桥梁现浇箱梁支架施工方案研究

王小靖

(阳泉市道路管理处 阳泉市 045000)

近年来，随着城市化建设的不断推进，桥梁工程俨然已成为城市交通网络中不可或缺的一部分，桥梁的规划、设计和施工对于城市交通网络的完整性具有较高的实际意义。由于城市现有交通网络的复杂性，新建桥梁工程具体施工时需要根据实际情况合理采用恰当的施工方案，其中，具有较好施工特点的现浇箱梁支架工程施工目前得到了广泛的应用。以某高架桥(K43+966.63～K45+720)右幅第一联为工程实例，对桥梁的现浇箱梁支架施工方案与工艺技术进行设计和探讨，以期为工程设计和施工提供参考和借鉴。

1 工程概况

高架桥(K43+966.63～K45+720)，全长1753.37m，属于本标段1475.27m，对于右幅第一联跨径，其组合方式为(32+45+40)m，其中对于箱梁，是采用C50标号的混凝土，桥面的宽度是16.25m，桥梁高是2.4m。对于单箱四室断面的等截面箱形连续梁，其底板的厚度为220mm，跨中部位截面的顶板厚度是250mm，此外，桥面从左侧到右侧横坡为4%。高架桥右幅第一联立面和断面图如图1所示。

(1)地形地貌

本项目位于丘陵谷地～盆地地貌带，跨越多种微地貌单元，地形起伏较大。根据其地貌成因及形态特征，大致可分为剥蚀地形、剥蚀堆积地形、堆积地形等三种类型。近年来东莞地区经济快速发展，夷山填谷、大兴土木，使区内的地形地貌发生了很大的改变，相当部分地段台地、阶地、平原等分界线，野外特征已不明显。

(a)立面图

(b)梁端实心处横断面

(c)箱梁空心段横断面图1 高架桥右幅第一联立面和断面图

(2)地质及水文气候条件

本建设区域地质构造活动频繁，建设区域内主要分布着变质岩和侵入岩等。建设区域含有较多的孔隙潜水和裂隙水以及第四系松散层孔隙潜水。第四系松散岩类分布面积甚广，厚度较大，孔隙水较丰富，主要分布于冲积平原区和石马河水系流域沿岸两侧。含水岩组为河床砂砾石层以及粉砂质粘土等，水位埋藏较浅，一般小于3m，受地形条件影响，局部地段具有承压水。

本区属南亚热带季风气候区，雨量充沛，日照充足。区内全年主要导风向为东北风，每年7～9月台风盛行，年平均影响2.6次，给工程施工带来一定的影响。

2 现浇箱梁支架施工方案研究

由于合同段桥梁工程量大，现浇连续箱梁数量较多，如何均衡组织，确保安全、质量和工期是本标段施工的重点。

针对采用满堂(盘扣式)钢管支架方案施工的箱梁，通过分析比较，结合箱梁的跨径、结构高度、经济合理性、质量、安全等因素，以该高架桥(K43+966.63～ K45+720)右幅第一联最具有代表性和针对性，以下就满堂(盘扣式)钢管支架方案进行设计分析。

表1 2.0m梁高箱梁现浇支架布设方式一览表

表2 2.4m梁高箱梁现浇支架布设方式一览表

2.1 现浇箱梁支架施工场地准备

地基处理及排水沟设置：现浇箱梁采用满堂(盘扣式)钢管支架施工方案地段，施工前先平整场地，然后采用路堑弃方或砖渣进行填筑，压实标准和方法采用路基施工96 区的填筑要求。为了确保工程质量，面层设置15cm厚C20混凝土，以确保地基承载能力和防止地表水渗入下层，造成地基沉降。地基处理如图2所示。

图2 支架地基基础处理示意图

(1)支架基础应该满足以下要求：

① 支架地基应平整。

② 支架的钢支柱不得直接立于地基上，需要在其底部设置相应垫木和底座，并且垫木的厚度要大于等于5cm。

③ 位于通道处的支架垫木应低于两侧地面，并其上加设盖板避免扰动。

(2)地基表面支架底部铺150cm ×15cm ×5cm 木板于立杆底座下(布置图如图3所示)。

图3 支架底座示意图

(3)支架采用Φ60×3.2盘扣式钢管，下设立杆可调底座，上设立杆可调托撑，并且要在横向支撑的顶托上侧设置I12.6型号的工字钢，此外还要在上侧铺设方木。

2.2 满堂(盘扣式)钢管支架施工

本工程支撑高度最高为17.45m，最低为2.0m，箱梁形式为单箱多室，经研究及考察，计划采用承插型盘扣式支撑架进行现浇箱梁的施工。

2.2.1盘扣式支架的构配件与材质

盘扣式支撑架的主要构成由立杆、水平杆(横杆)、斜位杆、标准基座、辅助杆、可调底座、可调U型顶托、销板、连接盘等组成。具体如图4示。

图4 承插型盘扣式脚手架构造图

2.2.2支架搭设

2.2.2.1支架结构形式

对于现浇箱梁支撑体系，其从上部到下部的架设分为以下部分：底模板和侧向模板、方木、工字钢以及盘扣支架等。施工上下通道采用承插式脚手架搭设标准爬梯。

2.2.2.2支架布置

盘扣支架的纵桥向间距大小取120cm，端横梁和中横梁部位的间距大小取60～90cm，横桥向间距大小取150cm。横桥向在腹板及端、中横梁实心处均为90cm；水平杆步距采用150cm，顶、底层步距不大于100cm。搭设前先在混凝土垫层上按设计间距画出支架立杆位置，并于相应位置安放可调底座，然后拼装第一层支架，调整垂直度后逐层向上拼装。拼装到顶层立架后，装上顶层可调顶托，并依据设计标高进行调整。

2.2.2.3施工平台搭设

在翼缘板模板铺设完成后在模板外侧50cm处铺设模板，作为混凝土浇注后行走通道，平台宽度0.9～1.2m，此外，要在模板之外设立护栏以保证安全，其中栏杆高度不小于1.2m，立杆间距≤1m，横杆与上下杆件之间的距离应≤60cm，立杆采用Φ48.3×3.6mm的钢管制作，并涂红白相间的反光漆。具体如图5所示。

图5 施工平台搭设

2.2.2.4支架预压

为了保证施工过程中支架现浇混凝土结构的安全以及消除支架塑性变形，现拟对全部支架按实际浇筑工况进行预压。预压的主要目的是验证支架安全与否，并消除支架塑性变形以及地基的沉降变性。预压方式分为两种，具体见图6。

(a)砂浆预压

(b)水袋预压图6 预压方式

(1)预压方法

支架预压加载的过程要分成3级进行，依次施加总荷载的60%、80%和100%。对于纵向加载，要从跨中开始向支点处进行对称布载；对于横向加载，要从结构中心线向两侧进行对称布载。

(2)支架预压的观测

施工中，当完成一级加载后，要立即开始监测并记录数据，当其稳定之后再进行下一级的加载工作。

为准确反映出支架弹、塑性变形及基础沉降量，预压观测点每跨箱梁顺桥向设置5个断面：梁跨端部、1/4跨、1/2跨和3/4跨，每一跨从小里程到大里程方向，对应I、II、III、IV、V断面；每个断面还要在箱梁两侧腹板底和断面中部底板部位布置测点，该3个点分别为腹板中间、底板中间相对应下分配梁位置，每跨梁总计布设15个观测点。观测点点位布置如图7所示。

(a)纵向布设

(b)横向布设图7 观测点点位布置

支架预压时应注意以下几点：

①每次观测都要严格记录加载量、变形值、测量的日期与时间、大气温度、天气情况等数据；

②加载要均匀连续，并尽可能做到对称加载；

③加载过程要及时记录支架的变形数据，出现异常应该停止加载。

3 结束语

以某高架桥(K43+966.63～ K45+720)右幅第一联为工程实例，对桥梁的现浇箱梁支架施工方案与工艺技术进行设计和探讨。通过介绍可以看到，现浇箱梁支架施工具有施工工艺复杂、流程繁琐等特点，因此在具体施工过程中应该合理地组织施工以及控制工程质量。主要从现浇箱梁支架施工场地准备工作出发，对满堂(盘扣式)钢管支架施工方式进行了详细探讨，研究内容对于桥梁现浇箱梁支架设计方案和施工工艺具有指导作用。