丘陵区超高满堂支架浇注箱梁施工技术

2016-03-13刘崇敬

黑龙江交通科技 2016年5期

关键词：丘陵区施工技术

刘崇敬

(中交二航局四公司，安徽芜湖　241000)

丘陵区超高满堂支架浇注箱梁施工技术

刘崇敬

(中交二航局四公司，安徽芜湖241000)

摘要：结合某高速公路枢纽工程施工的实际情况，介绍了地形复杂丘陵区超高满堂支架现浇箱梁的施工技术，为同类工程施工提供了一定的经验、教训。

关键词：丘陵区；超高满堂支架；施工技术

1工程概况

某高速公路枢纽工程由两条分离式的主线和八条互通匝道组成，互通立交中的曲线桥均设计为预应力混凝土现浇连续箱梁结构，设计采用搭设支架逐联现浇工艺，每联现浇箱梁混凝土一次浇注完成。

本工程箱梁现浇支架平均高度22 m、局部桥跨支架高达46 m，个别位于山坡、凹地上的桥跨原地面高差达30 m，给施工安全、技术管理带来了相当大的难度。

主线桥箱梁为单箱双室结构，截面面积在7.0～8.0 m2之间；匝道桥箱梁为单箱单室结构，截面面积在5.0～6.0 m2之间。连续箱梁每3～4跨为一联、单跨跨径为30～40 m，单联混凝土浇筑量在500～900 m3，总计有现浇箱梁54联、174跨。

2支架设计

2.1支架形式的选择

目前常用的支架有满膛支架与少支点的支架，而满膛支架有普通脚手钢管、碗口式钢管、HR门型钢管等形式，通过对四种施工方案进行了技术、经济比较，最终决定采用HR型可调重型门型支架作为现浇箱梁的承重支架。

2.2支架结构设计

(1)门型支架构件特性

在满膛支架结构类型中，门型支架受力更科学，可靠性好，便于规范施工，而且效率高。根据产品使用说明及初步计算结果，可调重型门型支架系统由门型架、交叉拉杆、底托、顶托、调节杆、插销、普通扣件脚手管和扣件组成，门型架主受力杆采用Φ57×2.5 mm大口径钢管组成，自身稳定性好，单榀门型架允许承载力为7.5 t。门型架单片标准高度为190 cm、宽100 cm ，交叉杆一种规格可调整为90～180 cm之间的各种长度。

(2)门型支架的结构设计

门架跨距按横桥向布设，支架搭设宽度与箱梁同宽，支架步距1.90 m、跨距为1.20 m,间距为0.7 m，门架横桥向采用交叉拉杆联结、纵桥向普通脚手钢管设置水平联结。根据《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》规定的构造要求及现场实际浇筑高度的要求，设置水平加固杆、封口杆及纵横向剪刀撑等。

水平杆的设置：横桥向水平杆设置间距为高度方向上步距1.90 m、纵桥向间距1.70 m，在每排门型架顶横杆中央设置一道水平杆。为加强支架受力支点刚度，扫地杆及顶层门架水平杆加强为两道,水平杆接长采用两个扣件搭接接长；

剪刀撑的设置：横桥向剪刀撑在每排门型架中央设置一道；纵向剪刀撑纵桥向间距5.70 m(每三排门型架)、横桥向跨距1.20 m左右交叉间隔设置，剪刀撑钢管接长采用两个旋转扣件搭接接长，角度在450～600之间；

调节杆设置：调节杆伸出高度小于0.60 m时不设水平杆,伸出高度在0.6～0.9之间时用普通脚手管在两个方向拉紧,伸出高度大于0.90 m的纵横向设置两层水平杆拉紧。

(3) 门型支架受力验算

承载力验算：由于主线及匝道箱梁每延米最大重量为20 t/m(截面面积最大8 m2)，经验算单个门型架受力为3.10 t ≤容许承载力7.5 t，对箱梁腹板下门型架局部受力进行验算，得出最不利情况下腹板下门型架最大受力为5.20 t(单个门型架位于中腹板中央)，小于容许承载力，故按照初步布设方案设置门型架间距完全满足受力需要。

支架稳定性验算：根据《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》相关规定，“敞开式脚手架因受风荷载作用很小，只要支架搭设满足构造要求”以及“支架高度小于最大搭设高度”时，其稳定性可以得到保证，不必进行验算。为确保支架受力安全，按照支架搭设及模板支立完成、箱梁钢筋尚未绑轧时风荷载作用下的最不利情况，对支架横向稳定性进行验算。支架在最大现浇高度46 m时抗倾覆安全系数为1.30、支架高度在25 m时抗倾覆安全系数为4.20，因此在最不利情况下其横向稳定性满足受力要求。

(4)箱梁满膛支架的结构确定

结合箱梁模板支立、支架搭设高度、现场地形等实际情况，箱梁现浇支架采用如附图所示的结构形式。

3支架施工

3.1地基处理

地基处理在支架搭设60 d前进行，将表层耕植土、有机土、淤泥部分挖除，换填砂性土或山皮土，采用振动压路机进行碾压至地表没有明现轮迹为止，然后放置60 d以上并经过2～3次雨水浸泡，使地基土经过雨水浸泡内部密室、完成地基的塑性变形，支架搭设施工时，用压路机再碾压一遍，然后铺设15～20 cm碎石整平，铺设枕木，开始支架搭设施工。

对于地势低洼易积水、地表土质较差的区域，支架搭设前进行二次碾压并浇筑10～15 cm素混凝土，以达到扩大基础受力面积、避免箱梁施工过程中受雨水下渗浸泡承载力下降，确保基础受力安全。

地面高低不平的区域，地基平整时沿纵桥向可分段进行处理，分段长度一般不小于半个桥跨长度(确保支架分段长度足够大，使整体稳定性得到保证)，分段之间设置台阶并采用块石或混凝土防护台阶的边坡。

位于山坡上的支架，由于地面坡度、高差大，不易挖台阶处理，的方式，采用混凝土扩大基础、贝雷桁片支撑，分段整平处理。

3.2构件的检查

门型架及其配件的规格、性能及质量应符合现行行业标准《建筑施工门式脚手架安全技术规范》的规定，对有缺陷的门型架及其配件要进行修复，如果不能恢复应作报废处理。水平加固杆、封口杆、扫地杆、剪刀撑等采用Ф48×3.5的钢管及配套扣件，其性能、质量须分别符合《碳素结构钢》和《钢管脚手架扣件》等有关规范的规定。

3.3门型架底座安放

地基处理好后，铺设10～15 cm的瓜子石，沿着门架的布设间距放置枕木,在枕木上面放置门型架立柱的底座，调整底座高度，安装门型架。

3.4门型支架的搭设

门型架安装从一端向另一端延伸，并逐层改变搭设方向，一步搭设完后用水平尺吊锤检查并调整其垂直度和水平度,确保满足规范要求；

交叉拉杆架要随门架的安装及时设置，锁臂、搭钩必须处于锁住状态；

水平加固杆及封口杆在满堂支架的每步、每列、每排通长设置，并用扣件扣牢；

剪刀撑设置在支架的外侧周边和内部，斜杆倾角宜在450左右，剪刀撑要随门架的搭设高度升高及时安装。

3.5安装调节杆和顶托

在安装调节杆之前要对支架顶部标高进行控制,确定调节杆伸出的长度。调节杆要用插销固定在门型架上,调节杆顶面用普通钢管设置的水平拉杆在两个方向拉紧，在支架预压完成后调整顶托顶面标高、设置预拱度，准备铺设箱梁底模。

4铺设底模

顶托安装完毕，在顶托上铺设横桥向8×12 cm木枋、其上再沿纵桥向按30/15 cm间距铺设8×10 cm木枋(箱梁腹板下加密)，然后铺设竹胶板作为箱梁的底模。

5模板体系

由于支架高度高、且箱梁位于不同的平面曲线上，为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形，减小模板荷载，便于模板安装，箱梁底模、侧模及芯腔内模均采用木模结构。

箱梁设计采用等高结构，路面横坡由箱梁整体扭转形成，所以箱梁底模利用在支架顶的调节杆及顶托调节器进行底模标的高调整。在支架顶的横梁上按设计的间距(30 cm或15 cm)铺设铺设宽10×8 cm的木枋作为受力主肋，竹胶板作为底模面板，铺设结束后由全站仪测放出的底模边线，沿着底模边线位置安装侧模扳。

外模采用竹胶板面板、7 cm×7 cm的木枋作背肋，满膛支架固定模板背肋。为确保外观质量，箱梁内外模板之间不设置对拉螺杆，用用钢管对侧模进行支撑，具体结构。

由于箱梁梁高仅为1.60 m，其内腔最小净空高度仅0.90 m，为确保在有限的空间内能够进行模板的拆装作业，内模采用木模结构。先将内模按照2 m分节拼装成为骨架，腹板侧模和下倒脚压模先安装，顶板的底模及上倒脚底模在箱梁底板腹板钢筋绑扎完成、内模分节拼装后再安装。绑扎箱梁底板及腹板钢筋后，人工搬运、安装箱梁芯腔内模分节骨架、铺设芯腔顶模，最后绑扎箱梁顶板钢筋，浇筑箱梁混凝土。为确保芯腔模板稳定及内侧模受力平衡，在底模上设置架立钢筋安放、固定内模分节骨架，内模安装完成后用脚手钢管对内模左右两侧的侧板进行顶撑，确保腹板尺寸准确、防止胀模。内模分节之间的拼缝采用油毛毡包裹防止漏浆。

6混凝土箱梁施工工艺

箱梁钢筋及预应力工程其它工序均采用常规

工艺施工，混凝土采用泵送施工工艺，缓凝时间大于12 h，每联箱梁混凝土采用全断面一次浇筑完成，箱梁高度范围内混凝土下料分为三层,第一层下料为底板及30 cm高的腹板，第二层至腹板顶,第三层至顶板及翼缘板部分。混凝土浇筑时从一端向另一端分层逐段推进，纵向分段长度要根据混凝土出凝时间以及浇筑时的气温、日照强度、风力和现场混凝土坍落度等确定，一般为10～30 m。浇筑箱梁底板时，箱梁芯腔内需安排混凝土工进行底板混凝土的整平、振捣及收光，确保箱梁芯腔外观质量。

7结束语

(1)通过技术经济比较，选用安全、可靠的支架体系，采用标准化、规范化的构件，便于现场管理和提高工效；

(2)可调重型门型支架体系稳定性好，承载力大，易于规范施工；

(3)加强管理和监督支架基础处理工作，采用换填、碾压、混凝土硬化等措施确保地基有足够的承载力。每联箱梁支架施工前均有总工、相关技术员根据现场不同情况确定采取不同基础处理措施，并由现场技术人员监督实施，杜绝偷工减料的情况发生；

(4)对于扩大基础，由技术人员根据现场地质情况，参照地质勘察报告确认该处地基承载力，验算后确定扩大基础形式，严禁现场盲目决策、野蛮施工；

(5)对于过高的支架，加设纵横向水平杆、剪刀撑及加宽等措施，减小单个门型架的受力、增强支架的稳定性；

(6)预留通道时，设置醒目的安全标志，防止撞击；通道顶用竹耙、全网完全遮挡，避免高空坠物伤人；

(7)设置专人负责支架施工，支架搭设过程中全过程控制各工序施工质量，认真检验、验算现场出现的情况，认真检查支架搭设及构件联结质量，注意使顶托和底托与门型架顶紧，使每根力杆受力均匀。

参考文献：

[1]交通部第一公路工程总公司.《公路施工手册桥涵》[M].北京：中国交通出版社，2002.

[2]北京市建筑科学技术研究院.《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》[M].北京：中国建筑工业出版社,2000.

[3]南通华荣鹰架制造有限公司. HR新型可调重型门式脚手架产品使用说明书.