張建國
中鐵二十局集團第四工程有限公司
淺談現澆箱梁碗扣式滿堂支架法施工
張建國
中鐵二十局集團第四工程有限公司
現澆箱梁碗扣式滿堂支架法施工適用范圍廣,施工經濟性較好,工程施工中采用普遍,本文重點對現澆箱梁碗扣式滿樘支架施工技術進行探討,以供相關工程借鑒參考。
現澆箱梁;碗扣式;滿堂支架;施工技術
現澆箱梁適用范圍廣,目前在公路橋梁建設中得到了廣泛的應用,碗扣式滿堂支架是現澆箱梁施工時較常采用的支架形式,支撐體系的設計和施工是現澆箱梁施工中最重要的一個環節,對施工質量的好壞和安全的可控起著決定性的作用。現澆箱梁滿堂支架法施工主要分為地基處理、支架搭設、支架預壓、支架拆除四個步驟。
滿堂支架基礎應具有足夠的強度、剛度和穩定性,防止施工過程中在上部荷載的作用下使得地基產生過大的變形,從而引起支架垮塌造成不可挽回的重大損失甚至發生傷亡安全事故。滿堂支架施工前,應認真做好地基處理,地基處理可采用的施工方法主要有換土墊層法、振密擠密法、排水固結法、堆載預壓法、砂井法、真空預壓、真空-堆載預壓聯合法、降低地下水位法。各種施工方法適用范圍不盡相同,施工時應綜合考慮經濟性和施工的便利性。應注意的是,地基處理需合理設置橫坡和縱坡,以便于排水,在處理過的地基范圍四周挖設排水溝,排水溝與路線自然排水溝連通,將雨水引進排水溝,防止雨水浸泡地基,避免碗扣支架產生不均勻沉降;完成地基處理之后,還需要對地基承載力進行現場試驗,以更好地滿足施工安全性的需求。
現澆箱梁主要適用于變截面和滿足特殊需要而設置,一般不具備通用性,施工時滿堂支架的搭設和加固應根據具體條件因地制宜的進行支架搭設設計和施工。
支架搭設原材料質量必須符合規范要求。安裝前必須逐個檢查鋼管碗扣是否有破環、裂縫、嚴重變形現象。所有構件,必須經檢驗合格后方可投入使用。
支架橫桿步距、縱橫向拉桿長度按照支架模板技術參數表進行搭設。豎桿要求每根豎直,垂直度偏差小于H/500。立豎桿后及時加縱、橫向平面拉桿固定,豎桿底部設置縱、橫向掃地桿,離地面應小于或等于35cm,嚴禁施工中拆除掃地桿。
搭設支架時要切實保證橫桿的水平,為保證支架的均勻受力,支架頂設置可調節的U形頂托。當立桿間距小于或等于1.5m時,模板支撐架四周從底到頂連續設置豎向剪刀撐;中間縱橫向由底至頂連續設置豎向剪刀撐,其間距應小于或等于4.5m。
為確保滿堂支架的整體強度、剛度和穩定性,支架每4.5m設置橫向剪刀撐一道,縱向連續設置在外圍、腹板下各一道。剪刀撐斜桿與地面夾角應控制在45°~60°,斜桿每步與立桿扣緊,扣件扭緊力矩為40~65N.m。當模板支架高度大于4.8m時,底、頂部必須設置水平剪力撐,中間水平剪刀撐設置間距應小于或等于4.8m。
支架搭設完畢后,用可調上托準確調節支架高度,保證支架高度滿足設計要求。立桿上端包括可調螺桿伸出頂層水平桿的長度不得大于0.7m。模板支撐架高寬比應小于或等于2;當高寬比大于2時可采取擴大下部架體尺寸或設置纜風繩、連墻件。
3.1 支架的壓載試驗
支架預壓試驗是一道非常重要的工序,其目的主要有兩方面,一是檢驗支架及地基的強度和穩定性,確保施工安全;二是消除施工前支架和地基的非彈性變形和沉降變形,,確保梁體幾何線型的準確。
3.2 支架的加載
支架預壓加載可以使用砂袋、土袋等方式進行,加載的總重量應不小于箱梁總重的1.2倍或依據規范及設計要求。預壓加載后荷載分布位置應與箱梁自重荷載分布一致,加載時各點壓重要均勻對稱進行,防止出現異常情況,并進行沉降觀測,在墩柱位置,由于受到施工荷載較為集中,因此可以適當加大壓重荷載的重量。
3.3 沉降觀測
沉降觀測點的布置應定點準確,點的位置和密度應該能夠準確反映整個支架的位移和變形情況。在設計無要求時,一般來說觀測斷面布置在每跨的L/2、L/4處及墩部處,每個斷面至少分左、中、右三個觀測點。如果跨徑大、斷面寬,可以對稱加密布置,以滿足精度要求。在加載前和加載后要分別測量各觀測點的標高,并認真記錄觀測結果。沉降觀測完畢后,對觀測結果進行分析整理,繪制沉降-荷載關系圖,沉降-時間關系圖。根據觀測數據得到地基和支架的總沉降量、彈性變形數量和非彈性變形數量,從而指導施工。
支架拆除后,梁體由支架支撐變成梁體自承,因此支架拆除時,梁體需有足夠的自承能力,且不得因為支架的拆除而使得梁體發生破壞,支架拆除過程中,梁體的受力由支撐逐步變成自承,應特別注意支架的拆除順序,使梁體的受力逐步過渡。
4.1 支架拆除時間
應當在梁體混凝土強度達到設計強度的75%,所有預應力鋼束張拉、孔道壓漿完成,且漿體強度達到90%(一般不小于7d)后方可拆卸支架;普通鋼筋混凝土箱梁需經頂板混凝土強度達到設計強度的95%,且不小于7d后方可拆卸支架。支架拆除前,應在梁頂做好梁體沉降觀測點,加強支架拆除過程中梁體高程的監測。必要時也要派專人對梁底進行觀察,如有異常情況,應立即停止支架拆除工作,待查明原因或通過討論后,按調整方案進行拆除作業。
4.2 拆除順序
(1)滿堂支架拆除時,應先拆除跨中處支架,再拆除橋墩處支架,由跨中向兩側橋墩方向推進,后續施工需要時可保留支墩處支架。一般的拆除順序為:模板→方木→型鋼分配梁→頂托→剪刀撐→縱、橫桿→立桿→掃地桿→底托。
(2)盡量采用單幅拆除的形式,即拆除一側的支架時,該側道路臨時封閉,另外一側開放交通,待該側支架拆除完畢,再拆除另外一側支架。
(3)按從上向下的順序拆除碗扣鋼管支架,先分層拆除水平、豎向剪刀撐,再拆除縱、橫桿,然后拆除立桿,最后拆除掃地桿。嚴禁從下往上拆除碗扣支架。
(4)支架拆除時,嚴禁向下直接拋擲,要打堆后,集中用吊機吊運。支架拆除后,按一步一清,遵循工完場清的原則。將碗扣支架按種類進行分類分塊集中堆放,以便周轉使用。
總而言之,在現澆梁施工中,碗扣式滿堂支架使用非常廣泛,多年的經驗和積累使其更加成熟,但即便如此,我們仍應不斷對其進行探索和創新,做到精益求精,以更好地應用于公路橋梁的建設和發展。
[1]李建剛.現澆箱梁碗扣式滿堂支架設計與驗算[J].公路,2014,09:103-106.
[2]郭燕麗.現澆梁滿堂碗扣支架施工探討[J].河南水利與南水北調,2015,12:15-17.