丘陵區(qū)超高滿堂支架澆注箱梁施工技術(shù)

劉崇敬

(中交二航局四公司，安徽 蕪湖　241000)

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丘陵區(qū)超高滿堂支架澆注箱梁施工技術(shù)

劉崇敬

(中交二航局四公司，安徽 蕪湖241000)

摘要：結(jié)合某高速公路樞紐工程施工的實(shí)際情況，介紹了地形復(fù)雜丘陵區(qū)超高滿堂支架現(xiàn)澆箱梁的施工技術(shù)，為同類工程施工提供了一定的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)。

關(guān)鍵詞：丘陵區(qū)；超高滿堂支架；施工技術(shù)

1工程概況

某高速公路樞紐工程由兩條分離式的主線和八條互通匝道組成，互通立交中的曲線橋均設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用搭設(shè)支架逐聯(lián)現(xiàn)澆工藝，每聯(lián)現(xiàn)澆箱梁混凝土一次澆注完成。

本工程箱梁現(xiàn)澆支架平均高度22 m、局部橋跨支架高達(dá)46 m，個(gè)別位于山坡、凹地上的橋跨原地面高差達(dá)30 m，給施工安全、技術(shù)管理帶來了相當(dāng)大的難度。

主線橋箱梁為單箱雙室結(jié)構(gòu)，截面面積在7.0～8.0 m2之間；匝道橋箱梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，截面面積在5.0～6.0 m2之間。連續(xù)箱梁每3～4跨為一聯(lián)、單跨跨徑為30～40 m，單聯(lián)混凝土澆筑量在500～900 m3，總計(jì)有現(xiàn)澆箱梁54聯(lián)、174跨。

2支架設(shè)計(jì)

2.1支架形式的選擇

目前常用的支架有滿膛支架與少支點(diǎn)的支架，而滿膛支架有普通腳手鋼管、碗口式鋼管、HR門型鋼管等形式，通過對(duì)四種施工方案進(jìn)行了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，最終決定采用HR型可調(diào)重型門型支架作為現(xiàn)澆箱梁的承重支架。

2.2支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)門型支架構(gòu)件特性

在滿膛支架結(jié)構(gòu)類型中，門型支架受力更科學(xué)，可靠性好，便于規(guī)范施工，而且效率高。根據(jù)產(chǎn)品使用說明及初步計(jì)算結(jié)果，可調(diào)重型門型支架系統(tǒng)由門型架、交叉拉桿、底托、頂托、調(diào)節(jié)桿、插銷、普通扣件腳手管和扣件組成，門型架主受力桿采用Φ57×2.5 mm大口徑鋼管組成，自身穩(wěn)定性好，單榀門型架允許承載力為7.5 t。門型架單片標(biāo)準(zhǔn)高度為190 cm、寬100 cm ，交叉桿一種規(guī)格可調(diào)整為90～180 cm之間的各種長(zhǎng)度。

(2)門型支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

門架跨距按橫橋向布設(shè)，支架搭設(shè)寬度與箱梁同寬，支架步距1.90 m、跨距為1.20 m,間距為0.7 m，門架橫橋向采用交叉拉桿聯(lián)結(jié)、縱橋向普通腳手鋼管設(shè)置水平聯(lián)結(jié)。根據(jù)《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的構(gòu)造要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際澆筑高度的要求，設(shè)置水平加固桿、封口桿及縱橫向剪刀撐等。

水平桿的設(shè)置：橫橋向水平桿設(shè)置間距為高度方向上步距1.90 m、縱橋向間距1.70 m，在每排門型架頂橫桿中央設(shè)置一道水平桿。為加強(qiáng)支架受力支點(diǎn)剛度，掃地桿及頂層門架水平桿加強(qiáng)為兩道,水平桿接長(zhǎng)采用兩個(gè)扣件搭接接長(zhǎng)；

剪刀撐的設(shè)置：橫橋向剪刀撐在每排門型架中央設(shè)置一道；縱向剪刀撐縱橋向間距5.70 m(每三排門型架)、橫橋向跨距1.20 m左右交叉間隔設(shè)置，剪刀撐鋼管接長(zhǎng)采用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件搭接接長(zhǎng)，角度在450～600之間；

調(diào)節(jié)桿設(shè)置：調(diào)節(jié)桿伸出高度小于0.60 m時(shí)不設(shè)水平桿,伸出高度在0.6～0.9之間時(shí)用普通腳手管在兩個(gè)方向拉緊,伸出高度大于0.90 m的縱橫向設(shè)置兩層水平桿拉緊。

(3) 門型支架受力驗(yàn)算

承載力驗(yàn)算：由于主線及匝道箱梁每延米最大重量為20 t/m(截面面積最大8 m2)，經(jīng)驗(yàn)算單個(gè)門型架受力為3.10 t ≤容許承載力7.5 t，對(duì)箱梁腹板下門型架局部受力進(jìn)行驗(yàn)算，得出最不利情況下腹板下門型架最大受力為5.20 t(單個(gè)門型架位于中腹板中央)，小于容許承載力，故按照初步布設(shè)方案設(shè)置門型架間距完全滿足受力需要。

支架穩(wěn)定性驗(yàn)算：根據(jù)《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，“敞開式腳手架因受風(fēng)荷載作用很小，只要支架搭設(shè)滿足構(gòu)造要求”以及“支架高度小于最大搭設(shè)高度”時(shí)，其穩(wěn)定性可以得到保證，不必進(jìn)行驗(yàn)算。為確保支架受力安全，按照支架搭設(shè)及模板支立完成、箱梁鋼筋尚未綁軋時(shí)風(fēng)荷載作用下的最不利情況，對(duì)支架橫向穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。支架在最大現(xiàn)澆高度46 m時(shí)抗傾覆安全系數(shù)為1.30、支架高度在25 m時(shí)抗傾覆安全系數(shù)為4.20，因此在最不利情況下其橫向穩(wěn)定性滿足受力要求。

(4)箱梁滿膛支架的結(jié)構(gòu)確定

結(jié)合箱梁模板支立、支架搭設(shè)高度、現(xiàn)場(chǎng)地形等實(shí)際情況，箱梁現(xiàn)澆支架采用如附圖所示的結(jié)構(gòu)形式。

3支架施工

3.1地基處理

地基處理在支架搭設(shè)60 d前進(jìn)行，將表層耕植土、有機(jī)土、淤泥部分挖除，換填砂性土或山皮土，采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓至地表沒有明現(xiàn)輪跡為止，然后放置60 d以上并經(jīng)過2～3次雨水浸泡，使地基土經(jīng)過雨水浸泡內(nèi)部密室、完成地基的塑性變形，支架搭設(shè)施工時(shí)，用壓路機(jī)再碾壓一遍，然后鋪設(shè)15～20 cm碎石整平，鋪設(shè)枕木，開始支架搭設(shè)施工。

對(duì)于地勢(shì)低洼易積水、地表土質(zhì)較差的區(qū)域，支架搭設(shè)前進(jìn)行二次碾壓并澆筑10～15 cm素混凝土，以達(dá)到擴(kuò)大基礎(chǔ)受力面積、避免箱梁施工過程中受雨水下滲浸泡承載力下降，確?；A(chǔ)受力安全。

地面高低不平的區(qū)域，地基平整時(shí)沿縱橋向可分段進(jìn)行處理，分段長(zhǎng)度一般不小于半個(gè)橋跨長(zhǎng)度(確保支架分段長(zhǎng)度足夠大，使整體穩(wěn)定性得到保證)，分段之間設(shè)置臺(tái)階并采用塊石或混凝土防護(hù)臺(tái)階的邊坡。

位于山坡上的支架，由于地面坡度、高差大，不易挖臺(tái)階處理，的方式，采用混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)、貝雷桁片支撐，分段整平處理。

3.2構(gòu)件的檢查

門型架及其配件的規(guī)格、性能及質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工門式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，對(duì)有缺陷的門型架及其配件要進(jìn)行修復(fù)，如果不能恢復(fù)應(yīng)作報(bào)廢處理。水平加固桿、封口桿、掃地桿、剪刀撐等采用Ф48×3.5的鋼管及配套扣件，其性能、質(zhì)量須分別符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》和《鋼管腳手架扣件》等有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

3.3門型架底座安放

地基處理好后，鋪設(shè)10～15 cm的瓜子石，沿著門架的布設(shè)間距放置枕木,在枕木上面放置門型架立柱的底座，調(diào)整底座高度，安裝門型架。

3.4門型支架的搭設(shè)

門型架安裝從一端向另一端延伸，并逐層改變搭設(shè)方向，一步搭設(shè)完后用水平尺吊錘檢查并調(diào)整其垂直度和水平度,確保滿足規(guī)范要求；

交叉拉桿架要隨門架的安裝及時(shí)設(shè)置，鎖臂、搭鉤必須處于鎖住狀態(tài)；

水平加固桿及封口桿在滿堂支架的每步、每列、每排通長(zhǎng)設(shè)置，并用扣件扣牢；

剪刀撐設(shè)置在支架的外側(cè)周邊和內(nèi)部，斜桿傾角宜在450左右，剪刀撐要隨門架的搭設(shè)高度升高及時(shí)安裝。

3.5安裝調(diào)節(jié)桿和頂托

在安裝調(diào)節(jié)桿之前要對(duì)支架頂部標(biāo)高進(jìn)行控制,確定調(diào)節(jié)桿伸出的長(zhǎng)度。調(diào)節(jié)桿要用插銷固定在門型架上,調(diào)節(jié)桿頂面用普通鋼管設(shè)置的水平拉桿在兩個(gè)方向拉緊，在支架預(yù)壓完成后調(diào)整頂托頂面標(biāo)高、設(shè)置預(yù)拱度，準(zhǔn)備鋪設(shè)箱梁底模。

4鋪設(shè)底模

頂托安裝完畢，在頂托上鋪設(shè)橫橋向8×12 cm木枋、其上再沿縱橋向按30/15 cm間距鋪設(shè)8×10 cm木枋(箱梁腹板下加密)，然后鋪設(shè)竹膠板作為箱梁的底模。

5模板體系

由于支架高度高、且箱梁位于不同的平面曲線上，為保證現(xiàn)澆箱梁的外觀質(zhì)量光潔度、表面平整度和線形，減小模板荷載，便于模板安裝，箱梁底模、側(cè)模及芯腔內(nèi)模均采用木模結(jié)構(gòu)。

箱梁設(shè)計(jì)采用等高結(jié)構(gòu)，路面橫坡由箱梁整體扭轉(zhuǎn)形成，所以箱梁底模利用在支架頂?shù)恼{(diào)節(jié)桿及頂托調(diào)節(jié)器進(jìn)行底模標(biāo)的高調(diào)整。在支架頂?shù)臋M梁上按設(shè)計(jì)的間距(30 cm或15 cm)鋪設(shè)鋪設(shè)寬10×8 cm的木枋作為受力主肋，竹膠板作為底模面板，鋪設(shè)結(jié)束后由全站儀測(cè)放出的底模邊線，沿著底模邊線位置安裝側(cè)模扳。

外模采用竹膠板面板、7 cm×7 cm的木枋作背肋，滿膛支架固定模板背肋。為確保外觀質(zhì)量，箱梁內(nèi)外模板之間不設(shè)置對(duì)拉螺桿，用用鋼管對(duì)側(cè)模進(jìn)行支撐，具體結(jié)構(gòu)。

由于箱梁梁高僅為1.60 m，其內(nèi)腔最小凈空高度僅0.90 m，為確保在有限的空間內(nèi)能夠進(jìn)行模板的拆裝作業(yè)，內(nèi)模采用木模結(jié)構(gòu)。先將內(nèi)模按照2 m分節(jié)拼裝成為骨架，腹板側(cè)模和下倒腳壓模先安裝，頂板的底模及上倒腳底模在箱梁底板腹板鋼筋綁扎完成、內(nèi)模分節(jié)拼裝后再安裝。綁扎箱梁底板及腹板鋼筋后，人工搬運(yùn)、安裝箱梁芯腔內(nèi)模分節(jié)骨架、鋪設(shè)芯腔頂模，最后綁扎箱梁頂板鋼筋，澆筑箱梁混凝土。為確保芯腔模板穩(wěn)定及內(nèi)側(cè)模受力平衡，在底模上設(shè)置架立鋼筋安放、固定內(nèi)模分節(jié)骨架，內(nèi)模安裝完成后用腳手鋼管對(duì)內(nèi)模左右兩側(cè)的側(cè)板進(jìn)行頂撐，確保腹板尺寸準(zhǔn)確、防止脹模。內(nèi)模分節(jié)之間的拼縫采用油毛氈包裹防止漏漿。

6混凝土箱梁施工工藝

箱梁鋼筋及預(yù)應(yīng)力工程其它工序均采用常規(guī)

工藝施工， 混凝土采用泵送施工工藝，緩凝時(shí)間大于12 h，每聯(lián)箱梁混凝土采用全斷面一次澆筑完成，箱梁高度范圍內(nèi)混凝土下料分為三層,第一層下料為底板及30 cm高的腹板，第二層至腹板頂,第三層至頂板及翼緣板部分?；炷翝仓r(shí)從一端向另一端分層逐段推進(jìn)，縱向分段長(zhǎng)度要根據(jù)混凝土出凝時(shí)間以及澆筑時(shí)的氣溫、日照強(qiáng)度、風(fēng)力和現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度等確定，一般為10～30 m。澆筑箱梁底板時(shí)，箱梁芯腔內(nèi)需安排混凝土工進(jìn)行底板混凝土的整平、振搗及收光，確保箱梁芯腔外觀質(zhì)量。

7結(jié)束語(yǔ)

(1)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選用安全、可靠的支架體系，采用標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的構(gòu)件，便于現(xiàn)場(chǎng)管理和提高工效；

(2)可調(diào)重型門型支架體系穩(wěn)定性好，承載力大，易于規(guī)范施工；

(3)加強(qiáng)管理和監(jiān)督支架基礎(chǔ)處理工作，采用換填、碾壓、混凝土硬化等措施確保地基有足夠的承載力。每聯(lián)箱梁支架施工前均有總工、相關(guān)技術(shù)員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同情況確定采取不同基礎(chǔ)處理措施，并由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員監(jiān)督實(shí)施，杜絕偷工減料的情況發(fā)生；

(4)對(duì)于擴(kuò)大基礎(chǔ)，由技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，參照地質(zhì)勘察報(bào)告確認(rèn)該處地基承載力，驗(yàn)算后確定擴(kuò)大基礎(chǔ)形式，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)盲目決策、野蠻施工；

(5)對(duì)于過高的支架，加設(shè)縱橫向水平桿、剪刀撐及加寬等措施，減小單個(gè)門型架的受力、增強(qiáng)支架的穩(wěn)定性；

(6)預(yù)留通道時(shí)，設(shè)置醒目的安全標(biāo)志，防止撞擊；通道頂用竹耙、全網(wǎng)完全遮擋，避免高空墜物傷人；

(7)設(shè)置專人負(fù)責(zé)支架施工，支架搭設(shè)過程中全過程控制各工序施工質(zhì)量，認(rèn)真檢驗(yàn)、驗(yàn)算現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的情況，認(rèn)真檢查支架搭設(shè)及構(gòu)件聯(lián)結(jié)質(zhì)量，注意使頂托和底托與門型架頂緊，使每根力桿受力均勻。

參考文獻(xiàn)：

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[3]南通華榮鷹架制造有限公司. HR新型可調(diào)重型門式腳手架產(chǎn)品使用說明書.

收稿日期：2015-09-15

作者簡(jiǎn)介：劉崇敬(1973-)，男，工程師。

中圖分類號(hào)：U448.21+3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)05-0111-02