客运专线现浇梁满堂支架法施工工艺浅析

2017-01-09戴晓学

甘肃科技 2016年23期

关键词：满堂预埋件现浇

戴晓学

（中铁二十一局集团第二工程有限公司，甘肃兰州730000）

客运专线现浇梁满堂支架法施工工艺浅析

戴晓学

（中铁二十一局集团第二工程有限公司，甘肃兰州730000）

满堂支架法是桥梁现浇法施工中常用的一种方法，但其关键施工工艺必须进行严格的控制。本文结合宝兰客专七里河大桥现浇梁的满堂支架施工的具体情况，对满堂支架施工过程中的地基处理、支架预压、模板工程等施工工艺进行了详细的论述和分析。文章对采用满堂支架法施工的桥梁的施工工艺，具有一定的指导意义。

桥梁工程；满堂支架法；施工工艺

1 概述

满堂支架法是桥梁工程施工中较为常见的一种方法，这种方法的施工工艺是采取按一定间隔、密布搭设起支承作用的脚手架作为支架，在支架上立模板、浇筑混凝土，待混凝土达到强度后拆除模板及支架。近几年来，随着国内铁路、公路等交通基础设施建设的高速发展，采用满堂支架施工的桥梁也越来越多，这就大大推进了满堂支架的应用进程，满堂支架施工工艺也不断进行改进。

七里河大桥为某宝兰客运专线上的大桥，全长166.32m，共计简支箱梁4孔，其中32.6m箱梁2孔，24.6m箱梁2孔。采用满堂支架法进行施工。本桥桥址地层为第四系全新统人工填筑砂质黄土，冲积砂质黄土、粉砂及粗圆砾土，第四系上更新统冲积砂质黄土、细圆砾土及卵石土。

2 地基处理及支架搭设

2.1 地基处理

满堂支架搭设前，应先对支架基础进行加固处理：先清除表层软土及泥浆池泥浆等，然后再进行开挖和分层压实，并对压实密度进行检测。达到设计要求后分两层填筑压实50cm厚的卵砾石土，每层25cm，并保证地基承载力达到要求。然后浇筑15cm标号为C20混凝土对基顶进行硬化，混凝土浇筑时必须进行测量控制并设置横向排水坡度。

2.2 支架搭设

搭设支架的钢管采用直径为 48mm、壁厚3.5mm的钢管。纵桥向除梁端梁高变化区域按照30cm布置外，其余纵向间距均为60cm，即（90×2+ 60×3+30×4+90×4+30×4+60×3+90×2），横杆竖向间距为1.2m。

支架搭设时，先在硬化后的混凝土面上弹出支架的设计位置，然后按放样位置布置立杆和水平杆。立杆垂直不倾斜，每根立杆下设底托，底托和垫层间的缝隙采用砂子填塞密实，在钢管顶端设置可调节顶托。支架接近高程时，由测量人员在底板、翼板边缘处纵向每隔10m提供一个基准点挂线找平。支架验收合格，铺设方木及底模，通过可调顶托进行调整达到要求后进行预压作业。

3 支架预压及卸载

3.1 预压的必要性

为了验证支架的设计质量，消除地基和支架非弹性变形的影响，为梁体浇筑预拱度的设置提供依据，在支架搭设完毕并正式投入使用前，必须对支架进行堆载预压试验。堆载试验根据箱梁混凝土荷载分布，采用预制块预压。

3.2 测点的布置

预压前先在底模和下部支架顶端布设观测点，将钢筋固定在底模上，下端距混凝土基础约50cm，同时在支架基础上对应位置预埋钢筋，在两钢筋重合部分同一水平位置作一标记。测量位置设在支点、梁跨的1/4、1/2处，共设5个观测断面，每个断面在基础和支架分别横向设5点。

3.3 预压

经计算，取梁体混凝土重量、钢绞线、钢筋、模板及施工荷载总和的120%，即1000t作为预压荷载。预压材料采用C20预制块，每个为1.0×1.0×1.0m，重量2.3t左右，采用Φ20mm圆钢作为吊环，共一套。加载时采用分级加载方式：0→60%→100%→120%。分级加载时精确计量。

每级加载完成1h后进行支架的变形监测，以后间隔6h监测记录各监测点的位移量，当相邻两次监测位移平均值之差不大于2mm时，方可进行后续加载。

全部预压荷载施加完成后，应间隔6h监测记录各监测点的位移量，当连续12h监测位移平均值之差不大于2mm时，方可卸载预压荷载。支架卸载6h后，应监测记录各检测点位移量。

3.4 卸载

当预压沉降稳定后，记录各测点的最终沉降值，从而推算出各测点的高程，然后卸载。卸载完成后，再次精确测出各测点的高程，此高程减去加载终了时的高程，即为支架支撑的弹性变形值，余下的沉降值为支架系统不可恢复的塑性变形值。

卸载应分级卸载，卸载完成后需再次对所有支架顶托、底托、连续部位重新进行一次全面检查、紧固。同时根据计算结果，再次进行支架顶面高程的调整，使预留拱度值更为准确。

3.5 预留上拱度

支架变形应按照弹性变形及非弹性变形来进行考虑分析。支架在投入加载后，上部构造要发生一定的下沉和产生一定的挠度。因此，为使梁体在浇筑完成并卸载后能获得满足设计要求的梁底线性，在梁底底模铺设时预留一定数值的上拱度。确定预拱度时采用的公式见式（1）：

δ1——箱梁自重产生的弹性变形量；

δ2——支架弹性压缩量；

δ3——支架与方木、方木与模板、支架与下垫垫木之间的非弹性压缩量；

δ4——支架基础地基的弹性压缩量；

δ5——支架基础地基的非弹性压缩量。

通过预压施工，可以消除δ3、δ5的影响，则在底模安装时，其预拱度的设置按△=δ1+δ2+δ4计算，在模板的高程控制时加入预拱度数值。考虑到张拉时起拱，预拱度的设置要适当减小。

在加载过程中应注意观察，如发现基础沉降明显、基础开裂、局部位置和支架变形过大现象，应立即停止加载并卸载，及时查找原因，采取补救措施。

3.6 数据计算、分析、整理

1）荷载作用变形量计算。荷载作用变形量按以下式子计算：

加载前的初始读数-满载稳定后的终读数=总变形量

加载前的初始读数-空载稳定后的终读数=非弹性变形量

总变形量-非弹性变形量=弹性变形量

2）数据处理。以变形量为纵轴Y，以观测间隔时间为横轴T，绘制不同点的变形速率图。以梁水平纵向为X轴，不同点的弹性变形量为Y，连接各点绘制出梁的纵向弹性变形曲线。

3.7 预压试验报告的整理

1）依据梁模纵向的弹性变形曲线、设计的预应力干缩自重等造成的拱度曲线、设计要求的成品梁的拱度曲线的叠加得出模架立模时的拱度曲线。

2）根据观测的弹性变形量再综合对最终的拱度调整，相对量不大时可忽略不计。

3）根据现场实测的数据，遵照规范要求，对原始数据加以分析、汇总，并与设计计算值加以对比，依据对比结果给出试验结论，最后整理成现场预压试验报告。

4 支座、模板及预埋件工程

4.1 支座安装

为确保支座的正确安装就位，制梁前，采用全站仪在支承垫石上放出每个支座纵、横向支承中心线。支座安装采取将梁支承中心线、支座板中心线和支座对称中心线六线互相重合的方法来保证支座的精确就位。同一梁端支座板应安装在同一水平面上，平面高差不得大于1mm；顺桥向支座板中心线应与梁顺桥向支承中心线重合，偏差不得大于0.5mm；横桥向支座板中心线应于梁横桥向支承中心线重合，偏差不得大于0.5mm。

本桥采用球形钢支座，支座安装前应对支座名称、规格型号、使用说明书等进行详细检查。支承垫石表面凿毛处理，清除锚栓孔中杂物，用水浸湿垫石表面。安装支座就位后，用钢楔块楔入支座四角，找平支座，并将支座调整到设计高程，在支座地面与支承垫石之间留20～30mm空隙。仔细检查支座中心位置和高程后，用高强度无收缩材料灌浆。梁内支座钢板与支座同时安装，并将四角的紧固螺栓拧紧，确保底模与支座不漏浆。

4.2 模板安装

顶托调整完毕后，在其上安放双钢管，在钢管上安放10cm×10cm的方木，间距25cm（底板），在腹板底部按13cm间距加密，其上铺12mm厚的竹胶板作为底模，竹胶板与纵向方木用钉子钉牢。侧模采用钢模。内模采用木模。

模板采用人工配合吊车安装。先安装底模，在安装侧模，从中间往两侧依次进行。内模待底板和腹板钢筋绑扎成型后再安装。在模板安装过程中，相邻模板间缝隙采用双面胶对接，必须对模板接缝宽度、错台、平整度进行检查修整，对模型的长度宽度等几何尺寸进行检查，偏差超限时必须进行改正。

根据测出梁段荷载作用下支架产生的弹性变形值，将此弹性变形值、张拉以后的起拱量叠加，算出施工时应当采用的预拱度，利用支架顶可调顶托重新调整底模高程。

4.3 预埋件安装

本桥段各现浇梁的预埋件有：预埋波纹管、综合接地、泄水孔、接触网立柱基础、防震落梁挡块、梁面套筒等。各预埋件安装的具体要求不尽相同，进行预埋件安装时，主要注意以下几点：（1）安装前应仔细检查预埋件的质量及相关证书，确保预埋件质量合格；（2）仔细阅读安装说明书，按照正确地安装程序和安装方法进行安装；（3）确保预埋件安装位置符合规范要求的精度；（4）确保预埋件安装牢固，在施工过程中不会产生位移。