)時嚴(yán)格控制頂托外漏部分在30 cm 以內(nèi)，對自由端長度大于30 cm 的桿件配置水平桿鎖定。全面檢查底托和硬化處理后的地面緊密貼合，避免存在點受力情況。頂托螺扣的伸出長度在30 cm 以下，用木楔塞緊方木間隙并使用釘子加固，橫向鋼管的間隙配合使用粗鋼筋焊接使其形成整體[4]。

（4）完成碗扣支架搭拼后，在立桿上使用扣件式鋼管以3 m 為間隔設(shè)置垂直剪刀撐，確保從頂部到底部均連續(xù)性設(shè)置，搭接長度不小于1 m，于立桿兩側(cè)至少配置3 個接頭卡，調(diào)整其與水平橫桿夾角為45~60°。

（5）支架搭設(shè)過程中有專業(yè)人員全程觀測并記錄詳細(xì)觀測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)突變時進行精密驗算，保證支架搭設(shè)質(zhì)量。

這個橋支架搭設(shè)高度的上限值是6 m，以2.4 m 為間隔，分別在中間、左右兩端設(shè)置水平剪刀撐，且需要在墩臺上嚴(yán)密頂實，確保支架結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性。設(shè)置掃地桿，位置在支架底部、縱橫向頂部各設(shè)置一道，保持其和拖撐鋼板之間的距離小于20 cm。該項工程支架的搭設(shè)要將水平桿視為HG-90 cm 桿件，并使用LG-240 cm桿件在立桿中間段，用LG-120 cm 桿件在立桿頂部區(qū)域，配套使用碗扣式配件，保證支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.5 支架預(yù)壓，檢查支架承載力

檢查支架承載力，避免在施工時出現(xiàn)地基沉降及支架的非彈性變形，安排箱梁底模板鋪設(shè)施工，在支架和模板結(jié)構(gòu)預(yù)壓時利用恒重砂袋。預(yù)壓荷載以不小于梁和模板總重的1.1 倍考慮。使用25 t 汽車吊配合人工裝卸砂袋，在預(yù)壓時全程由專人在現(xiàn)場指導(dǎo)。

使用恒重砂袋加載預(yù)壓，為避免因降雨導(dǎo)致砂袋重量發(fā)生變化，填裝砂袋后使用塑料薄膜覆蓋，采取三級加載的方式預(yù)壓加載，第一次為總荷載的60%，第二次為80%，第三次為110%[5]。

在布設(shè)支架預(yù)壓觀測點時，嚴(yán)格遵循《鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 194—2009）的技術(shù)規(guī)程內(nèi)容。

（1）該工程以20 m 作為跨徑規(guī)格，在觀測斷面布設(shè)時，縱向為1/4 跨徑，管側(cè)面的布設(shè)間隔為5 m，全程布設(shè)9 處。

（2）各觀測斷面上共計布設(shè)5 個觀測點，布設(shè)形式為對稱式。

（3）支架頂部與底部的觀測點位置保持一一對應(yīng)。

加載前利用水準(zhǔn)儀做好觀測準(zhǔn)備，在完成第一次加載后，以12 h 為時間間隔觀測一次支架沉降量，在兩側(cè)沉降差＜2 mm 時，組織第二次加載，以此為依據(jù)直至完成第三次加載。地基、頂板、支架體系的沉降情況，鋼管的位移、變形以及緊固情況是預(yù)壓時需要重點關(guān)注的數(shù)據(jù)指標(biāo)。該工程在預(yù)壓施工的全程均有技術(shù)人員對變形予以監(jiān)測，包括跨中位置，1/4 梁跨位置，同時負(fù)責(zé)檢查扣件的受力情況，對所設(shè)置的預(yù)拱度的可靠性進行檢驗，保證所設(shè)置的預(yù)拱度數(shù)值合理。經(jīng)過三次加載沉降后，由技術(shù)人員負(fù)責(zé)對變形值進行計算，若各點位的沉降量均不足1 mm，連續(xù)三次測量，不同點位的沉降量總和不足5 mm，即停止觀測，完成沉降觀測表并對布置圖予以繪制，交由監(jiān)理工程師審核，審核通過后進行卸載施工。卸載工序完成后，對支架的彈性變形情況予以觀測，對荷載變化和曲線圖予以繪制，確定最終的預(yù)拱度。

3.6 分層分段，澆筑現(xiàn)澆箱梁混凝土

在完成支架預(yù)壓后對鋼筋、模板等結(jié)構(gòu)進行驗收，檢查預(yù)埋件、預(yù)埋孔洞位置是否合理，確認(rèn)無誤后組織箱梁混凝土澆筑工作。該橋梁箱梁梁體混凝土設(shè)計標(biāo)號為C40，由拌和站統(tǒng)一生產(chǎn)后運送至施工現(xiàn)場，達到現(xiàn)場后對混凝土坍落度進行檢測，確保檢測值和設(shè)計值的誤差不超過20 mm。先對底板與腹板進行澆筑，再澆筑頂板混凝土，配合使用兩臺47 m 臂長高壓泵車，由0#臺和2#臺進行分段澆筑，在1、2#墩中間位置處合攏完成澆注?？v向以8~10 m 為一段，分兩次對箱梁混凝土澆筑，先底板及腹板，后頂板及翼板。

澆筑施工采取分層分段原則，每一層厚度均不超過30 cm。澆筑后由施工人員使用插入式振搗棒振搗施工，振搗棒插入下層混凝土10 cm 左右，避免觸碰周圍結(jié)構(gòu)部件，以混凝土無沉降且無氣泡冒出為振搗合格標(biāo)準(zhǔn)。同時為避免不對稱造成內(nèi)模板支撐受力不均產(chǎn)生偏移，在施工時水平往復(fù)、分層對稱進行澆筑搗固。澆筑施工不可停留時間過長，在下層混凝土初凝前完成上層的澆筑。完成澆筑振搗后，采取覆膜灑水養(yǎng)護，取試塊在試驗室進行標(biāo)養(yǎng)，作為混凝土強度等級評定的依據(jù)，同期制作2 組試塊，在現(xiàn)場與梁體同條件養(yǎng)護，作為混凝土張拉的依據(jù)。

3.7 拆除滿堂支架，強調(diào)安全作業(yè)

檢測在相同條件下所制作、養(yǎng)護的試塊，若其強度已經(jīng)大于設(shè)計強度90%，則申請監(jiān)理工程師審批，獲批后對滿堂支架從跨中到支點位置對稱拆除。

4 滿堂支架搭設(shè)及拆除注意事項

該工程為保證滿堂支架搭設(shè)合理性及拆除時的安全性，高度重視以下幾項內(nèi)容：

（1）嚴(yán)格依據(jù)構(gòu)造尺寸搭設(shè)。

（2）合理區(qū)分構(gòu)件搭設(shè)順序。

（3）及時安裝桿件的交叉拉桿，在一個水平加強層上完成碗扣式支架后，方可對上層進行搭設(shè)。

（4）嚴(yán)格控制可調(diào)底座與可調(diào)托座，調(diào)節(jié)螺桿高度不超過300 mm。

（5）每完成一層，檢驗一次水平偏差和垂直度。

（6）當(dāng)天未完成的支架，收工時確保支架穩(wěn)定。

支架拆除注意事項如下：

（1）明確施工現(xiàn)場支架拆除區(qū)域，設(shè)置防護設(shè)施，禁止靠近。

（2）由跨中向兩端對稱拆除。

（3）在拆除上層時下層禁止站人。

（4）及時運走已經(jīng)松開連接的配件和桿。

（5）拆除順序為先剪刀撐，再橫向水平桿，隨后縱向水平桿，最后為立桿。

（6）縱向水平桿、斜撐水平撐拆除時，先對中間配件進行拆除，將中間托住后再拆除端頭的扣件。

5 結(jié)語

文廣路橋梁工程施工時充分運用現(xiàn)澆連續(xù)箱梁滿堂支架施工技術(shù)，把握施工技術(shù)要點，其支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、現(xiàn)澆箱梁、混凝土養(yǎng)生、支架拆除等工序均在計劃工期內(nèi)完工，保證施工質(zhì)量，提高了施工效率。