超危大工程高支模的施工实例简析

李康 徐嘉琪

摘要：南海公园堤桥施工因其结构特殊性，变截面箱梁及弧形V墩需要进行高支模的安全验算。现通过对于堤桥工程的简要介绍，对工况及施工条件进行分析，得出了既能保证安全又切实可行、符合经济性的最佳方案，用于实际施工操作。

关键词：堤桥;高支模;验算;方案

0    引言

在工程建设中，特别是市政工程中高支模是常见的危大工程，对于超过一定规模的危大工程需要引起施工单位的高度注意。目前政府对于建筑企业采取安全一票否决制，因此安全对于任何施工企业来说都是根本。要保障超危大工程的施工安全，采取的措施首先需在理论上确保安全稳定，以计算数据作为支撑，并经专家论证;然后基于方案指导现场实施，严格按照方案的要求进行施工，理论联系实际。

1    工程介绍

1.1    堤桥工程概述

堤桥为预应力混凝土V墩钢构桥，桥面梁体由两部分组成：中跨跨中16 m范围内采用挂孔现浇普通混凝土箱梁，其余位置采用现浇变截面预应力箱梁。

现浇箱梁采用单箱双室的箱形截面，悬臂长度为1 m，沿分跨线方向，每个断面箱梁的底高程在同一水平线上，箱梁顶面自路中线向两侧设置1.5%横坡，箱梁的腹板高度沿道路横向是变高的。预应力箱梁腹板宽度根据梁体各区段的具体需要，采用70 cm、90 cm、105 cm等形式，其中A-A、D-D、F-F、G-G断面属于预应力实心箱梁，最厚位置为2.22 m;B-B、E-E断面属于箱室上下底板厚度均为25 cm，腹板宽度均为70 cm的预应力混凝土箱梁;C-C断面属于箱室上下底板厚度为50 cm、25 cm，两侧腹板宽度为105 cm，中间腹板宽度为70 cm的预应力混凝土箱梁;最大线性荷载为F-F断面，断面面积为23.33 m2，最大线荷载S=23.33×25.5≈594.92 kN/m>20 kN/m。挂孔箱梁为腹板厚度70 cm、最高处1.68 m、底板厚度25 cm的普通混凝土箱梁，断面形式与B-B、E-E相同，最大线荷载S=0.7×25×1.68≈30 kN/m>20 kN/m。

1.2    施工總体部署

本工程首先进行基底处理;其次进行脚手架搭设，脚手架采用一次性全部搭设成型的方式;然后进行支架预压，支架预压一次性全部完成;再次进行桥梁V墩施工;接着进行堤桥两端预应力箱梁浇筑;最后进行堤桥中部挂孔普通混凝土箱梁施工。

总体施工流程图如图1所示。

1.3    施工工艺

1.3.1    基底处理

（1）现状地质状况：本次工程中的现浇排架均是以满堂碗扣式钢支架的形式设置的。在对施工现场实际情况进行分析及探究中发现，现场土层结构以杂填土、素填土及粉质土为主，个别区域内还存在着淤泥土，土层结构的承载能力相对较差。另外，在桩基施工中，还存在一定数量的泥浆坑，如此就降低了桩基施工质量，威胁施工的安全性。为此，在实际操作中，需要对承台沟槽、泥浆坑展开回填处理，以保证排架设置的标准性，增强结构安全性。通过对现场标高测量了解到，地面标高在+1～1.5 m，部分地区标高可达到+2 m。承台开挖部分的底标高约-1 m，考虑经济优化，基底处理后顶标高为+1 m。现状地面地质状况图如图2所示。

（2）基底处理方法：

1）现状地面处理：为保证排架安全，现状地面40 cm内采用4%石灰土换填（包括操作脚手架区域），顶面现浇25 cm厚C20钢筋混凝土。

2）承台沟槽和泥浆坑回填处理：承台施工完成后，对承台基坑采用6%石灰土分层回填，石灰土由胜利路西侧、新跃路交接处提供，采用分层回填作业，每层的回填厚度不可超过20 cm，特殊情况下可增加到30 cm，以改进承台回填质量，减少损伤问题的产生。在回填作业中，选用小型冲击夯采用冲击或振动碾压的方式来提高回填密实度。在使用冲击夯压实时，要求夯夯重叠，不允许出现任何死角，且夯实次数控制在2次以上。

1.3.2    脚手架搭设

（1）碗扣式模板支撑架施工流程：施工前做好放线测量工作，且检查架体地脚排布及质量，之后调整架体搭设及垂直度，质量合格后，进行扫地杆及剪力撑结构的搭设和验收，最后架设模板，开始施工作业，待施工完成且质量合格后，实施拆模作业。

（2）碗扣式模板支撑架安装：本工程中使用的碗扣式脚手架支撑结构，钢管直径及壁厚分别控制在？准48 mm和2.7 mm。立杆垫座以DZ-1型号为主，支撑面尺寸为120 mm×120 mm。立杆可调座及可调托座以TZ-2-300型和TZ-1型为主，托座采用TZ-2型。

1）布设立杆垫块：立杆垫座采用DZ-1型号，使立杆处于垫座中心，不另设垫板。

2）顶横杆安装：要结合梁底高程变化情况进行横桥向断面间距的控制，顺桥向断面则以左、中、右三个方向设置控制点，且做好明确标记，保证顶横杆安装的合理性。

3）立杆安装：本工程脚手架均采用碗扣式，箱梁实心部分脚手架步距为0.6 m，箱室部分脚手架步距为1.2 m，最底层横杆距离地面20 cm。V墩脚手架立杆横向间距30 cm，纵向间距30 cm;箱梁B-B、E-E断面及挂孔箱梁腹板部分立杆横向间距30 cm，纵向间距60 cm，箱室部分立杆横向间距90 cm，纵向间距60 cm;箱梁C-C断面腹板部分立杆横向间距30 cm，纵向间距60 cm，箱室部分立杆横向间距60 cm，纵向间距60 cm;箱梁A-A、D-D、F-F、G-G断面立杆横向间距30 cm，纵向间距30 cm，立杆上部设置顶托可调支座调整高度。因箱梁B-B断面与C-C断面箱室部分脚手架搭设横向间距不同，为保证脚手架的稳定性，横向间距60 cm的两排脚手架根据横向间距90 cm脚手架增加立杆，使整个脚手架连成一个整体，保证脚手架的稳定性。

2    计算支撑

以V墩为例，基础简化为钢筋混凝土底板，上部V墩荷载简化为柱进行计算。

（1）基底反力计算：

1）统计到基底的荷载：

标准值：Nk=1 645.15 kN，Mkx=0.00 kNm，Mky=0.00 kNm;

设计值：N=2 056.44 kN，Mx=0.00 kNm，My=-0.00 kNm。

2）承载力验算时，底板总反力标准值（相应于荷载效应标准组合）：

pkmax=（Nk+Gk）/A+|Mkx|/Wx+|Mky|/Wy

=（1 645.15+841.95）/65.88+0.00/53.58+0.00/148.23

≈37.75 kPa

pkmin=（Nk+Gk）/A-|Mkx|/Wx-|Mky|/Wy

=（1 645.15+841.95）/65.88-0.00/53.58-0.00/148.23

≈37.75 kPa

pk=（Nk+Gk）/A=37.75 kPa

各角點反力p1=37.75 kPa，p2=37.75 kPa，p3=37.75 kPa，p4=37.75 kPa。

（2）地基承载力验算：

pk=37.75 kPa≤fa=60.00 kPa，满足;

pkmax=37.75 kPa≤1.2×fa=72.00 kPa，满足。

（3）抗弯强度计算：

经计算，得到面板抗弯强度计算值：

f=γ0M/W

=1.100×0.145×1 000×1 000/131 250

≈1.215 N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]取12.00 N/mm2;面板的抗弯强度验算f<[f]，满足要求。

（4）抗剪计算：

截面抗剪强度计算值：

T =3Q/2bh

=3×4 089.0/（2×3 500.000×15.000）

≈0.117 N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40 N/mm2;面板抗剪强度验算T<[T]，满足要求。

（5）挠度计算：

面板最大挠度计算值：

v=0.008 mm

面板的最大挠度小于300.0/250，满足要求。

3    保障高支模安全施工的主要措施

高支模安全施工技术在建筑工程中的应用，虽然解决了施工过程中存在的一些问题，强化了施工效果，但其在施工中存在的安全风险同样需要工作人员的高度关注。

因此，为保证高支模安全施工的整体效果，降低施工过程中的危险系数，就需要在使用高支模技术时制定健全的管理体系，制定合理的管控及应急解决方案，以改进工程施工的整体质量。

首先，工程负责人应加大对工作人员安全意识的培训力度，确保工作人员能够完全按照安全规范的具体要求开展高支模施工作业，从根本上解决高支模施工中存在的安全风险问题，有效避免安全事故的发生。

其次，保证高支模施工中所使用的所有零部件均符合工程施工的具体要求，并严格做好质量检测工作。在零部件安装中，也要严格按照国家及工程的具体要求展开实际操作，以此强化高支模施工的整体效果，提高施工质量。另外，要对安装作业人员实行培训教育，确保每个安装人员均能了解安装流程及技术要点，且按照规范要求开展操作。同时配备专业人员对安装环节实行监管，及时解决安装中存在的各种问题，从而加快高支模施工的进度，避免损失的形成。施工质量的提升可有效降低安全事故的发生概率，维护工作人员的人身、财产安全。

最后，在高支模施工过程中，技术人员还需对现场实际情况展开详细勘察和了解，且结合施工方案及图纸设计内容进行对比分析，增强设计的合理性、可行性，同时结合现场实况制定一系列较为有效的安装和管理方案，确定各构件的安装位置，做好科学防控，以此促进高支模施工作业的顺利进行，增大施工安全系数。

4    结语

南海公园堤桥工程涉及的危大及超危大项目较多，施工前需组织技术人员对各个方案进行编写讨论。即从将V墩及上部箱梁荷载简化为柱模型进行地基承载力验算，到通过混凝土配筋，完成搭设满堂脚手架前所需的地基配置，再到高支模采用碗扣式满堂脚手架，进行相关的挠度、抗剪、稳定验算，经过一次次的演算，在安全稳定的前提下，推导出最经济合理的施工措施。

[参考文献]

[1] 谌艳霞.建筑工程高支模在施工中的应用[J].江西建材，2018（7）：38-39.

[2] 耿东各，张秀川，沈振川，等.复杂高支模施工技术研究与应用[J].天津建设科技，2017，27（6）：5-7.

收稿日期：2020-02-11

作者简介：李康（1983—），男，江苏泗阳人，工程师，盐城南海未来城项目部项目副经理，主要从事施工管理工作。