现浇梁承插型盘扣式满堂支架施工问题探讨

韦 坤

(广西八桂工程监理咨询有限公司，广西 南宁 530021)

0 引言

承插型盘扣式满堂钢管支架搭设速度快、安全性及承载力高、材料用量节省。结合工程施工经验及整架无斜杆侧移试验结果可知，盘扣式钢管支架抗侧移能力强，其支模架可从立杆顶部插入可调托座，形成较好的受力体系。与传统模板制成体系等支架结构相比，盘扣式钢管支架施工工法简单，不会发生配件缺失，更不会出现支架体系失衡的情况。虽然盘扣式钢管支架造价和租赁费用较高，但是运行维护费用少，并能多次循环使用，因此在桥梁工程中应用广泛。

1 工程概况

某公路全线共设置互通主线桥梁三座，分别为钦锦大道、钦海大道及友谊大道互通主线桥。起讫桩号分别为K1+251.818～K1+696.418、K2+399.074～K2+783.674、K4+296.033～K4+680.633，桥梁全长分别为444.6 m、384.6 m、384.6 m，为五联、三联、三联设计。三座互通主线桥均为现浇预应力混凝土箱梁结构，其中，钦锦大道桥宽2×13 m，分联梁高分别为1.8 m、1.8 m、2～3.6 m、1.8 m、1.8 m；钦海大道和友谊大道互通主线桥均为2×13 m宽，分联梁高分别为1.8 m、2～3.6 m、1.8 m。以上三座跨线桥标准段设计跨径均为30 m，跨路口处采用60 m大跨径及变高梁设计，梁底为二次抛物线过渡形式，中支点梁高3.6 m，边支点及跨中梁高均为2.0 m。

这三座跨线桥箱梁均为单箱双室断面型式，顶板悬臂长2.5 m，边腹板为直腹板设计，各联为长、短束相结合的方式设置纵向预应力，2排钢束以横向方式设置在每片腹板内，而边支点附近的腹板钢束则上弯至梁顶，并以开槽方式锚固处理。顶板和底板钢束均锚固于设置在箱室内的锯齿块。为使全桥能同时施工，全桥纵向预应力梁端并不设置张拉端，全部横梁均设置预应力，横梁预应力锚固于横梁端部开槽。

2 施工方案

脚手架是工程建筑方面重要的施工工具，随着施工技术水平的不断提升，脚手架型式也逐渐从最初的普通钢管扣件式脚手架发展为门式脚手架、碗扣式脚手架，近年来又出现了承载力好、安全稳定性高、搭拆方便的盘扣式钢管脚手架。承插型盘扣式脚手架主要由基础立杆、水平杆、斜拉杆、可调底座和托撑、工字铝梁等热镀锌部件构成，可有效防止部件发生生锈腐蚀。立杆作为主构件，主要使用壁厚3.2 mm、直径60 mm的钢管制成，可调底座则为厚10 mm、直径135 mm的圆盘，圆盘上设置接孔连接水平杆和斜拉杆。立杆主要采用Q345B低碳合金钢材料，材质性能比Q235普通钢管更为优越，使得立杆承载力可达20 t/根；斜拉杆设计形成独特的格构柱结构，稳定性明显提升。

本桥梁在施工前主要从结构承载力、安全性、经济性等方面进行了碗扣式钢管支架和盘扣式钢管支架的比选。

(1)承载力。现浇梁承重支架主要表现为立杆轴心受压，碗扣式钢管支架立杆、水平杆及斜拉杆均采用Q235材质，规格均为φ48 mm×3.0 mm；盘扣式钢管支架则采用Q345B低碳合金钢材料，规格主要为φ60 mm×3.2 mm，结构承载力明显提升，并且立杆、水平杆和斜拉杆轴线均交汇于一点，结构整体稳定性强度超出碗扣式钢管支架的两倍[1]。

(2)安全性。盘扣式钢管支架通过独立楔子穿插自锁，在重力及互锁双重作用下，即便在插销未敲紧时，各杆件也无法脱出。插件具备自锁功能，插销按下后自动锁定，插销拔下后可自由拆卸，扣件与支柱大面积接触，使钢管抗弯折强度明显提升，有效防止了钢管支架歪斜等现象的发生。

(3)经济性。虽然盘扣式钢管支架的租赁费比碗扣式支架高，但是盘扣式支架立杆具有较大承载力，间距和步距也设置较大，所以同样单元所用杆件数量仅为碗扣式钢管支架的65%，构件也均为标准化设计，运输、装卸等均更加方便，一次搭设成型后无须再次加固；全部杆件均采用热镀锌工艺处理，架体美观，包括租赁费等在内的总使用费用比碗扣式钢管支架低。

3 承插型盘扣式满堂支架施工

3.1地基处理

钦锦大道、钦海大道及友谊大道互通主线桥均位于土质路基段，在盘扣式钢管支架施工前应按30 cm的厚度将地面翻松，检测含水量后通过振动压路机碾压至密实度93%以上，再改用动力触探法检测地基承载力。实际承载力超出设计值后按照30 cm的厚度摊铺三七石灰土，整平并碾压密实，再在其上浇筑20 cm厚的C20混凝土面层。按照设计要求分段开挖30 cm×20 cm排水沟，并形成设计坡度，保证排水。

3.2 支架搭设

3.2.1 钢管支架搭设工艺

将长为150 mm、直径为60 mm的钢管焊接在直径为48 mm立杆上对接，可进行高度调节；将1个花盘焊接在对接立杆上，可进行横杆连接。依据该现浇梁主体结构高度，选择LG-500、LG-1000、LG-2000三种规格的对接立杆。将两个连接立杆的插头焊接在不同长度水平杆上即为横杆，横杆按照SG-600、SG-900、SG-1200、SG-1 500等规格设计。将185 mm工字铝梁焊接于立杆顶托架上形成主龙骨结构，梁板高度通过顶托予以调节。板底和梁底次龙骨均采用方钢材料，设计尺寸分别为长70 mm、宽50 mm、厚4 mm以及长150 mm、宽150 mm、厚6 mm。结合工程设计要求，模板采用尺寸统一为长2 440 mm、宽1 220 mm、厚15 mm的胶合板。

盘扣式钢管支架实施方案简图具体如图1所示。

图1 盘扣式钢管支架搭设简图(mm)

3.2.2 材料特性及荷载情况

现浇梁承插型盘扣式钢管支架材料特性具体如表1所示。

表1 盘扣式钢管支架材料特性表

该现浇梁立杆横距分别为900 mm、1 200 mm、1 500 mm，纵距和步距均为1 500 mm，进行荷载组合设计时，分别按照1.2和1.4设定恒荷载分项系数和活荷载分项系数。普通板钢筋混凝土自重为25.1 kN/m3、普通梁钢筋混凝土自重为25.5 kN/m3、主次龙骨和模板自重为1.2 kN/m2、施工设备及人员重为3.0 kN/m2、振捣施工荷载为2.0 kN/m2。

3.3 预压

3.3.1 支架预压

搭设完支架且检查底模和侧模安装效果后通过砂袋预压，从两个中支点开始向两侧模拟混凝土浇筑过程分级加载预压。预压吊装过程中施工人员必须分工明确，专人指挥，密切配合，并事先规划好起重设备行走及砂袋运输路线，全面检查起重及运输设备性能。在吊装加压过程中必须结合起吊重量和提升高度实时调整仰角及起重臂长度，保证整个起吊过程缓慢、稳定、匀速进行。

在铺设完箱梁底模后进行整桥底模预压，并确保预压位置和箱梁各部位的一致性。支架预压荷载的施加分60%、80%、100%三级[2]进行，而为消除非弹性变形，全联预压荷载一次性施加。预压砂袋的码放必须结合箱梁恒载分布，通过汽车吊将砂袋吊放至指定位置，并由低处向高处分层预压。为进行地基沉降观测，沿纵向在支架处按1/4跨、2/4跨、1/4跨支架底部间隔设置地基沉降监测断面，监测点数量为5个/断面、15个/跨；同时，在箱梁的1/4跨、2/4跨、1/4跨以及支点处设置沉降观测点，数量共为7个/断面、21个/跨。

在结束支架搭设后进行其初始值测定，再在各级加载完成后按照12 h时间间隔分别施测，若支架连续两次所测沉降差均值≤2 mm时，继续加载过程；相反，则应立即停止加载。现浇梁预压观测项目主要包括沉降差、盘扣式钢管支架弹性变形及非弹性变形等。

3.3.2 预压验收

现浇梁承插型盘扣式满堂钢管支架验收标准为测点平均沉降≤1.0 mm、连续三个测点平均沉降累计值<5.0 mm。采用100%→80%→60%→0的与加载相反的顺序分级卸载[3]，除在卸载过程中应加强观测外，卸载后6 h还应再次观测，根据所绘制出的加载及卸载变化趋势曲线，进行盘扣式钢管支架弹性变形及非弹性变形等的分析。卸载结束后，为消除非弹性变形，应调整支架标高。

4 结语

应用结果表明，承插型盘扣式钢管支架技术先进、安全可控，施工效率高，钦锦大道、钦海大道及友谊大道互通主线桥应用盘扣式支架后比传统碗扣式钢管支架节省直接投入54万元；实际总工期为56 d，比传统支架方案提前24 d，大大减轻了工期压力；支架工程管理成本增加4.4万元，共节省成本49.6万元，所化解的工期风险损失多达500万元，所产生的经济效益和社会效益十分显著。