采用門式支架 確保箱梁施工的質量\\安全與進度

摘要:某標段工程全長1.84km，其中高架橋1.74km，主橋由16聯跨現澆砼連續箱梁和1聯跨鋼疊合梁組成，匝道橋由7聯跨現澆砼連續梁組成，主橋橋面寬25.0～57.8m，全橋箱梁支架搭設面積5.0萬余m2。從工程質量、安全、進度出發，我們全部采用滿堂門式支架搭設，機場路口聯跨箱梁施工，從現狀車、人流交通量考慮，我們采用貝雷桁架搭設。

關鍵詞:箱梁施工 質量 安全 進度

1 地基加固

本工程主線高架橋與2對并排平行的“剪刀叉”形匝道橋，分別處在XX與XX路丁字交叉口的道路上和已基本完成的XX路一期工程道路上(部分為瀝青砼路面，大部分為三渣基層)，以及在XX勝路兩側剛拆遷的場地上和現在征用的蔬菜地上。因此，上部結構箱梁施工時，由于部分地段處在現狀德勝路、機場路的瀝青面層或三渣基層范圍內，原則上無需進行地基加固。其它部位處在現狀拆遷后的場地、蔬菜地、中央綠化帶及承臺、管道遷移挖除和Ф2200壓力污水管探測監測的地段，故需進行地基硬化加固處理。處理時先清除場地表層表土、拆遷的建筑垃圾和拆除現狀中央隔離帶，爾后進行填前碾壓，分層回填15∽50cm厚的塘渣平整壓實，頂面做成1%的排水橫坡，再在塘渣基層頂面上澆筑一層15cm厚C15砼地坪。加固處理范圍為上部箱梁投影面積兩側各加寬1.0m，外側做一條20×30cm的臨時排水明渠，對于承臺施工過程中開挖的基坑則先采用黃砂分層回填，爾后進行回填至周邊場地填筑的塘渣底面標高，沖水密實，然后與周邊場地一起進行宕渣填筑壓實后澆筑15cm厚C15混凝土地坪，滿堂支架搭設時，使地坪均勻受力即可。

2 支架搭設

2.1 滿堂門式支架搭設:滿堂支架搭設將根據不同地段主線高架橋和匝道橋梁的箱梁寬度分別進行搭設，本標段橋梁截面以等寬型為主，但有較多部位為異型變寬段，因此支架均采用滿堂支架沿箱梁軸線方向展開搭設，寬度以橋面寬度的投影每側各寬出0.5m。由于本標段工程主線高架橋梁的滿堂支架高度較高，大部分均在4-10.5m左右，且箱梁荷載較大，滿堂支架的剛度及穩定性要求高，因此滿堂支架計劃采用寬1m、高1.9m的FBM1019可調重型門架進行搭設，并配套FBG19調節桿、FBC1212、FBC0912交叉支撐、FBU60可調托座、FBD60可調底座和FBT10插銷，門架立桿為Φ57×2.5鋼管，門架橫桿、調節桿為Φ48鋼管。

滿堂門架搭設時橫向間距為0.9m，縱向間距為1.0m;對于箱梁端部加厚范圍，將門架重疊設置，將橫向間距設為0.6m，縱向間距設為0.5m(局部死角部位用鋼管扣件搭設調節);并在門架滿堂支架搭設時在門架頂部設置調節桿和可調托座，在門架底部設置可調底座，以便于箱梁底模的標高調整;局部如腹板部位荷載大處考慮在門架中部加設豎向鋼管以減少跨距。同時重型門架滿堂支架搭設時，門架的安裝應縱向、橫向排列整齊，自一端延伸向另一端，自下而上按步架設，上下保持垂直，并逐層推進階梯搭設，整架縱向、橫向垂直偏差小于H/400且小于20mm，且縱向門架間設置交叉支撐，與門架鎖銷鎖牢，同時整架采用鋼管扣件進行加固，設置水平加固桿、斜桿和剪刀撐，其中水平加固桿每層加設，其位置設在立桿節點或靠近立桿節點的部位，而斜桿和剪刀撐則整架每隔4-6m設置，斜桿和剪刀撐與地面的夾角控制在45°-60°之間。在門架頂的可調托架上縱向布設斷面12×15cm方木和橫向布設斷面8×8cm方木@30cm，以便箱梁底模鋪設，詳見附后的門架式滿堂支架縱橫斷面搭設示意圖。

2.2 貝雷桁架搭設:本標段工程主線橋在起點段跨越現狀40m寬的機場路，沿線亦有多處跨越現狀村道，為滿足現狀機場路和沿線村道的橫向交通要求，滿堂支架搭設過程中將在相應位置采用1.5m(高)×3.0m(長)的貝雷桁架或型鋼搭設桁架門洞以維持現狀交通，并滿足上部結構箱梁現澆施工的要求，桁架門洞的凈空根據不同的地段分別為2-10.0×5.0m(機場路)和4.0×3.0m(沿線村道)的通道。桁架門洞上方及兩側則按上述滿堂支架的搭設方法，采用FBM1019可調重型門架進行搭設，局部死角部位以鋼管扣件搭設調節。

3 力學性能驗算

3.1 箱梁中部支架驗算

3.1.1 荷載計算:按荷載最大的主線橋PM36∽PM39聯24.8m寬34+52+34m變截面三聯跨為例。

橋梁上部箱梁砼總計2240.48m3，考慮箱梁砼配筋率較大，比重按2.6t/m3進行驗算。

箱梁自重:2240.48m3×2.6t/m3=5825.248t

三聯跨箱梁底面積:(34+52+34)m×24.8m=2976m2

因此箱梁平均荷載為:5825.248t/2976m2

=1.9574t/m2=19.574kN/m2

取模板自重:1.0kN/m2

取砼振搗產生荷載:2.0kN/m2

取施工荷載:1.0kN/m2

考慮荷載的安全系數:恒載K=1.35;活載K=1.4

荷載總計:28.89kN/m2

3.1.2 單榀門架立桿的允許承載力計算:

N=K×Φ×A×f

K:整架高度調整系數，考慮本工程上層主線高架橋整架高度較高，調整系數取0.8。

A:單榀門架立桿的截面積，因為Φ57×2.5mm立桿

A=2A0=2×428mm2=856mm2

f:鋼材強度設計值，取215N/mm2

Φ:軸心受壓桿件的穩定系數，根據λ=h0/i查表取0.62，因此單榀門架立桿的允許承載力為:

N=0.8×0.62×856mm2×215N/mm2=91284N=91.28kN

由于本工程門架式滿堂支架搭設時，每榀門架水平橫向間間距為0.9m，縱向水平間距為1m，門架自身寬度為1m，因此每榀門架承受的施工荷載為:

0.9m×(1.0+1.0)m×28.89kN/m2=52kN<91.28kN(允許承受荷載)

因此門架式滿堂支架搭設是穩定的，滿足施工要求。

3.2 箱梁端部加厚范圍支架驗算

3.2.1 荷載計算 PM37、PM38墩東西方向各14m共28m范圍箱梁底板部分計混凝土658.82m3，17m寬底板部位箱梁自重:658.82m3×2.6t/m3=1712.932t

底板面積:28×17m=476m2

因此箱梁端部底板部位平均荷載為:36kN/m2

取模板自重:1.0kN/m2

取砼振搗產生荷載:2.0kN/m2

取施工荷載:1.0kN/m2

考慮荷載的安全系數:恒載K=1.35;活載K=1.4

荷載總計:48.6kN/m2

3.2.2 單榀門架立桿的允許承載力計算:

N=K×Φ×A×f

K:整架高度調整系數，考慮本工程上層主線高架橋整架高度較高，調整系數取0.8。

A:單榀門架立桿的截面積，因為Φ57×2.5mm立桿

A=2A0=2×428mm2=856mm2

f:鋼材強度設計值，取215N/mm2

Φ:軸心受壓桿件的穩定系數，根據λ=h0/i查表取0.62，因此單榀門架立桿的允許承載力為:

N=0.8×0.62×856mm2×215N/mm2=91284N=91.28kN

由于本工程門架式滿堂支架搭設時，每榀門架水平橫向間間距為0.6m，縱向水平間距為0.5m，門架自身寬度為1m，因此每榀門架承受的施工荷載為:

0.6m×(1.0+0.5)m×48.6kN/m2=43.74kN<91.28kN(允許承受荷載)

因此門架式滿堂支架搭設是穩定的，滿足施工要求。

4 箱梁支架的預壓試驗

4.1 為驗證支架的整體穩定性及支架基礎的實際承載能力，驗證支架搭設的各項設計參數，克服砼澆筑過程中的不均勻沉降，避免箱梁因支架不均勻沉降而出現裂縫，滿堂支架在鋼筋綁扎前要進行壓載試驗。壓載試驗方法如下:預壓所用的材料采用袋裝砂包，在跨中擬鋪設底板的8×8cm方木平臺上選定縱橋向長為a=3～5m、橫橋向底板斷面范圍b進行試驗。在聯跨中取原有瀝青面層或三渣面與硬化地坪上分開壓載后綜合考慮。經初步計算如PM55∽PM59聯等截面主線橋箱梁底板部分荷載約為1.629t/m2。根據招標文件和有關規范要求，考慮1.3的安全系數，則加載總量為W=1.629ab×1.3t，在加載范圍內松開試驗支架與非試驗支架的連接扣件，使其失去聯系。加載宜分四級進行，即25%、50%、76.9%和100%的加載總重(其中76.9%W即為箱梁一期恒值)，加載過程要求平衡對稱進行，避免單側過高造成失穩。每級加載后均靜載3小時，測量各階段支架的沉降量，共24小時試驗觀測后，卸載完試驗范圍加荷重量時，測量支架反彈值。沉降量的測量采用精度水準儀，預壓時設專人觀測，記下各階段的高程值，然后計算沉降量，若沉降量不滿足設計要求時則需對基礎和支架進行加固措施，再進行試驗，直到滿足要求為止。以后各階段基礎處理和支架搭設均以此試驗參數為標準進行，并根據預壓結果按二次拋物線設置一定的預拱度。

4.2 沉降測量方法 底模鋪好后，試壓范圍內底部四角各吊一重約2KG垂砣，在門架立桿上準確標出砣尖端高程標記(控制此標記距地面約100cm)。

在鉛線附近非試驗的支架立桿底部作好與垂砣同高作記，并量測該標記點與重砣的水平距離L。

每階段加載完畢后，測定鉛垂尖端與試驗支架標記的相對標高，即為標記以上部分支架沉陷量。

四階段加載完畢后，再測量試驗支架和非試驗支架標記的相對標高差值即為加載后支架沉降量。

在測定相對標高同時測定非試驗支架標記點與垂砣尖的水平距離L，以便計算支架受荷過程中的傾斜度，進行支架基礎的不均勻沉降控制。

卸載完加載重量時再測一次變形標高，以便算出支架的反彈值。

壓載試驗詳細觀測并做好記錄，詳見支架沉降觀測表。

5 支架卸拆

滿堂支架卸架按規范和設計要求執行，待預應力張拉壓漿完成達足夠強度后拆除，原則要求從上至下、從兩翼至中間、從中部向兩端對稱、少量、分次、逐步完成，以便使箱梁本身平衡承受恒載，避免結構物在卸架過程中發生質量事故。因此，對塊段卸載時橫向從兩翼緣板開始，向底板中心部位推進，縱向從中部向兩端墩位拆除，每次卸架時箱梁橫斷面對稱進行，防止單邊操作對箱梁的影響，橫斷面受力不均，并在卸架過程中及時對箱梁標高進行觀測，數據匯總，掌握支架卸架情況。

6 支架搭設及預壓試驗注意事項

①支架搭設前對操作人員進行安全教育和安全技術交底，作好交底記錄。②支架搭設必須戴安全帽，高處操作必須系好安全帶，特殊工種需持證上崗。搭設時橫桿上擱置的臨時行走板必須穩固且不允許懸挑，以防止人員跌落。③腳手架外側須搭設上部結構施工的斜梯，設防護欄桿，做好夜間照明。④作業層面須滿鋪操作平臺，并固定在大橫桿上。⑤測量沉降量所標記應準確，須用水準儀設定，并且可多設幾個校正點，以求準確。⑥加載時應平衡，使試驗支架均勻受力。

本工程現澆箱梁施工，采用門式支架和貝雷桁架進行支架搭設，因其搭拆便捷、安全可靠，大大縮短了支架的搭、拆時間，加快了模板、支架的周轉率，促進了箱梁的施工進度，對縮短施工工期、減少成本投入、安全生產、文明施工都取得了顯著的企業效益和社會效益，有力地促進了工程質量的提高，保證了施工進度，推動安全文明施工上了新的臺階，為創建優質工程，提供了可靠的保障。