滿堂支架在現澆預應力連續箱梁澆筑中的應用

王遠

摘要：預應力箱梁具有行車平穩，橋面連續伸縮縫少，結構剛度大，運營后橋梁養護較為容易等優點而受到廣泛應用。但由于施工過程相對復雜，施工難度大，為有效防止安全事故發生，縮短施工工期，提高施工質量，因此，進一步提高預應力混凝土連續梁滿堂支架施工技術值得高度關注。在本文中，通過工程案例分析研究了現澆預應力混凝土箱梁的滿堂支架施工技術，闡述了該施工工法的工藝流程、施工關鍵技術，希望能對類似工程提供經驗借鑒。

關鍵詞：連續箱梁；滿堂支架；應用

一、工程概況

吉林至荒崗公路建設項目07標段支架現澆梁共4聯，首次施工為K95+342小城子分離式立交。

小城子分離立交主線中心里程為K95+342，上部構造為雙幅雙箱式三跨連續箱梁，跨徑為16+20+16m，下部構造為柱式臺、柱式墩。梁面寬12.75m，梁底寬7.55m，梁高1.3m。

二、施工方案

現澆連續箱梁采用滿堂支架現場澆筑施工。滿堂支架采用φ48×3.5mm碗扣式鋼管架拼裝搭設。頂托內方木采用10×15cm，分布梁采用10×10cm，竹膠板采用12mm厚。橫橋向碗扣支架間距60cm，縱橋向碗扣支架間距90cm，腹板下立桿步距60cm，其他部位步距120cm。箱梁底模、及內模采用竹膠板。鋼筋在鋼筋加工廠加工、人工現場綁扎成型。現澆箱梁混凝土分兩次分層澆筑完成，先澆筑底板與腹板混凝土，再澆筑頂板混凝土。

（一）支架基底處理

對于采用滿堂支架進行現澆梁施工，地基沉降對質量與安全影響重大，在箱梁澆筑過程中，地基出現較大的沉降，會造成結構破壞、支架失穩，釀成重大的質量安全事故。

過路門洞設置在第一孔和第三孔，凈寬4.0m，凈高5.0m。

現澆箱梁段地基換填50cm砂礫，地基承載力不小于200kpa，然后澆筑一層厚20cm強度等級C20砼并做出橫向2%～3%的排水坡。

地基處理及回填寬度（含砼硬化層）要超出支架范圍不小于50cm，兩側布置縱向排水溝，水溝要有排出口。

（二）支架施工

支架采用φ48、5=3.5mm碗扣式滿堂支架。橫橋向碗扣支架間距60cm，縱橋向碗扣支架間距90cm，腹板下立桿步距60cm，其他部位步距120cm。每根立桿下均裝可調強力底托，利于基礎承載，并通過調整底托高度，使橫桿水平受力。立桿頂均裝可調頂托，便于標高調整、落架等后續工序的施工。為增加支架的剛度和穩定性，縱、橫向用鋼管，每間隔4排立桿，沿支架全高分別設置一排剪刀撐。剪刀撐斜桿與地面夾角控制在45°～60°之間，斜桿必須用扣件與立桿連接牢固。

沿橋梁橫向方向，在腳手架頂托上布置10cm×15cm方木，再在其上布設10cm×10cm橫向方木；作為箱梁底模的受力骨架。橫向方木間距同腳手架縱橋向間距，為90cm；橫向方木間距為46cm。所有方木必須經壓刨處理、加工后方可使用；要求方木的兩個受力面必須加工平整，厚度均勻、一致。橫、縱向方木交叉點用鐵釘、扒釘等連接構成受力整體，再鋪12mm厚的膠合板。

（三）支架搭設注意事項

1.立桿應選用同類管徑和壁厚的鋼管搭設，嚴禁不同型號的鋼管混合使用，且所有材料均采用國標構件；

2.在搭設之前，必須對進場的腳手架配件進行嚴格的檢查，禁止使用規格和質量不合格的桿配件；

3.腳手架的搭設作業，必須在統一指揮下，嚴格規定執行：

（四）支座安裝

在對支承墊石頂標高、預埋支座鋼板錨栓孔位置進行復核無誤后，將支座及錨栓精確定位并固定。

（五）鋪設底模板

方木接頭相互交錯布置，方木之間調整頂托螺桿高度以保證底模線形。鋪設時每塊底模間縫隙用雙面膠帶夾縫縱橫連接。底模鋪設完成后，清除模板表面外雙面膠帶，模板表面光滑、平整，確保拼縫質量。在鋪設底模前先放置好支座，并在支座位置處根據梁底的楔塊尺寸在底模上開孔，在開孔處支立梁底楔塊的模板，楔塊的底模根據預埋鋼板的尺寸開孔，預埋鋼板與楔塊的底模用高強砂漿密封。

（六）支架靜載預壓

1.預壓荷載

為了檢查支架的承載力，減少和清除支架的非彈性變形及地基的沉降量。在鋪設完箱梁底模后，對全橋支架、模板進行預壓，預壓荷載按箱梁自重荷載的100%考慮。

2.預壓方法

預壓采用鋼筋加載。預壓重量按計算荷載的120%加載。預壓時每跨3個斷面，每個斷面模板上設置2個觀測點。

3.預壓觀測

每天對觀測點進行觀測1次，觀測的方法采用水準儀測量，測加載前標高為△1，加載后標高為△2，卸載后標高為△3，加載后觀測7天，最后3天下沉均<5mm后，不再觀測開始卸載，根據觀測結果繪制出沉降曲線。在預壓前、后和預壓過程中，用儀器隨時觀測跨中、1/4梁跨位置的變形，并檢查支架各扣件的受力情況，驗證、校核施工預拱度設置值的可靠性和確定支架預拱度設置的合理值。

4.卸載

當觀測到連續3天累計沉降<3mm后，不再觀測開始卸載。卸載完成后，觀測支架的彈性變形。并繪出荷載一變形曲線，根據此曲線確定最后的預拱度。

5.支架調整

在支架預壓完成后，重新標定橋梁中心軸線，對箱梁的底模板平面位置進行放樣。預壓后通過調承托精確調整底模板標高，其標高設定時考慮設置預拱度。預拱度設置要考慮梁自重所產生底拱度，下沉曲線與預留拱疊加，為成型后梁體底模標高。

（七）底板腹板鋼筋綁扎、設波紋管預留孔道

1_鋼筋檢驗

鋼筋按不同種類、等級、牌號、規格及生產廠家分批驗收、分別堆放，不得混雜，且立標牌以示識別。鋼筋在運輸、儲存過程中，應避免銹蝕和污染，并堆置在鋼筋棚內。在鋼筋進場后，要求提供附有生產廠家對該批鋼筋生產的合格證書，標示批號和出廠檢驗的有關力學性能試驗資料。進場的每一批鋼筋，均按JTJ055-83《公路工程金屬試驗規程》進行取樣試驗，試驗不合格的不得使用于本工程。

2.鋼筋制作、綁扎

箱梁鋼筋按設計圖紙在鋼筋加工棚內進行加工；縱向通長鋼筋直徑小于20的采用雙面搭接焊焊接，直徑大于等于20的采用滾軋套筒連接。焊接接頭不設于最大壓力處，并使接頭交錯排列，受拉區同一焊接接頭范圍內接頭鋼筋的面積不得超過該截面鋼筋總面積的50%。鋼筋布置按設計圖紙，在底模上標出鋼筋布置的位置然后在底模上先綁扎底板鋼筋，待澆筑完底板和腹板混凝土后綁扎頂板及翼板鋼筋。

3.預應力管道及預埋件的安裝

在腹板普通鋼筋安放基本完成后，對預應力鋼材的平面和高度（相對底模板）進行放樣，并在鋼筋上標出明顯的標記。放樣完成即進行穿波紋管，波紋管連接處的縫隙應用膠帶紙包纏牢，防止水泥漿滲入。張拉端錨墊板等的預埋，先制作滿足設計圖紙要求的角度和端頭模板，將錨墊板用螺栓固定于端頭模板上。預應力管道的埋置位置決定了今后預應力筋的受力及應力分布情況，因此對管道的埋設嚴格按照設計圖紙仔細認真的進行，注意平面和立面的位置，用Φ12的鋼筋焊成“#”架夾住管道點焊固定在箍筋及架立筋上。安裝時嚴格逐點檢查管道的位置，如發現有不對的地方立即調整。澆筑前檢查波紋管的密封性及各接頭的牢固性，用灌水法做密封性試驗，做完密封性試驗后用高壓風把管道內殘留的水吹出。

4.預應力鋼材的放樣、安放

鋼絞線下料長度時考慮張拉端的工作長度，下料時，切割口的兩側各5cm先用鉛絲綁扎，然后用切割機切割。下料后在地坪上進行編束，使鋼絞線平直，每束內各根鋼絞線應編號并順序擺放，每隔lm用22號鉛絲編織、合攏捆扎。在波紋管、錨墊板安裝完成和鋼絞線編束后，即進行鋼絞線穿束工作，穿束時注意不捅破波紋管。在穿束之前做好以下準備工作：

①清除錨頭上的各種雜物以及多余的波紋管。

②用高壓水沖洗孔道。

③在干凈的水泥地坪上編束，以防鋼束受污染。

④卷揚機上的鋼絲繩要換成新的并要認真檢查是否有破損處。

⑤在編束前應用專用工具將鋼束梳一下，以防鋼絞線絞在一起。

⑥將鋼束端頭做成圓錐狀，用電焊焊牢，表面要用砂輪修平滑，以防鋼束在波紋管接頭處引起波紋管翻卷，堵塞孔道。

（八）腹板和內模制作與安裝

箱梁外側模板采用定型鋼模板，橫梁、內腹模等全部采用小鋼模與竹膠板組合。綁扎完腹板鋼筋和預應力筋后后安裝腹板外模和芯模。在底模上標出腹板側模、內腹模、翼板邊線的位置，然后按標定的位置支立模板。兩側外腹板側模之間頂、底部采用對拉螺栓進行緊固和支撐。施工時保證模板支架的強度與剛度，防止模板變形。

（九）頂板底模支立

當底板、腹板混凝土澆筑3天后，頂板和底板之間設立縱向間距為90cm，橫向間距為60cm的碗扣式鋼管支架，支架上鋪縱橫向方木，標高調整好后，鋪設頂板竹膠板底模板。考慮梁板澆筑完成后要拆除內模、以及頂板鋼束的張拉，在支立頂模板時，按照設計要求設置預留人孔，具體尺寸為80cm×120cm，帶混凝土成型后拆除內模且頂板鋼束張拉完成后，再進行封堵。

（十）頂板、翼板鋼筋綁扎

頂板鋼筋綁扎除按圖紙嚴格施工外，施工工藝和要求按腹板鋼筋施工進行。施工時注意預埋件的位置和數量是否正確。

（十一）混凝土澆筑

混凝土采用強制式攪拌機集中拌制，混凝土罐車運輸，混凝土汽車泵泵送入模，坍落度滿足140～180mm。混凝土采用斜向分段、水平分層的方法進行澆筑，分段長度為3m，分層厚度為30cm，澆筑從箱梁中部向兩端推進。澆注過程中采用兩臺泵車在橋的左右側對稱進行，每臺泵車配備3臺混凝土罐車運輸混凝土，以保證混凝土泵車輸送的連續性。在澆筑過程中安排各工種檢查鋼筋、支架及模板的變化，遇到情況及時處理。

（十二）內模和側模的拆除

連續梁側模和內模在混凝土強度達到設計強度的75%后拆除，模板拆除輕拿輕放，嚴禁野蠻施工，防止對混凝土震動和碰撞，產生破壞。模板拆除以后灑水養護。

（十三）預應力鋼絞線張拉

預應力的施工是連續梁施工的關鍵，混凝土強度達到設計的要求后開始張拉。張拉前對預應力鋼材、錨具、夾具和張拉設備按設計及規范要求進行檢驗。

張拉采用雙控，以張拉應力為主，伸長值進行效核。實際伸長值和理論伸長值差值控制在±6%范圍以內，否則應暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調整后方可繼續張拉。

本工程采用預應力智能張拉設備，預應力智能張拉系統以應力為控制指標，伸長量誤差作為校對指標。系統通過傳感技術采集每臺張拉設備的工作壓力和鋼絞線的伸長量（含回縮量）等數據，并實時將數據傳輸給系統主機進行分析判斷，同時張拉設備接收系統指令，實時調整變頻電機工作參數，從而實現高精度實時調控油泵電機的轉速，實現張拉力及加載速度的實時精確控制。系統還根據預設的程序，由主機發出指令，同步控制每臺設備的每一個機械動作，自動完成張拉過程。壓力傳感器在張拉過程中負責采集千斤頂油缸的壓力值，通過下位機傳給控制主機，主機根據標定參數換算成拉力值。位移傳感器在張拉過程中負責采集鋼絞線伸縮量（回縮量）值，通過下位機傳給控制機。

張拉程序：0→初應力→σconf持荷2分鐘錨固）；

鋼絞線斷絲、滑絲數量為：每束鋼絞線斷絲和滑絲允許一根，每個斷面斷絲之和不超過該斷面鋼絲總數的1%。若超過上述規定，更換鋼絞線后重新張拉。

鋼束張拉順序為：兩端對稱均勻張拉；頂板扁束由箱梁兩側向中間采用單端交替張拉。

（十四）壓漿及封錨

預應力筋張拉后，孔道盡早壓漿。

1.預應力筋張拉后，孔道應在48小時內壓漿，以防預應力鋼束銹蝕或松弛。

2.壓漿液自拌制至壓入孔道的延續時間，視氣溫情況而定，一般在30-40mm范圍內。壓漿液在使用前和壓注過程中應連續攪拌，攪拌速度不低于1000r/mm，初凝時間≥5h，且≤24h，初始流動度lOM7s，30mm流動度10-20s。對于因延遲使用所致的流動度降低的壓漿液，不得通過增加水來增加其流動度。

3.在壓漿過程中，漿液可將管道內空氣通過鋼絞線完全排出，空氣排盡后，出漿端趨于穩定后，關閉出漿閥，保持穩壓，壓強不低于0.5MPa，時間保持3～5mm。

4.壓漿過程中及壓漿后24h內，當氣溫高于35℃時，壓漿宜在夜間進行。

5.壓漿時，每一工作班應留取不少于3組40mm×40mm×160mm的試件，標準養護28d，以檢查其強度。

6.孔道壓漿時，有關操作人員戴防護眼鏡，防止泥漿噴出射傷眼睛。箱梁預應力筋張拉完畢，孔道壓漿全面完成并達到設計強度后，即可進行支架卸落。

（十五）支架和底模的卸落

當梁體預應力孔道壓漿強度達到設計強度80%以上，并得到監理指示后，進行支架卸落和拆除底模。卸架順序：墩位處→1/4跨徑處一跨中，各次卸落之間應有一定的時間間歇，間歇時須將松動的桿件擰緊，使梁體落實。拆除時，先拆除箱梁外側模板，再將支架頂部的絲桿頂托由人工旋轉松動，將箱梁底模整體下降5～10cm，借助于手拉葫蘆將底模板抽出，再拆除模板系統的小橫桿和大橫桿，卸除活動頂托，按照搭建支架相反的程序將支架拆除。

拆除過程中應注意不得向下拋擲桿件和扣件等，操作人員必須系好安全帶進行操作。

三、施工控制及注意事項

（一）溫度應力、裂縫、線性控制

1.混凝土溫度應力控制

施工時要注意，水泥用量、其它原材料等須符合規范要求。控制入模溫度，混凝土澆筑完畢，及時覆蓋，灑水養護等。

2.混凝土裂縫控制

造成梁體混凝土裂縫的主要原因有：溫度應力、支架變形及不均允沉降、不對稱預應力張拉、混凝土收縮、養護不好，為此采取如下措施，防止梁體混凝土裂縫。

（二）連續梁線性控制

在支架上澆筑梁式上部構造時，在施工時和卸架后，上部構造要發生一定的下沉和產生一定的撓度。因此，為使上部構造在卸架后能滿意地獲得設計規定的外形，須在施工時設置一定數值的預拱度。

施工時僅考慮支架的彈性和非彈性變形，由支架預壓測量結果的計算，確定梁的行分配。

（三）連續梁施工質量控制重點

混凝土施工時，宜選擇在較低溫度時進行；

分層澆筑，與前層混凝土結合面應嚴格鑿毛，并清洗干凈；

混凝土節段長時斜向分層澆注，節段短時水平分層澆注；

混凝土強度達到設計強度的95%、齡期達到要求后方可進行張拉作業。

（四）連續梁施工安全控制重點

連續梁混凝土澆筑時，有專人對支架及模板進行檢查，發現有變形較大或其它異常情況立即通知當班領導及時處理。

連續梁施工時嚴格管理，杜絕高空掉物危害行駛車輛。

1.建立健全安全組織機構，項目經理部成立安全領導小組，并設專職安全員，對工人進行安全教育。

2.凡是從事特種作業（起重、登高、架設作業、電焊、電工、機動車輛駕駛）人員必須經過勞動培訓。

3.凡是進入施工區域的人員，必須按工種規定配發和正確穿戴安全防護用品。

4.現場有清晰、醒目的安全生產標語、口號、板報等注意標志。

5.施工現場設有安全標志，危險部位有安全警示牌，夜間設有紅燈。

6.張拉、壓漿時嚴禁在張拉、壓漿正前方站人，避免鋼絞線斷絲飛出，高壓水泥漿噴出傷人，同時注意檢查油管接口嚴實，杜絕油泵送油時液壓油噴射傷人。

四、結論

本文結合橋工程施工實踐，詳細地介紹了滿堂支架施工現澆預應力混凝土連續箱梁的支架設計施工、支架預壓觀測及箱梁砼施工等，對同類橋梁施工具有一定的參考價值。

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