桥梁工程现浇连续箱梁满堂支架施工技术措施研究

2023-09-21杨世光

交通科技与管理 2023年17期

杨世光

（山西路桥第一工程有限公司,山西太原 030006）

0 引言

满堂支架是将脚手架以一定的间距和密集程度进行搭设，在施工过程中起到支撑作用的工序，在现浇楼板施工、现浇桥梁施工中应用较为广泛，具有安全且经济的优势。作为新型模板支架方式，在具体施工中确定桥位、验算支架力学指标、支架搭设、梁体混凝土浇筑，达到标准后拆除支架体系，该施工技术能够在保证工程质量、工程进度的同时兼具良好的经济效益，但在实际应用中存在较多的注意事项。该文从工程实例出发，对满堂支架施工技术做出详细阐述。

1 文广路桥梁工程概况

汉中市兴元新区规划地址在汉中市城区北部，总占地面积为27.7 km2，文广路由西向东穿越兴元新区，道路整体走向为东西方向，全长5 653.949 m，道路红线宽度24 m，为城市支路，设计行驶速度30 km/h，为双向四车道设计。

在文广路k4+458.500~k4+506.500 段，拟建设70#桥梁，以K4+482.500 作为桥梁的中心桩号；桥梁全线长度为48 m，宽度24 m，平曲线半径为1 000 m。该桥梁箱梁结构为现浇混凝土箱梁，跨径2×20 m，为单箱4 室设计，桥梁高度1.6 m。该桥梁的桥台为扶壁式，在桥台下方设置有承台；桥台直径和桥墩的桩径均是1.2 m，以钻孔灌注桩为基础结构，桩基长度25 m，桩基数量12 根。70#桥梁现浇箱梁采取扣碗式满堂支架施工。

2 文广路桥梁工程现浇箱梁扣碗式满堂支架设计

WDJ 碗扣式多功能脚手杆、立杆配套使用的横杆、用于对立杆进行固定的支座以及配合立杆使用的可调托撑为该工程满堂支架体系主要构成[1]。为了有利于基础承载，将固定强力底托安装在每根立杆的下方，调节固定底托高度后，调节横杆的受力是水平状态。将主次龙骨设置在立杆的上方位置，其中主龙骨（2 道×48 mm钢管）沿脚手架顶托横向布置，在其上方布设松木材质的次龙骨（10 cm×10 cm）横向方木，次龙骨以0.2 m 净间距进行设置，将其作为箱梁底模的受力骨架。该工程在每道U 型顶托位置对主龙骨并排钢管加以固定，利用铁钉、扒钉等材料对横、纵向方木交叉点位置进行固定，使其成为一个整体进行受力。于其上方对胶合板进行固定，所选厚度为17 mm，在使用铁钉固定后，将其作为底模板。

满堂支架基础工作完成且经验收后，根据箱梁布置高程，该工程所搭设的满堂支架最低高度为4.5 m，最大高度为6.0 m。根据所搭设的高度将1 根2.4 m、1 根1.2 m杆组合作为立杆，横杆由长度0.9 m 和0.6 m 的杆组合而成，剪力撑结构使用6.0 m 钢管进行搭建，连接方式为扣件式。

在该桥梁工程满堂架施工时，确定90 cm 为横桥向和纵桥向的间距，水平杆步距为120 cm，在桥段位置共计有6 跨横梁和端横梁，其支架结构体系规模为90 cm×60 cm×120 cm。在支架纵横向全高均设置和地面夹角为45~60°的剪刀斜撑杆，利用扣件将斜杆和立杆牢固连接。纵横桥向垂直地面斜撑的设置间距为3 m，水平剪刀撑共计有2 道，其布设位置位于与地面平行且和地面底模距离1.2 m 处，顶实桥墩柱及桥台。配合使用钢管架在桥墩位置做缩孔封闭，严格控制搭接长度大于1 m，将纵横向扫地杆设置在立杆托撑部位，调整拖撑钢板和所设置的位置不超过20 cm。

3 文广路桥梁工程现浇箱梁满堂支架施工技术措施

3.1 现浇箱梁支架施工参数验算，确保施工方案合理

3.1.1 荷载计算

对施工参数进行验算可确保满堂支架施工技术方案的合理性，满足施工要求。在荷载计算方面，分别对该工程箱梁混凝土自重、模板支架自重、施工荷载参数进行验算，如表1 所示[2]。

表1 满堂支架荷载参数

3.1.2 结构设计计算

依照《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 1666—2008），支架系统中受弯杆件脚手板、纵向、横向水平杆的允许变形挠度值在10 mm 以内，悬挑受弯杆件在10 mm 以内。

（1）验算立杆强度时，对于最大轴力在横梁处立杆处时，将90 cm×60 cm 作为立杆间距，此时强度经计算为27.89 kN，若以横梁跨中处立杆受轴力最大验算，其立杆间距为90 cm×90 cm，此时强度为42.23 kN，均符合设计要求。

（2）对立杆挠度进行验算，在强度为27.89 kN 时，挠度为1.92 mm ＜10 mm；在强度为42.23 kN 时，挠度为2.91 mm ＜10 mm，均符合要求。

（3）对立杆稳定性计算，由于该工程位于汉中市，计算时不对风荷载进行考虑，经计算立杆稳定性均符合设计要求。

（4）底模验算，该工程底模为17 mm 厚优质竹胶板，中支点横梁位置的纵向方木以300 mm 为间距，受力方式和简支梁在均布荷载作用时相同，经验算底模强度符合设计要求。依照《公路桥涵施工技术规范实施手册》（JTG/TF50—2011），外露在结构表面的模板挠度，需低于模板构件跨度的1/400，经计算横梁处最大挠度为0.175 mm，符合设计要求。

3.1.3 验算满堂支架整体抗倾覆性能

在《公路桥涵施工技术规范实施手册》（JTG/TF50—2011）中明确规定，受自重和风荷载作用，支架的倾覆稳定系数应在1.3 以上。因此，以下列公式对倾覆稳定系数K0进行计算[3]：

经计算，稳定力矩为3 151.68 kN·m，倾覆力矩为2 198.4 kN·m，K0=1.43 ＞1.3，满堂支架施工方案满足抗倾覆要求。

3.1.4 预压试验砂袋验算

该工程预压试验所采用的砂袋规格为800~1 000 kg，在计算时取值为900 kg/袋。经计算桥梁以113 600 kg 作为最大截面处延米箱梁施工时总荷载，在最大截面位置每延米使用126 个砂袋用量，最大截面延米砂袋堆码高度为3.02 m。进一步分析该桥梁现浇箱梁结构，严格遵循《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T 194—2009）要求，在具体施工时选取其中一跨实施预压，相同结构形式的跨不再进行重复预压，施工共计使用2 520 个砂袋。

3.2 测量放线，明确满堂支架定位

对桥梁跨距结构的纵、横轴和1/4跨距横轴进行测量，并在混凝土表面铺设，对设计箱梁水平投影边线进行确定，其支架边线是向左右两侧延伸2 m 后获得，同时应用墨斗弹出边长为90 cm 的网格，根据支撑平面布置图，完成对每根水平钢管杆长度的计算，根据支撑立面布置图，完成对每根垂直杆计划高度的计算，以此为基础，对支架进行搭设，将支架顶托适当调整，直至和设计标高相符。

3.3 地基处理，稳定支架基础支撑

该工程桩基结构为钻孔灌注桩，完成桩基施工后，对泥浆池及软土结构完全清除，设置集水坑、排水沟实现集中配水，避免施工场地出现积水而导致支架失稳。将承台混凝土施工工作完成之后，回填承台基坑。处理地基的过程中，铺设砂夹石填筑基础（50 cm），且需要分别向全桥的纵向延伸3 m、横向也要延伸3 m，实施分层碾压密室的过程中需要保证压实度＞94%，然后于上方浇筑C25 素混凝土，厚度20 cm 作为支架基础。

3.4 重视细节搭设，提高支架搭设合理性

案例工程起始搭设支架位置为墩台，施工时遵循全幅全宽原则，在梁中位置进行合拢。在搭设支架前对碗扣杆件全面检查，避免构件出现弯曲、腐蚀、缺陷等情况。具体搭设路径：

（1）在对碗扣底托进行设置时严格依照测量放线结果以及支架搭设形式，搭拼碗扣支架。

（2）完成第一层搭设后，由技术人员检验平整度，利用底托调整高差。在立杆搭拼时使用吊线调整垂直度，确保立杆未出现偏心受力，使用碗扣对接头部位连接固定。

（3）搭设时严格控制顶托外漏部分在30 cm 以内，对自由端长度大于30 cm 的杆件配置水平杆锁定。全面检查底托和硬化处理后的地面紧密贴合，避免存在点受力情况。顶托螺扣的伸出长度在30 cm 以下，用木楔塞紧方木间隙并使用钉子加固，横向钢管的间隙配合使用粗钢筋焊接使其形成整体[4]。

（4）完成碗扣支架搭拼后，在立杆上使用扣件式钢管以3 m 为间隔设置垂直剪刀撑，确保从顶部到底部均连续性设置，搭接长度不小于1 m，于立杆两侧至少配置3 个接头卡，调整其与水平横杆夹角为45~60°。

（5）支架搭设过程中有专业人员全程观测并记录详细观测数据，数据突变时进行精密验算，保证支架搭设质量。

这个桥支架搭设高度的上限值是6 m，以2.4 m 为间隔，分别在中间、左右两端设置水平剪刀撑，且需要在墩台上严密顶实，确保支架结构具有更好的稳定性。设置扫地杆，位置在支架底部、纵横向顶部各设置一道，保持其和拖撑钢板之间的距离小于20 cm。该项工程支架的搭设要将水平杆视为HG-90 cm 杆件，并使用LG-240 cm杆件在立杆中间段，用LG-120 cm 杆件在立杆顶部区域，配套使用碗扣式配件，保证支架结构稳定性。

3.5 支架预压，检查支架承载力

检查支架承载力，避免在施工时出现地基沉降及支架的非弹性变形，安排箱梁底模板铺设施工，在支架和模板结构预压时利用恒重砂袋。预压荷载以不小于梁和模板总重的1.1 倍考虑。使用25 t 汽车吊配合人工装卸砂袋，在预压时全程由专人在现场指导。

使用恒重砂袋加载预压，为避免因降雨导致砂袋重量发生变化，填装砂袋后使用塑料薄膜覆盖，采取三级加载的方式预压加载，第一次为总荷载的60%，第二次为80%，第三次为110%[5]。

在布设支架预压观测点时，严格遵循《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T 194—2009）的技术规程内容。

（1）该工程以20 m 作为跨径规格，在观测断面布设时，纵向为1/4 跨径，管侧面的布设间隔为5 m，全程布设9 处。

（2）各观测断面上共计布设5 个观测点，布设形式为对称式。

（3）支架顶部与底部的观测点位置保持一一对应。

加载前利用水准仪做好观测准备，在完成第一次加载后，以12 h 为时间间隔观测一次支架沉降量，在两侧沉降差＜2 mm 时，组织第二次加载，以此为依据直至完成第三次加载。地基、顶板、支架体系的沉降情况，钢管的位移、变形以及紧固情况是预压时需要重点关注的数据指标。该工程在预压施工的全程均有技术人员对变形予以监测，包括跨中位置，1/4 梁跨位置，同时负责检查扣件的受力情况，对所设置的预拱度的可靠性进行检验，保证所设置的预拱度数值合理。经过三次加载沉降后，由技术人员负责对变形值进行计算，若各点位的沉降量均不足1 mm，连续三次测量，不同点位的沉降量总和不足5 mm，即停止观测，完成沉降观测表并对布置图予以绘制，交由监理工程师审核，审核通过后进行卸载施工。卸载工序完成后，对支架的弹性变形情况予以观测，对荷载变化和曲线图予以绘制，确定最终的预拱度。

3.6 分层分段，浇筑现浇箱梁混凝土

在完成支架预压后对钢筋、模板等结构进行验收，检查预埋件、预埋孔洞位置是否合理，确认无误后组织箱梁混凝土浇筑工作。该桥梁箱梁梁体混凝土设计标号为C40，由拌和站统一生产后运送至施工现场，达到现场后对混凝土坍落度进行检测，确保检测值和设计值的误差不超过20 mm。先对底板与腹板进行浇筑，再浇筑顶板混凝土，配合使用两台47 m 臂长高压泵车，由0#台和2#台进行分段浇筑，在1、2#墩中间位置处合拢完成浇注。纵向以8~10 m 为一段，分两次对箱梁混凝土浇筑，先底板及腹板，后顶板及翼板。

浇筑施工采取分层分段原则，每一层厚度均不超过30 cm。浇筑后由施工人员使用插入式振捣棒振捣施工，振捣棒插入下层混凝土10 cm 左右，避免触碰周围结构部件，以混凝土无沉降且无气泡冒出为振捣合格标准。同时为避免不对称造成内模板支撑受力不均产生偏移，在施工时水平往复、分层对称进行浇筑捣固。浇筑施工不可停留时间过长，在下层混凝土初凝前完成上层的浇筑。完成浇筑振捣后，采取覆膜洒水养护，取试块在试验室进行标养，作为混凝土强度等级评定的依据，同期制作2 组试块，在现场与梁体同条件养护，作为混凝土张拉的依据。