南琴路改造工程扣件式鋼管滿堂高支模施工技術

文｜廣東省建筑工程機械施工有限公司 劉志強

1.工程概況

珠海市南琴路南洪段跨線橋第三聯為30+40+30m現澆變截面預應力砼連續箱梁。單幅橋寬13.75m，采用直腹板單箱雙室斷面，其中箱寬為8.75m，兩側懸臂翼緣板寬2.5m，梁高采用變截面，主墩中支點截面梁高2.2m，跨中及過渡墩邊支點截面高1.6m。本橋現澆梁中間40m跨跨過保北路，而保北路車流、人流較密集，為了確保施工期間人流、車流暢通，在保北路中間必須留兩個車道?？缇€橋搭設滿堂高支模必須占道施工，對交通導行會造成一定程度的影響。

2.方案選擇

本橋除門洞外陸地上其余梁體澆筑施工全部選用滿堂支架。支架材料選用φ48×3.5普通型鋼管，支架基礎要經過碾壓并硬化達一定程序后，依施工圖紙放線施工，枕木沿縱橋向鋪好，便能搭設支架。搭設的支架采用普通腳手架鋼管滿堂腳手架，鋼管架高度為6米，支架材料為φ48×3.5普通鋼管，在橋墩柱兩側各2m長度范圍按照60×40cm（縱向×橫向）布置立桿，其余范圍按照60×60cm（縱向×橫向）布置立桿；翼板下支架縱橫向步距均為90cm，縱距保持不變。為保證支架整體穩定，豎向每隔120cm處縱橫向聯接腳手鋼管，并且每隔3.6m各設置一道剪刀撐。支架搭好，在測量好的位置放幾個控制點，接著帶線，用割刀將多余的腳手管切除，在修理平整的的立桿上口安裝可調頂托。可調頂托可調范圍為20cm左右。鋼管上下均采用可調節頂托、底托支撐，支架底托下延橫橋向墊10x10cm方木，頂托上鋪設二層方木，第一層順橋向鋪設10x15方木，間距為40或60cm，根據支架布置來布設，第二層面板肋木為橫橋向鋪設10x10cm的方木，間距為30cm，上鋪244cm×122cm×1.8cm的膠合板。

＞＞圖1 支架搭設總體布置圖

由于門洞范圍箱梁底離保北路路面最高處是6.1m，最低處是5.75m，高度比較低，所以設置門洞高為5.4m，預留30cm左右用方木調節箱梁高度。門架基礎采用C25素混凝土澆筑，寬100cm、高60cm，沿橫橋向長15m，基礎上設8根Ф300mm×8mm鋼管立柱，立柱間距2.0m，每隔兩跨設一道剪力撐；混凝土基礎上要按立柱間距預埋500mm×500mm×10mm厚鋼板，柱底與條形基礎預埋鋼板滿焊連接。立柱頂部橫梁用單根36b工字鋼并與鋼管焊接成一整體；主梁上設25b工字鋼縱梁，單根長度6m，間距40cm，縱梁要設橫向斜撐，增強縱梁的穩定性；縱梁上鋪設10#鋼槽，間距60cm。支架總體搭設見圖1。

3.設計計算

3.1 滿堂支架計算（除門洞）

3.1.1最不利位置計算

綜合考慮該跨連續梁的結構形式，在中墩橫梁的位置最重，為荷載最不利位置，按箱梁底寬計算，該斷面面積為8.75×2.2=19.25m2，該位置長度為2m。

經計算立桿強度σ=41.64 N/mm2＜[σ]=205 N/mm2，滿足要求。

經計算穩定性f=71.8N/mm2＜[f]=205 N/mm2，滿足要求。

經計算立桿壓縮變形ΔL=1.2mm，小于400/150與10mm，滿足要求。

3.1.2一般不利位置

距中墩2m處，腹板和底板比較厚，鋼筋和混凝土比較集中，為一般不利位置；仍按按箱梁底板寬計算，該截面梁高為2.14m。

經計算立桿強度 σ=37.5 N/mm2＜[σ]=205 N/mm2，滿足要求。

經計算鋼管支架穩定性f=63.8N/mm2＜[f]=205 N/mm2，滿足要求。

經計算立桿壓縮變形ΔL= 1.1mm，小于400/150mm與10mm，滿足要求。

3.1.3翼板位置

翼板為外側厚20cm，內側厚45cm，寬2.5m。

經計算立桿強度 σ=28.4 N/mm2＜[σ]=205 N/mm2，滿足要求。

經計算鋼管支架的穩定性f=49N/mm2＜[f]=205 N/mm2，滿足要求。

經計算立桿壓縮變形ΔL=0.8mm，小于400/150mm與10mm，滿足要求。

3.2 門洞方案計算

3.2.1 對梁下工字鋼進行驗算。

經計算抗彎強度：

滿足要求。

經計算抗剪強度：

滿足要求。

經計算跨中撓度：

滿足要求。

3.2.2 橫梁工字鋼驗算

橫梁用36b工字鋼且與立柱鋼管焊接成整體。

經計算抗彎強度：

滿足要求。

經計算抗剪強度：

滿足要求。

經計算跨中撓度

滿足要求。

3.2.3 門洞立柱驗算

立柱采用Ф300mm×8mm鋼管，立柱間距2.0m由于采用了60cm高C25混凝土擴大基礎，加上36b工字鋼橫梁和25b工字鋼縱梁，立柱高4.3m即可，見圖2。

門洞與工字鋼橫梁按簡支設計，故立柱只驗算軸心受壓和穩定性，驗算荷載取平均值。

根據計算立柱強度

經計算軸心受壓構件的穩定性

故立桿穩定性滿足要求。

3.3 地基承載力計算

南琴路南洪段跨線橋現澆箱梁支架搭設范圍為第8～10跨，第9跨為既有道路，第8、10跨為現有路基填筑，分層碾壓，地基比較穩定。先用平地機刮平后，然后擬澆筑10cm厚C20的混凝土調平。

（1）按最不利位置計算荷載組合，單根鋼管軸向力為：

荷載組合：

N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×15.57+1.4×1.2=20.36KN根

（2）由于鋼管以60×40cm 布置，單位面積荷載為：

即為：85KPa。

（3）支架基礎經過整體換填處理后，地基承載力超過200kPa，亦即安全系數K=200/85=2.35，滿足要求。

4.地基處理

現澆箱梁支架搭設范圍為第8-10跨針對支架施工范圍內不同土類進行施工面整體換填，對溝渠及軟基地帶首先清淤，然后用軟基處理方法按道路施工要求進行換填砂礫或天然三合土處理，一般性土類可換填砂礫、碎石，換填厚度為30～100cm。用壓路機分層壓實，然后澆筑20cm厚C20的混凝土調平。在腳手架各支點下鋪設兩排10x10cm方木分布承壓面積，然后搭設支架。

為了防止支架基礎遇水浸泡下沉，必須將支架基礎表面作成2%橫坡以利排水。并在順橋向支架設置排水溝，防止雨水或養護水浸泡基礎。

5.支架搭設順序

在地基打好后，依施工圖紙要求放線，枕木沿縱橋向鋪設，便可搭設支架?？奂酵饽_手架的搭設順序為：搭設準備階段→依圖紙放線→排放底座→放置掃地桿→掃地桿扣牢立桿→第一步安裝大橫桿→第一步安裝小橫桿→第二步安裝大橫桿→第二步安裝小橫桿→第三、四步安裝大橫桿和小橫桿→接立桿→剪刀撐加設。

6.預壓支架

＞＞圖2 門洞示意圖

鋼管支架安裝完畢，接著要做預壓試驗，以檢查支架穩定性等?，F場根據實際情況選用了1×1×2米的編織袋裝土進行預壓，預壓時間根據實測沉降量控制，約為3～7天，直到滿足要求為止。預壓面積按梁底寬8.75米×長度100米，壓重荷載按自重的110%加載。按荷載總重的0→50%→80%→110%→0進行加載及卸載，并測得各級荷載下的測點的變形值。荷載施加110%后，每24小時觀察一次，并記錄測量各測點數據；根據JGJ/T194-2009鋼管支架預壓驗收規范規定：24小時平均沉降小于1mm或連續72小時平均沉降小于5mm，可判定為合格。支架上按橋梁縱向每5米一個斷面，每個斷面設置3個測點，均設在左、中、右腹板處，按照加載及卸載步驟分別測的各級荷載下的支架下沉量及地面下沉量，并在卸載6小時后全面測得每個測點的回彈量。

7.檢查驗收

(1）腳手架搭建完成后，由施工負責人組織相關人員，按照施工設計方案和標準規范進行逐項逐段檢查驗收，確認符合標準后，方可投入使用。

(2）要定期檢查桿件的設置和連接，底座是否松動，立桿是否懸空；扣件螺栓是否松動。

(3）鋼管立桿縱距偏差為±50mm。

(4）鋼管立桿垂直度偏差不大于60mm。

(5）扣件緊固力矩為：范圍控制在40～ 50N·m， 小 于 65N·m。 抽 查 安 裝數量的5%，扣件不合格數量少于抽查數量的10%。

(6）檢查驗收時必須嚴格按標準規范要求操作，凡不符合要求的的需立即整改，對驗收的結果和整改的詳細情況及測得的數據要記錄，并且參加檢查驗收人員都要簽字。

(7）砼澆筑階段安全檢查

當預應力砼箱梁鋼筋綁扎完畢后，在澆筑砼之前，必須對箱梁架體結構進行檢查，如有支架變形部位及時查明原因，加固支架結構。在箱梁上跨中位置做定位標記，在砼澆筑過程中實時檢查支架架體結構變化。

(8）張拉階段安全檢查

在砼強度達到設計要求后，對砼箱梁進行張拉，張拉之前對箱梁支架整體結構進行檢查，如有支架變形異常，及時加固，在預應力張拉過程中實時檢查架體結構變化如有異常，立即停止張拉，排除險況后重新開始，因為在預應力張拉過程中進行箱梁整體應力的轉換，所以重點檢查施工縫及支座處位置的變化架體結構的變化。

8.結束語

(1）對高支模系統的計算是按規范要求在高支模極限受力狀態下進行的，必須以架體穩定為指導思想進行設計施工。

(2）在設計與施工過程中，必須重視搭設支架的專業架子工班組與搭設模板體系的木工班組的工作協調，只有這樣才能設計出既安全又方便施工的支模系統。

(3）高支模的設計與施工應當結合工程特點和實際情況，同時加強施工監測，最大限度減少安全事故發生。