碗扣式支架在現澆連續箱梁橋施工中的應用

王劍鋒 劉春梅

在城市道路的高架橋梁與立交橋的現澆連續箱梁施工中，由于跨度大、線形復雜、地形地質條件限制、存在平縱坡度以及開孔預留通道等問題，使得在此類問題中碗扣式支架的使用變得較為復雜。本文以碗扣式鋼支架在國道203線江北段松原東互通A匝道跨線橋連續箱梁施工中的應用為例，對碗扣式支架施工方案的制定進行系統的闡述。

1 工程概況

國道203線雅達虹至煉油廠段一級公路江北段松原東互通A匝道跨線橋上部結構形式均采用現澆鋼筋混凝土連續箱梁，跨線橋全長61 m，共3跨，跨徑組合為單幅(19 m+23m+19 m)，左幅橋寬16.20 m，橋形采用單箱三室，右幅橋寬12.70m，橋形采用單箱雙室，翼緣板寬2.5 m，梁體為等高1.40 m。

2 碗扣式支架預拱度計算與設置

2.1 支架壓重情況分析

1)本橋支架基座設置在原狀(亞黏土)上，且支架下地基上鋪筑水泥穩定砂礫20 cm，支架底腳鋪設枕木，其承載力較好，沉降量較小。根據以往的施工經驗和參考地基承載參數，取支架下基座沉降值為5 mm。2)碗扣式支架為使用較成熟的支架形式，其壓縮及撓度值(彈性變形)依經驗取10 mm。3)非彈性變形主要表現在底模木楔塊上，因木楔及方木間接觸面少，其變形值較小，可通過經驗公式推算和一次壓重情況確定。以標準跨計算，取其非彈性變形為10 mm。

2.2 預拱度設置

現澆混凝土箱梁支架預拱度理論計算結果見表1。

表1 現澆混凝土箱梁支架預拱度理論計算與設置

現澆混凝土箱梁支架壓重后預拱度設置見表2。

3 碗扣式支架布置形式與驗算

3.1 支架基礎處理

碗扣式支架搭設前，必須對地基(原地面)進行處理，以滿足現澆混凝土箱梁施工過程中承載力的要求。根據現場實際情況處理方法為:原地面整平碾壓，壓實度達到93%以上;在其上鋪筑20 cm水泥穩定砂礫，支架底腳用枕木抄墊。錐坡基底的處理方法:先在錐坡上刨成臺階狀，再用15號砂漿和紅磚砌筑臺階，0號臺頂層臺階寬2.1 m，高0.9 m，3號臺階寬2.3 m，高0.9 m，以下各層臺階均為寬0.9 cm，高0.6 cm，0號臺砌筑7層，3號臺砌筑6層。

表2 現澆混凝土箱梁支架壓重后預拱度設置

3.2 現澆混凝土箱梁支架布置形式

本工程現澆混凝土箱梁支架采用滿堂式支架，支架布置形式如圖1，圖2所示。

3.3 支架驗算

1)支架荷載計算。梁體鋼筋混凝土自重取1.5 t/m2，模板自重取0.15 t/m2，支架自重24 kN，施工人員及機具重量取0.33 t/m2，混凝土灌注振搗取 0.2 t/m2，經過組合計算得均布荷載為27.22 kN/m。按三跨連續梁計算得立桿的最大軸力為25.717 82 kN。

2)立桿自由計算長度。LO=步距+2a=120 cm(a為模板支架立桿伸出頂層水平桿中心線至模板支撐點長度，取30 cm)。

3)桿件(鋼管)截面特性。外直徑50 mm，壁厚3.5 mm，截面積A=5.11 cm2，慣性矩I=13.90 cm4，回轉半徑r=1.65 cm。

4)立桿穩定性計算。長細比λ=LO/r=72.73，查表知折減系數φ=0.773，N/(φA)=65.11 MPa＜f=175 MPa。

結論:立桿穩定性滿足結構要求。

5)10 cm×12 cm方木撓度計算(支架頂托上使用的橫梁)。查資料知東北落葉松彈性模量E=11×103MPa。截面慣性矩I= 1/6bh3=2 880 cm4。跨中撓度fmax=5qL3/(384EI)=0.077 1 cm＜L/400=0.225 cm。

結論:10 cm×12 cm木方在組合荷載作用下滿足結構要求。

4 支架預壓施工方案

預壓方法依據箱梁混凝土重量分布情況，在搭好的支架上堆放與梁跨荷載等重的砂袋等(梁跨荷載統一考慮安全系數為1.2)，預壓時間視支架地面沉降量定，支架日沉降量不得大于2.0 mm (含測量誤差)，一般梁跨預壓時間為3 d～7 d。

5 碗扣式支架施工方案

5.1 測量放樣

平面測量:首先在硬化地面測設出橋梁各跨的縱軸線和橋墩橫軸線，放出現澆混凝土箱梁設計中心線。按支架平面布置圖及梁底標高測設支架高度，搭設支架，采用測設四角點標高，拉線法調節支架頂托。橋跨堆載預壓前，在橋跨底板上布置沉降觀測點，按每箱室測設三個橫斷面;沉降觀測點于底板同斷面按每2.0 m間距布置，翼板底上共布置四點。

在堆載預壓前測設斷面底模標高和支架底部標高，等載預壓的第一天進行兩次觀測，以后每天觀測一次，直至日沉降小于2 mm為止，測定地基沉降和支架、模板變形，同時確定地基卸載后的回彈量。根據數據標高及支架高度，連續箱梁的線形以梁底標高為控制標準。

5.2 支架尺寸

1)立桿的步距采用0.6 m，一般地段丁桿的縱橫距均采用0.9 m;隱形蓋梁處支架丁桿縱距采用0.6 m，橫距采用0.9 m;2)掃地桿(第一層丁桿)距原地面0.3 m;3)剪刀撐的設置:支架縱橫剪刀撐每五排立桿設一排。

5.3 搭設順序及搭設方法

1)在支架地基上彈線，按設計的構件尺寸定出支架立桿位置，并在需設立桿的墊層面鋪設枕木或5 cm厚通長木墊板，宜順架體縱向鋪設。2)本工程架體搭設，從橋臺一端開始搭設，以橋臺臺帽外緣10 cm為第一立桿。立好桿后，及時設置掃地桿，掃地桿距墊層方木30 cm，支架未交圈前應搭設臨時支撐作臨時固定。墩臺蓋梁處沿承托外緣10 cm應按支架排距增設立桿。3)架體與主體結構拉結牢靠后，隨著架體升高，剪刀撐應同步設置。4)安全網在剪刀撐等設置完畢后設置。

［1］ 王常才.連續梁橋施工關鍵技術研究［D］.合肥:合肥工業大學，2007:15-18.

［2］ 顧安邦.橋梁工程［M］.北京:人民交通出版社，2002:76-78.

［3］ 牛 麗，聶東升.長大現澆箱梁跨鐵路支架施工方案［J］.山西建筑，2010，36(7):283-284.