淺談城市軌道交通工程現澆簡支箱梁滿堂支架法施工技術

秦慧程，鄧曉琴，張立軍

（中國水利水電第七工程局成都水電建設工程有限公司，成都 611130）

1 工程概況

本文以武漢市軌道交通21號線三標段高架區間為例，著重講述滿堂支架法的施工技術。

2 施工工藝

本工程現澆簡支梁支架體系采用滿堂支架法，具體施工工藝流程如下：地基處理→搭設滿堂支架→支架預壓→安裝模板、鋼筋、波紋管等→澆筑混凝土→混凝土養護。

2.1 滿堂支架施工參數

按照簡支梁橫截面的不同，將梁體分為三種方式處理：兩側翼板、腹板以及梁底板，兩側翼板下支架參數為90cm×90cm×120cm（縱向間距、橫向間距、橫桿步距，下同），腹板下支架參數為60cm×90cm×120cm，梁底板下支架參數為60cm×90cm×120cm。頂托上縱、橫向梁均采用10cm×10cm方木，箱梁底板采用15mm厚的竹膠合板，箱梁側模采用定型鋼模板。

2.2 地基處理

搭設支架前地基處理方法為：對于需要進行換填處理的部位，在換填處理、回填表層整平后，采用YZ20t振動壓路機進行碾壓（盡量采用靜碾壓方式）,對于壓路機碾壓不倒部位采用小型夯機分層夯實，表面150cm范圍采用砂礫石進行回填并分層夯實。碾壓后進行動力觸探實驗，在要求承載力不小于150kPa后，在面層澆筑一層30cm厚C30混凝土。為避免基礎受水浸泡，在澆筑的混凝土基礎上進行2%的橫向坡排水。并在兩側布置30×40cm的排水邊溝，排水溝設置縱坡，溝內壁用砂漿抹實防止雨水侵入，水沿坡排出基礎范圍。

2.3 支架搭設

支架搭設的常規順序為：底托→支架立桿→支架橫桿→斜桿搭設→接頭鎖緊→搭設腳手板→搭設上層立桿→立桿連接銷→支架橫桿→剪刀撐及加固。支架搭設時，要求至少兩層向同一方向或從中間向兩側推進，不得從兩側向中間合攏。

支架搭設完成后，應在翼板邊緣及梁體端頭設置防護欄桿，防護欄桿高1.2m，立桿鎖于鋼模板起吊杠方鋼上，立桿上設置兩道橫向鋼管，然后用密目安全網進行圍敝，防止人員墜落及墜物傷人。

梁體施工時單獨設置人行通道。

2.4 支架受力驗算

2.4.1 荷載計算

30m簡支梁對應滿堂支架最大高度為23m、35m，簡支梁對應滿堂支架最大高度為16.5m，梁體寬度為9.4m。通過對以上最不利情況進行分析，對本工程30m簡支梁施工支架進行驗算，以確定最終的支撐參數，并確保工程安全。

根據設計圖紙，梁體相關參數如下：

①30m簡支梁自重Q1=4360.0kN；

②施工荷載

箱梁底模、內模及內外模支撐荷載，按照均布荷載計算，取值 2.0kN/m2，根據梁體結構尺寸，Q2=30×9.4×2.0=564.0kN。

施工人員、材料、機具荷載，按照均布荷載計算，取1.5kPa，根據梁體結構尺寸，Q3=30×9.4×1.5=423.0kN。

③在不計梁體施工支撐系統的情況下上部結構總重：

④墩高23m滿堂支架自身荷載：

⑤根據設計的滿堂架參數，30m簡支梁滿堂支架立桿共計35×15=525根，由支撐體系自重及支撐系統上部產生的荷載總計Q總=5762.4+4098.6=9861.0kN，則單根立桿承受荷載：N=Q/525=9861.0/525=18.9kN。

2.4.2 地基承載力驗算

根據經驗及試驗，將地面整平，并采用重型壓路機碾壓密實（壓實度≥90%），地基承載力可達到[fK]=190～250kPa。

式中：N——腳手架立桿傳遞至基礎頂面軸心力的設計值；Ad——立桿底座面積，Ad=15cm×15cm=225cm2。

底托坐落在混凝土基礎（厚0.3m）上（底托尺寸按照15cm×15cm計算），按照力傳遞面積計算：

K為調整系數；混凝土基礎系數為1.0。

經過計算，基底整平壓實后采用標準貫入試驗檢測地基承載力。經檢測，若壓實度達到90%以上，證明地基承載力能夠滿足要求。

2.4.3 立桿穩定驗算

根據《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范》有關模板支架立桿的穩定性計算公式：N/ΦA+（MW1+MW2）/W≤f

①N——鋼管所受的垂直荷載，組合風荷載時N=1.2（NG1K+NG2K）+0.9×1.4∑NGK，同前計算所得。

②f——鋼材的抗壓強度設計值，參考《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范》表5.1.6得f=205N/mm2。

③A——支架立桿的截面積，A=391.0mm2（根據對武漢市場的調查，碗扣架鋼管規格為φ48×3.0mm，在計算過程中按φ48mm×2.75mm鋼管的截面積考慮）。

φ——軸心受壓桿件的穩定系數，根據長細比λ查表即可求得。

截面的回轉半徑 i=1/4（D2+d2）1/2=16.0mm

長細比 λ＝L/i。

L——水平步距，L=1.2m。

則λ＝L/i=75，參照《路橋施工計算手冊》查附錄3-26得Φ=0.744。

④MW1——計算立桿段有風荷載設計值產生的彎距。

uZ——風壓高度變化系數，參考《建筑結構荷載規范》（GB5009-2012）表8.2.1得uZ=1.39（離地面高度按30m取值，地面粗糙類別為B類）。

uS——風荷載腳手架體型系數，按照《建筑結構荷載規范》表8.3.1第36項uS=0.9，

wO——基本風壓，根據《建筑結構荷載規范》附表E.5，wO=0.4kN/m2，

則 Wk=0.7uZ×uS×wo=0.7×1.39×0.9×0.4=0.35kN/m2。

La——立桿縱距為0.9m;h—立桿步距為1.2m

⑤MW2——計算立桿段有雪荷載設計值產生的彎距。

μr——屋面積雪分布系數，參考《建筑結構荷載規范》（GB5009-2012）表7.2.1得μr=1.0，

So——基本雪壓，查《建筑結構荷載規范》附表E.5得So=0.6kN/m2，

故：Sk=μr×So=1.0×0.6=0.6kN/m2

La——立桿縱距0.9m、h——立桿步距1.2m,

⑥截面模量 W=1/4×3.14×（R3-r4/R）=4.29×103mm3

則，N/φA+（MW1+MW2）/W=18.8×103/（0.744×391）+（0.054+0.093）×106/（4.29×103）=98.9N/mm2≤f=205N/mm2

根據計算結果，支架體系是安全穩定的。

2.5 滿堂支架拆除

現澆簡支梁滿堂支架體系的拆除在設計有要求時應按設計要求，設計無要求時參照相關規范執行，且支架拆除前預應力張拉等相關作業應施工完成并經過相關單位驗收合格后方可拆除。預應力筋未張拉完成前嚴禁拆除滿堂支架體系。

3 結語

城市軌道交通高架橋快速發展，滿堂支架法應用廣泛，施工前合理驗算，注重支架施工的過程控制，嚴把驗收質量關，才能保證工程的施工安全。