淺談大跨連續梁現澆支架的設計和施工

摘要：支架下部原地面基礎處理和下沉；滿堂腳手架的搭設方法和要求；支撐支架底模的弧形桿件的材料選擇與制作；支架加載程序和下部支撐卸載程序；支架間隔槽的預留位置；合攏溫度的選擇；混凝土分段和澆注順序；拱上運輸系統的布置；消除支架變形、控制支架變形等關鍵技術難題，對類似工程的施工有一定的借鑒作用。

關鍵詞：現澆連續梁 支架 設計 施工

以設計的角度進行分類，支架法的常見現澆箱型連續梁包括兩種類型：一種是整聯一次的立架現澆和整體張拉的預應力混凝土連續梁;另外一種是逐孔立架現澆和分次張拉的預應力混凝土連續梁。這兩種橋梁結構在施工工序和工藝方面，在支架搭設的長度、預應力施工方面具有差異性，其它關鍵施工大致相同，不再具體敘述。某某客專5標位于北京南5環，墩號A301~A303為60+100+60大跨度現澆連續梁。

1 連續梁現澆支架的設計與工序

以施工支架進行分類，常見的施工方法包括滿布式支架和梁柱式支架。其地基處理的主要施工工序如下：

1.1 地面的整平壓實 首先清除地表的腐植土，再根據地基的具體土質，選用與之相適應的壓實設備，壓實地面到最佳的密實度。路面兩側挖出排水溝，保證地表水的及時疏排。清除跨徑范圍左右寬度共13m的投影面下的浮土、挖基傾倒土、溝槽表層植被。全部清除之后，在縱橫的方向挖出錯臺。靠近兩橋臺的橫向處，特別是自然坡度大的位置，以風化巖石層和土質的情況作為依據將錯臺處理為不同的寬度，并清除錯臺的廢方。

1.2 鋪設墊層并壓實 以當地的施工條件為依據，選擇與之相適應的墊層材料，如碎石、巖碴、砂、灰土、混凝土等，進行分層的鋪設并夯實，以增強地基承載的能力，將支架的荷載均勻地分布到地面。沿著橋的走向在左側支架的支承面外緣，設置一個漿砌片石擋土墻，其砂漿標號為M7.5。擋墻基礎的處理深度以地質情況為依據，保持在0.5米以內。擋墻的頂寬為0.8m，外坡直立，內側背坡依擋墻高度設置為1：0.3。擋墻的高度為2～4m。橫向建設為階梯形的擋墻。墻背的回填材料為無有機質的天然土，以分層振動沖擊夯的方式夯實，每層的松鋪厚度為15cm，填筑至墻頂。壓實度不低于90%以上。每臺階寬度為立桿橫向間距0.75m的倍數。

1.3 鋪設墊木 以支架立柱的荷載大小為依據設定墊木間距與合理的截面尺寸。在斜坡地段靠近橋臺的立桿底端，以漿砌片石的擋墻作為基礎，在基礎的頂面澆注厚度為5～8cm的C20砼墊層，在墊層上鋪方木并支好立架。在跨中縱向已填平的30m長范圍左右，以孔徑為1.0m×1.2m的C15片石砼作為樁基礎，樁的根數為13，樁底的挖掘深度為地面1.5米以下，樁身的長度以覆蓋層厚度在3～7m深范圍為依據設置，長度不等。樁頂上預埋Ф12的螺紋鋼，同時滿鋪φ8的鋼筋網，網格的間距為12cm，以厚度為20cm、標號為C20的砼滿鋪上層，作為持力和找平層。跨中橫向在每排的鋼管下鋪設15×15cm的方木，擴大基礎承壓面，減小單位壓強，提高基礎的剛度，以減小地基的沉降。其余高度相對較小的立桿以砼獨立條形基礎作為基礎。

2 連續梁現澆支架的施工

2.1 支架搭設 在支架滿布的情況下進行荷載檢算，在搭設施工中必須嚴格控制支架的標高，確保不同桿件的受力均勻。在近年來的施工中，公路橋梁的施工已經成功移植了房建施工中采用的鋼管腳手架，現已存在不少的先例。資料明確表示，以這種方式修建橋梁的跨度已經能夠達到110m，拱架的高度達到30m。除去陸地上的橋梁應用意外，在深度7m左右的河流施工中也有使用扣件式的鋼管腳手架。通過這些事例可以說明，建筑中的扣件鋼管腳手架作為橋梁的拱架，相比傳統的拱架在技術和經濟上存在很大的優勢。扣減鋼管腳手架相比木拱架，具有剛度較好、變形較小的優點，而且能節約大量的木材。所以本橋梁工程選用扣件鋼管拼裝滿堂式拱架的施工方案。

2.2 支架布置 設計采用在拱架上組裝并現澆箱形截面拱圈的工藝施工，這是一種預制與現澆相結合的施工方法，拱架只需承擔部分拱圈的重量與施工荷載，待預制件組拼與現澆部分拱圈結合成拱以后，拱架僅承擔后續工序拱圈施工的部分重量；已施工的部分拱圈可以起到部分拱架的作用，因而可以減輕拱架荷載，有利于控制拱架的變形與受力。

在搭設拱架之前，先應操平原地面的布設點，將其作為地面標高的初始值，同時做好記錄的保存。在搭設拱架施工完成后，利用水準儀檢測承受拱架荷載下地面的相應標高，將二者的差作為原地面的下沉值，以此作為根據分析地面下沉的成因，并制定相應的對策。搭架順序為：橫向立桿—橫向橫桿—縱向立桿—縱向橫桿—（立桿、橫桿）接長—形成空間框架的結構。

立桿頂部的標高應加上沉降值與預拱度，本橋需要考慮主拱圈的撓度變形、拱架的壓縮變形與地基沉降三個因素，預留的變形量為14cm，并用水準儀以預先計算的高程值進行操平的控制，計入預拱度的拱腹高程：

正拱高程換算成斜置高程＝同一垂直方向的立桿頂部高程＋鋼模高＋弧形管高

注：鋼模高與弧形鋼管的高并非水平放置，為該處坐標在設計中拱腹線斜置后的高度

坐標的中間點內插橫向的同一排立桿，每一個頂部的高值相同（每根立桿的頂部依據計算的高程以氣割燒割而成凹弧形，凹槽的弧度與縱向鋼管的外弧相同），每一排的立桿頂部在縱向成為標準的弧形并與主拱圈的弧度一致。按照設計給出的主拱圈縱橫坐標加上預拱度值將水平和斜置拱軸線及拱弧線精確放出，實際量取弧長、弦長等數值與理論值進行比較，確保正確后再在拱架上實際放樣制作弧形桿，斜置拱軸線等分48份后，兩橋臺拱腳連線上各等分點在鉛垂方向至立桿頂部凹槽底的高度可實際量取；立桿頂部凹槽底至拱盔鋼模板頂部在鉛垂方向的高度也可實際量取），弧形桿上部的所有荷載直接傳遞到每根立桿頂部并通過整體框架均勻傳遞到原地面。

拱盔鋼管的弧形桿頂部直接鋪設尺寸為1.5m長×0.3m寬的標準鋼模板，安放方式為橫向，每排的模板數為7塊，寬度為10.5m，模板下部以U形卡相連接成（為了避免鋼模板由于溫差而變形，在拱頂，1/4和3/4處橫向采用共3排木模板），為防止鋼模板的微動與受力凸起，鋼模板下部以鐵絲間隔的方式將頂部的弧形桿與鋼模板固定好。主拱圈底模即為鋼管弧形桿上滿鋪的鋼模板。

2.3 支架的拆除 支架需要將對稱和同步作為原則，分步驟進行拆除。當一跨箱梁采用多跨支架支撐時，宜首先分級卸落混凝土箱梁跨中支撐。項目部負責對大橋在拆除拱架期間的位移和沉降進行觀測，配備兩臺水平儀，一臺經緯儀，對每天的觀測要詳細認真記錄，當場簽字，得出結論及時提供給主管技術人員和現場結構監理工程師。拆前測一次，拱架永久脫離拱圈后側一次，拆架期間每天觀測不少于3次。從底部跨中位置同時橫向全寬向兩拱腳沿縱向方向間隔一排切割一排進行切割，跨中位置切割1厘米高度，向兩拱腳按線形比例計算的高度切割，之后再從跨中向兩拱腳方向按上述高度對稱割除剩余的一半。切割前必須提前在每排鋼管下部用粉筆劃線標出每排鋼管需割除的高度，以便操作人員準確控制割除的高度。完成第一循環。完成第一循環后經過3～5小時的穩固期，然后進行第二循環，順序以及割除高度和第一循環完全相同，完成第二循環后根據觀測結果如拱圈還在下沉再重復第一循環，如未下沉就將拱架完全拆除。主拱圈滿堂架拆除速度慢將對主拱圈受力不利，為此要求施工隊至少達到4個切割槍，四名以上切割員同時展開，以加快拱架拆除速度。

3 結束語

支架法現澆混凝土箱梁受到的影響因素較多，制定方案時應與施工現場的實際情況相結合，逐一進行論證、檢算，并進行經濟與技術的對比，擇優選用。在承載力穩定和良好的地基上進行現澆箱梁施工，如梁底與地面的距離不大時，可以優先選擇滿布支架法現澆方案。支架預壓為箱梁現澆前的重要環節之一，加載的順序和荷載的大小要與設計中的施工過程相合，并應在加載前、后和過程中進行支架和基礎的觀察與測量，得出支架的非彈性變形和彈性變形，同時對比分析計算的數值，確認無誤后才可進行現澆施工。

參考文獻：

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