公路改建桥梁工程满堂支架现浇施工要点探讨

赵宝平

(山西省公路局晋中分局，山西 晋中 030600)

0 引言

满堂支架施工属于较为成熟的梁体现浇施工工艺，因其具有造价低、施工便捷、适应性强、占地少、支架设备节省等技术优势，在确保梁体工程施工质量及提升工效方面应用广泛。满堂支架现浇连续箱梁施工技术具有特殊性，其施工质量受施工过程中地基承载力试验、地基处理、支架预压、沉降观测、混凝土施工等环节的影响较大，为此，对于具体工程而言，必须充分考虑项目区水文地质条件，结合地基、支架等变形影响，充分预估和判断工程桥梁不均匀沉降发生的可能性，并进行预压沉降量观测，将满堂支架施工变形量控制在设计范围。

1 工程概况

国道307线张靖村至寿阳县境内县城段于1996年按二级公路标准进行改建，路面宽度10 m，其中K465+730～K467+500段长1.77 km，因该路段与石太铁路两次交叉(一次上跨、一次下穿)同时受地形所限，当时未进行改建，因此造成该段公路技术指标低、视距差、交通事故频发。2014年1月～2015年12月发生交通堵塞天数335 d。由此看来，该路段是一处真正的瓶颈路段，严重影响着国道307线的安全与通畅，因此，急需对该路段进行改建。本次改建段落为国道307线张靖至西丰头段(K465+730～K467+500)，该段公路为二级公路技术标准，设计速度60 km/h，路基宽度为10 m，路面结构层采用沥青混凝土路面。桥涵设计汽车荷载等级采用公路—Ⅰ级，宽度与路基同宽。本项目的建设能够解决该段公路“瓶颈”，改善道路技术标准，保障过往车辆及行人生命安全，有效杜绝交通事故的发生。

2 满堂支架现浇施工要点

国道307线张靖村至寿阳县境内县城段丰子沟桥桥梁上部结构采用2 m～13 m现浇板梁，中心桩号为K466+680，现浇板采用满堂支架现浇施工。

2.1 地基处理

地基处理的主要目的在于提升地基承载力，确保内部防排水设施的完善，便于开展支架现浇施工。在地基混凝土浇筑处理前，必须彻底清理区域内淤泥、杂物及泥浆，并分层换填压实，以提升地基承载力，待压实度达90%以上且整体整平后，进行石灰土分层填筑和压实，待压实度达93%后浇筑10 cm厚的C15混凝土硬化。为方便排水，混凝土顶面应高出地面至少30 cm，并设置2%～4%的横坡，在地基周围设置排水沟，有效防止因雨水浸泡地基而导致支架不均匀沉降、地基软化等。地基处理结束后，应进行地基承载力验算，达设计规范后开始下一道工序。

2.2 支架搭设

根据工程实际及施工组织设计，本工程采用WDJ碗扣式钢管支架搭设组合[1]，进行支架搭设施工前，先确定出支架荷载，再根据荷载值确定杆件距离和杆件受力状况、选择搭设方案，并进行支架稳定程度论证等。在与地平面成45°夹角的纵横方向按照一定间距布置钢管以增强支架稳定性能，使其所产生的剪力撑稳定作用于底模板和地面，按照设计及规范要求进行误差控制。

2.2.1测量放样及立杆垫板布设

测量人员通过全站仪在地基上放出箱梁竖向投影线，并撒上白灰做出标记，施工现场技术人员按照投影线确定单幅箱梁中心线，也撒白灰标记，再根据中心线向两侧对称进行碗扣支架布设施工。

在立杆位置布设立杆垫板，本工程选用厚度5 cm的木板作为垫板材料，垫板放置时必须保证平稳、牢固，对于垫板底部可能出现的悬空现象，应通过水泥砂浆找平处理。

2.2.2安装碗扣支架

本工程在具体安装立杆、横杆的过程中，根据施工设计规范沿模板底部向上进行，并始终确保立杆底部可调节底座承托处于垫板重心。根据工程实际，各作业面的最底部立杆和每个横杆必须安装完好后再向上逐层安装，在立杆和横杆全部安装结束后进行斜撑杆的安装，斜撑杆与碗扣支架的连接通过扣件完成。

2.2.3安装顶托及纵横梁

本工程支架立杆顶部为可调顶托，为保证支架高空作业的安全性与便捷性，应先在地面调整好顶托伸出量后再将其运送至支架顶部安装。严格按照梁底设计高程确定纵横方向的标高控制点，准确调出顶托标高后将其伸出量严格控制在30 cm范围内。

顶托标高设定并调整后，将方木纵横梁置于其上方距离纵梁20 cm～30 cm的位置，并根据桥梁宽度确定横梁长度。为便于外模支架支撑及施工人员行走方便，横梁设置相较于模板应宽出50 cm左右。在安装纵横方木的过程中，必须使纵横方木接头错开，避免相邻的横向方木接头处于同一断面。

2.3 支架的压载

采用支架压力加载试验和压力承载情况的具体模拟以检验支架地基承载力受力及稳定情况，这样才能有效防止支架梁可能出现的基础沉降及纵横向裂缝，拟定出科学合理的支架现浇施工方案，对于出现可能性很大的地基沉降以及支架各处可能发生的非弹性变形等有效预防和消除。箱梁底板投影范围也就是支架预压范围，支架预压荷载根据箱梁自重的120%确定[2]。

2.3.1支架的加载、卸载

常见的支架加载方式有砂袋、水袋、水箱、水预压等，在进行加载方式选择时必须以便捷、投资少、周转性强为依据。针对箱梁底部施工重点范围，将其加载总重量按照箱梁总重量的1.5倍及以上确定，确保不同加载点压重的均匀性和对称性。以每个孔为单位逐孔进行支架加载预压，一个孔卸载后应随即将荷载转移至相邻孔位，一联结束后荷载转移至下一联。根据工程实际施工及箱梁混凝土浇筑过程，将加载方案具体细化为一次性压力加载及分级压力加载两种，前者是将全部荷载重量统统布压于支架结构，并进行基础沉降及变形观测，而后者先依据设计规范进行荷载重量等级的划分，按程序分别布压于支架结构，再进行沉降观测。本工程按照60%,100%和125%三级划分加载重量，并在布压和加压过程中，均匀加载，逐层向上，杜绝偏心受压等的发生。

支架加载结束，待基础与支架沉降趋于稳定，且达设计规范要求后按照与加载相反的次序进行支架压力卸载。

2.3.2沉降观测

本工程按照预压加载前、60%荷载、100%荷载、125%荷载及卸载后[3]等阶段进行沉降观测，并在各观测阶段观测两次。预压加载前先测量各观测点标高，加载后再次测定标高，严格控制观测间隔时间，相邻两次沉降观测间隔时间应控制在3 h～4 h。对于本工程所采取的分级加载，各级荷载加载后应通过观测待其沉降稳定后再进行下级加载。

在箱梁底模和基底处布设沉降观测点并进行编号，在完成支架搭设并安装好底模后，沿着桥跨及基底方向在每跨的跨中、L/4断面进行观测点的布设(L为跨长)，在支撑地面跨既有公路段布设观测点，详见图1。

支架加载过程中设置5个测点并进行各测点高程观测与记录，进行100%预压荷载加载前按照12 h时间间隔进行沉降量观测，100%预压荷载加载后则按24 h间隔进行观测。观测结果详见表1。

表1 沉降量观测结果

当支架加载过程中预压监测值无法达设计要求时，应依据实际情况适当延长预压时间，表1中负值代表下沉，正值表示反弹。本工程满堂支架预压沉降量变动值基本在设计规范所规定的范围。

3 满堂支架现浇施工质量控制

3.1 支架基础处理质量控制

在进行支架基础处理的过程中，应当采用低标号混凝土进行桥下地面硬化处理，同时通过布设纵横向排水沟渠加强地基排水，有效预防因地基积水软化而导致支架下沉，影响支架施工效果。桥梁工程满堂支架施工常常因施工振动冲击、不均匀荷载、风力、横向超高等原因而增加水平向荷载，最终导致支架倒塌，所以，必须严格控制水平荷载，并加强支架横向荷载稳定验算。

3.2 支架搭设及承载验算质量控制

浇筑混凝土前应当进行支架预压，具体而言，净压5 d以上待其达稳定状态后再持压2 d以上，24 h沉降控制在±1 mm后，即达沉降稳定。本工程现浇梁其余方面的施工误差控制标准详见表2。

表2 本工程现浇梁施工误差控制标准[4]

4 结语

满堂支架现浇施工属于桥梁工程基础性施工工艺，其施工控制与工程安全和质量密切相关，为保证桥梁工程满堂支架现浇施工质量，必须加强地基处理、支架搭设、支架压载、预压及沉降观测、支座安装、钢筋安装、预应力钢绞线安装、模板制安、混凝土浇筑养护及预应力施工等环节的质量控制。本公路改建桥梁工程竣工运行以来，性能稳定可靠，未出现纵向裂缝、桥面坑槽、铺装龟裂、钢筋网保护层不稳等工程质量问题。