橋梁現澆箱梁支架施工方案研究

王小靖

(陽泉市道路管理處 陽泉市 045000)

近年來，隨著城市化建設的不斷推進，橋梁工程儼然已成為城市交通網絡中不可或缺的一部分，橋梁的規劃、設計和施工對于城市交通網絡的完整性具有較高的實際意義。由于城市現有交通網絡的復雜性，新建橋梁工程具體施工時需要根據實際情況合理采用恰當的施工方案，其中，具有較好施工特點的現澆箱梁支架工程施工目前得到了廣泛的應用。以某高架橋(K43+966.63～K45+720)右幅第一聯為工程實例，對橋梁的現澆箱梁支架施工方案與工藝技術進行設計和探討，以期為工程設計和施工提供參考和借鑒。

1 工程概況

高架橋(K43+966.63～K45+720)，全長1753.37m，屬于本標段1475.27m，對于右幅第一聯跨徑，其組合方式為(32+45+40)m，其中對于箱梁，是采用C50標號的混凝土，橋面的寬度是16.25m，橋梁高是2.4m。對于單箱四室斷面的等截面箱形連續梁，其底板的厚度為220mm，跨中部位截面的頂板厚度是250mm，此外，橋面從左側到右側橫坡為4%。高架橋右幅第一聯立面和斷面圖如圖1所示。

(1)地形地貌

本項目位于丘陵谷地～盆地地貌帶，跨越多種微地貌單元，地形起伏較大。根據其地貌成因及形態特征，大致可分為剝蝕地形、剝蝕堆積地形、堆積地形等三種類型。近年來東莞地區經濟快速發展，夷山填谷、大興土木，使區內的地形地貌發生了很大的改變，相當部分地段臺地、階地、平原等分界線，野外特征已不明顯。

(a)立面圖

(b)梁端實心處橫斷面

(c)箱梁空心段橫斷面圖1 高架橋右幅第一聯立面和斷面圖

(2)地質及水文氣候條件

本建設區域地質構造活動頻繁，建設區域內主要分布著變質巖和侵入巖等。建設區域含有較多的孔隙潛水和裂隙水以及第四系松散層孔隙潛水。第四系松散巖類分布面積甚廣，厚度較大，孔隙水較豐富，主要分布于沖積平原區和石馬河水系流域沿岸兩側。含水巖組為河床砂礫石層以及粉砂質粘土等，水位埋藏較淺，一般小于3m，受地形條件影響，局部地段具有承壓水。

本區屬南亞熱帶季風氣候區，雨量充沛，日照充足。區內全年主要導風向為東北風，每年7～9月臺風盛行，年平均影響2.6次，給工程施工帶來一定的影響。

2 現澆箱梁支架施工方案研究

由于合同段橋梁工程量大，現澆連續箱梁數量較多，如何均衡組織，確保安全、質量和工期是本標段施工的重點。

針對采用滿堂(盤扣式)鋼管支架方案施工的箱梁，通過分析比較，結合箱梁的跨徑、結構高度、經濟合理性、質量、安全等因素，以該高架橋(K43+966.63～ K45+720)右幅第一聯最具有代表性和針對性，以下就滿堂(盤扣式)鋼管支架方案進行設計分析。

表1 2.0m梁高箱梁現澆支架布設方式一覽表

表2 2.4m梁高箱梁現澆支架布設方式一覽表

2.1 現澆箱梁支架施工場地準備

地基處理及排水溝設置：現澆箱梁采用滿堂(盤扣式)鋼管支架施工方案地段，施工前先平整場地，然后采用路塹棄方或磚渣進行填筑，壓實標準和方法采用路基施工96 區的填筑要求。為了確保工程質量，面層設置15cm厚C20混凝土，以確保地基承載能力和防止地表水滲入下層，造成地基沉降。地基處理如圖2所示。

圖2 支架地基基礎處理示意圖

(1)支架基礎應該滿足以下要求：

① 支架地基應平整。

② 支架的鋼支柱不得直接立于地基上，需要在其底部設置相應墊木和底座，并且墊木的厚度要大于等于5cm。

③ 位于通道處的支架墊木應低于兩側地面，并其上加設蓋板避免擾動。

(2)地基表面支架底部鋪150cm ×15cm ×5cm 木板于立桿底座下(布置圖如圖3所示)。

圖3 支架底座示意圖

(3)支架采用Φ60×3.2盤扣式鋼管，下設立桿可調底座，上設立桿可調托撐，并且要在橫向支撐的頂托上側設置I12.6型號的工字鋼，此外還要在上側鋪設方木。

2.2 滿堂(盤扣式)鋼管支架施工

本工程支撐高度最高為17.45m，最低為2.0m，箱梁形式為單箱多室，經研究及考察，計劃采用承插型盤扣式支撐架進行現澆箱梁的施工。

2.2.1盤扣式支架的構配件與材質

盤扣式支撐架的主要構成由立桿、水平桿(橫桿)、斜位桿、標準基座、輔助桿、可調底座、可調U型頂托、銷板、連接盤等組成。具體如圖4示。

圖4 承插型盤扣式腳手架構造圖

2.2.2支架搭設

2.2.2.1支架結構形式

對于現澆箱梁支撐體系，其從上部到下部的架設分為以下部分：底模板和側向模板、方木、工字鋼以及盤扣支架等。施工上下通道采用承插式腳手架搭設標準爬梯。

2.2.2.2支架布置

盤扣支架的縱橋向間距大小取120cm，端橫梁和中橫梁部位的間距大小取60～90cm，橫橋向間距大小取150cm。橫橋向在腹板及端、中橫梁實心處均為90cm；水平桿步距采用150cm，頂、底層步距不大于100cm。搭設前先在混凝土墊層上按設計間距畫出支架立桿位置，并于相應位置安放可調底座，然后拼裝第一層支架，調整垂直度后逐層向上拼裝。拼裝到頂層立架后，裝上頂層可調頂托，并依據設計標高進行調整。

2.2.2.3施工平臺搭設

在翼緣板模板鋪設完成后在模板外側50cm處鋪設模板，作為混凝土澆注后行走通道，平臺寬度0.9～1.2m，此外，要在模板之外設立護欄以保證安全，其中欄桿高度不小于1.2m，立桿間距≤1m，橫桿與上下桿件之間的距離應≤60cm，立桿采用Φ48.3×3.6mm的鋼管制作，并涂紅白相間的反光漆。具體如圖5所示。

圖5 施工平臺搭設

2.2.2.4支架預壓

為了保證施工過程中支架現澆混凝土結構的安全以及消除支架塑性變形，現擬對全部支架按實際澆筑工況進行預壓。預壓的主要目的是驗證支架安全與否，并消除支架塑性變形以及地基的沉降變性。預壓方式分為兩種，具體見圖6。

(a)砂漿預壓

(b)水袋預壓圖6 預壓方式

(1)預壓方法

支架預壓加載的過程要分成3級進行，依次施加總荷載的60%、80%和100%。對于縱向加載，要從跨中開始向支點處進行對稱布載；對于橫向加載，要從結構中心線向兩側進行對稱布載。

(2)支架預壓的觀測

施工中，當完成一級加載后，要立即開始監測并記錄數據，當其穩定之后再進行下一級的加載工作。

為準確反映出支架彈、塑性變形及基礎沉降量，預壓觀測點每跨箱梁順橋向設置5個斷面：梁跨端部、1/4跨、1/2跨和3/4跨，每一跨從小里程到大里程方向，對應I、II、III、IV、V斷面；每個斷面還要在箱梁兩側腹板底和斷面中部底板部位布置測點，該3個點分別為腹板中間、底板中間相對應下分配梁位置，每跨梁總計布設15個觀測點。觀測點點位布置如圖7所示。

(a)縱向布設

(b)橫向布設圖7 觀測點點位布置

支架預壓時應注意以下幾點：

①每次觀測都要嚴格記錄加載量、變形值、測量的日期與時間、大氣溫度、天氣情況等數據；

②加載要均勻連續，并盡可能做到對稱加載；

③加載過程要及時記錄支架的變形數據，出現異常應該停止加載。

3 結束語

以某高架橋(K43+966.63～ K45+720)右幅第一聯為工程實例，對橋梁的現澆箱梁支架施工方案與工藝技術進行設計和探討。通過介紹可以看到，現澆箱梁支架施工具有施工工藝復雜、流程繁瑣等特點，因此在具體施工過程中應該合理地組織施工以及控制工程質量。主要從現澆箱梁支架施工場地準備工作出發，對滿堂(盤扣式)鋼管支架施工方式進行了詳細探討，研究內容對于橋梁現澆箱梁支架設計方案和施工工藝具有指導作用。