现浇箱梁支架法施工关键技术研究

2021-04-01马腾飞

工程建设与设计 2021年24期

马腾飞

（河北路航实业集团有限公司，河北邢台 054000）

1 引言

现浇箱梁施工包括支架法、移动模架法、悬臂浇筑法、转体施工法等，其中，支架法施工较为常见，主要分为满堂支架法和钢管支架法。陆地作业可采用扣件式满堂支架法、碗扣式满堂支架法或盘扣式满堂支架法；高墩施工或水中施工多采用钢管支架和贝雷梁组合的方法。目前，现浇箱梁多采用盘扣式满堂支架法。

支架法施工是一个复杂烦琐的过程且环环相扣，任何一道工序出现问题都将会影响结构安全或施工进度，其施工工艺流程为：地基处理→支架搭设→支架预压→模板安装→钢筋安装→混凝土浇筑→应力施工→支架拆除。工程师要根据各道工序特点，抓住关键控制技术，规避安全生产风险。

施工前，应成立专门的测量小组，对箱梁控制桩、水准点、导线点进行复测，经监理工程师复核合格后方可使用，测量遵循从整体到局部、先控制后碎步的原则；技术人员要复核桥梁控制部位的坐标、高程、连接构造、工程数量等，桥梁作为系统工程，要遵循从桥面到基底，从顺桥到横桥、重点在连接部的原则，重视桥梁空间关系和各部件的连接问题，从梁长、梁高、桥宽、支座位置、伸缩缝位置等进行全面复核，拆解施工图纸；支架施工必须制订专项施工方案，对超过一定规模的危险性较大的工程必须经专家论证，且论证通过，经逐级技术交底和岗位培训合格后方可实施。

2 地基处理

支架需要搭建在坚实的基础上，因此，必须事先对桥位处的地质情况进行勘察，根据支架计算荷载和地质特点确定对地基承载力的要求[1]，不满足要求则需对地基进行处理。浇筑20 cm厚混凝土垫层，做好排水处理，防止雨水浸泡地基，造成地基失稳，触发支架坍塌。为便于排水，原则上处理后的地基应高出原地面20 cm且设置不小于2%的排水横坡[2]。地基处理宽度应较箱梁投影面宽1 m以上，同时，做好排水系统。垫层上铺设方木，方木横向布置，其间距与支架间距一致。

3 支架搭设

支架运抵施工现场后，由质检员组织验收组对进场构件进行初步验收，未经验收合格的构件不得投入使用，严重锈蚀或损伤、材质不明的支架不得使用。其材质应符合现行国家标准要求，强度、直径、壁厚等符合设计要求。

支架搭设前要根据结构受力要求对支架结构的强度、刚度和稳定性进行计算，确定支架步距、纵距等参数。首先，由测量人员采用全站仪结合墨斗将支架投影主要控制线条画出，形成支架平面位置，支架搭设线形要考虑桥梁竖曲线、设计预拱度和施工预拱度等因素。梁底与工地根据预压结构确定，多按二次抛物线进行分配。

以盘扣式脚手架为例，对搭设做相关介绍：架体由立杆、水平杆、斜杆、连接盘、插销、扣接头、底座、上托座、方木等组成。支架搭设应根据立杆放置可调式底座，按照先立杆、后水平杆再斜杆的布置原则进行搭设，形成架体单元，并以此扩展形成空间支架体系。每搭设完一步支架后，要及时校正立杆的纵距、横距、垂直偏差和水平杆步距、水平位置偏差等，应采用铁锤锤击将水平杆的扣接头与连接盘的插销至规定深度的刻度线，确保连接牢固；同时，随着架体升高，设置斜杆。安装脚手架时，立杆、纵横向水平杆必须同步安装，扣接头必须锁死，垂直度、对接口和相邻杆接头间距是重点控制的环节。遇大风、雷雨天气应停止支架搭设。

4 支架预压与验收

支架搭设完毕后由班组自检，项目部组织施工、技术、安全、测量、质检等部门进行全面检查，合格后由项目负责人组织安全、技术报监理工程师进行验收，报检合格后方可进行下道工序。

支架预压必须经验收合格后方可实施，其对现浇箱梁施工至关重要，既可通过支架逐级预压加载监测支架体系在梁体自重、支架连接点安装间隙、支架变形和基础沉降等参数，得出弹性变形数据和消除非弹性变形，又可检验支架搭设后的结构安全和稳定性。常用的加载预压方式多采用堆载法，堆载物以沙袋为主，可辅以钢筋、钢绞线、钢条或钢锭等，水中桥梁作业可采用水箱法堆载预压。堆载布置位置要和荷载实际分布吻合。加载应分级进行，并由专门的测量小组全程监测变形数据，施工人员检查支架和基础安全情况，卸载也应分级进行。堆载预压按照承载力的20%、50%、100%、120%进行逐级预压，如采用沙袋预压，必须逐个对沙袋重量进行标定，雨天做好苫盖，避免雨水浸泡沙袋造成严重超重。预压过程和卸载过程要做好沉降观测记录。预压结束后根据观测记录计算支架的非弹性变形、基础沉降变形和架体弹性变形，用以确定模板支设的高程预留值，务必计算好预拱度，避免跨中下挠使主梁计算模型与实际不符造成底板混凝土受拉超限等不利工况。

5 模板安装

模板设计要遵循结构合理、强度满足、装拆便利、循环利用等原则，为减少拼缝，尽量采用大块钢模板或优质竹胶板，倒角或承托部位要考虑脱模方便；模板安装也尤为重要，直接影响混凝土成型质量。为保证底板施工质量和工人操作安全，外模板可采用底板包腹板的形式，即底模板要宽于箱梁底板，腹板模板呈倒T形固定于底板模板上。

6 钢筋安装

现浇箱梁钢筋工程比较复杂，钢筋型号和直径多，弯起钢筋和预埋件多，特别是预应力管道分布密且多为顺桥向贯通，平曲线和圆曲线的设置将导致波纹管定位和浇筑过程中极易出现问题。必须制定详细的钢筋下料单，并进行分类加工、存放，编号要清晰，同时，可结合BIM技术对主梁结构进行三维建模，检查管道碰撞问题，开展可视化交底，确保施工顺利，避免窝工返工。要高度重视预应力管道的保护，避免钢筋焊接、拖拉等破坏波纹管，做好定位加固控制和接头密封检查。

7 混凝土浇筑

混凝土浇筑前，应认真检查模板内有无杂物，支架、模板、钢筋和预埋件等是否设置安全齐全，检查混凝土罐车、混凝土泵车、振捣棒等施工设备是否正常，运输便道和天气是否满足施工要求，同时，再次对模板标高和平面位置进行复核。

现浇箱梁多为大体积混凝土施工，常采用C50混凝土，混凝土强度高、浇筑方量大、持续时间长、施工难度大，且混凝土浇筑是不可逆的过程，一经成型，如出现质量问题不可挽救，因此，必须制订科学合理的配合比和浇筑方案。要严格按照JTG/T 3650—2020《公路桥涵施工技术规范》中关于大体积混凝土施工方面的要求实施作业。混凝土浇筑的原则是先底板、再腹板、最后顶板，由两端向中间，对称均匀布料，以水平分层、斜向分段的施工工艺左右对称连续浇筑混凝土。

施工过程中注意浇筑顺序和振捣工艺，掌握浇筑时间，保证混凝土浇筑顺畅，保证混凝土振捣效果；腹板、底板混凝土施工时，严禁用振捣棒碰撞波纹管，以免损坏波纹管，致使管道进浆，影响梁体张拉；浇筑腹板时，注意混凝土分层厚度，以免由于浇筑不均匀致使底板处混凝土上翻。目前，国内在进行混凝土浇筑时多采用二次浇筑工艺，即浇筑腹板及底板混凝土，待强度满足要求后浇筑腹板及顶板混凝土，二次浇筑安全系数高、施工难度小，但工艺功效低、施工缝难以处理等，建议在浇筑环境或条件好的箱梁施工时，在保证安全的前提下，采用现浇箱梁一次整体浇筑成型的工艺，确保箱梁结构的整体性和内实外美。混凝土浇筑过程中要派专人对支架、模板进行检查，发现问题及时解决。

8 预应力工程

预应力管道安装要控制安装精度和连接严密性，波纹管径向刚度复核规范要求；钢束穿束采用自动化的整束穿束机，防止常用的单根穿束造成的绞缠等问题发生。张拉要左右对称、两端同步，按均衡对称，交错张拉的原则进行，以张拉力控制为主，伸长值进行校核，实行张拉力和伸长值指标双控。压浆采用真空辅助压浆的方式确保压浆混凝土质量。