盤扣支架在市政高架現澆梁應用探討

馮亞麗 （中交第四公路工程局有限公司，北京 100000）

1 工程概況

呼和浩特市金盛快速路提升改造工程主要是在現狀道路的基礎上，按城市快速路標準進行的改造。該項目西起二環東路，東至徐家高速公路。道路全長12 km。主要公路是高架公路和地面公路的組合，高架道路總長約9.7km。

項目主要內容是高架公路和地面公路組合，全段設置昭烏達路高架橋1座，昭烏達路高架按照建設條件分為金橋路段、小黑河段、昭烏達路段三個部分，平行匝道橋6座，橋梁全長3148.704m（不含耳墻）。標準截面的上部結構采用組合式預制混凝土連續箱梁和鋼箱梁結構。鋼箱梁主要位于路線平交道口、加寬段、路線上下行匝道位置，跨徑35～58m，其中金橋段的第二聯（2×41.633m+2×42.5m）、 第 五 聯（30m+50m+35m）及第五聯平行匝道1和平行匝道2；小黑河段的第三聯（45m+50m+45m），昭烏達段的第一聯（40.438m+2×47m+43m）、第五聯（38m+58m+45m）、第八聯（40m+58m+35m），平行匝道使用花瓶墩、墻式臺。

支架安裝質量是支架法現澆施工的關鍵控制點。在施工中，梁的線形控制不僅關系到橋型的美觀，而且關系到橋梁的受力。線性控制技術復雜、難度大、影響因素多。有必要考慮支架的彈塑性變形、梁的重量、預應力、混凝土收縮徐變、溫度應力、地基沉降等因素。能否準確預測和調整關系到施工成敗。

2 施工方案的對比與選擇

本標段現澆梁全部采用滿堂支架法施工。目前市場上主要使用的支架有碗扣及盤扣兩種。碗扣式支架在市場的使用時間相對較長，材料質量不易辨別及控制，且搭拆周期長，而盤扣支架與碗扣架相比具有強度高、搭拆方面省力、承載力高，零件不易損壞、用鋼量少等優點，同時考慮本項目施工工期目標，因此箱梁支架全部采用盤扣式支架。下面我們通過對盤扣架體的功能性、安全性、經濟性以及結構特點的比較來展現盤扣架的優勢。

2.1 盤扣架施工工藝優勢

經過熱鍍鋅防銹處理內外產品。保證產品一致性，使用壽命15～20年。特別適用于高大橋梁的支架施工。節省2/3以上的鋼材消費相比碗扣式腳手架。大大節省了工時成本和運費，節約了成本。

2.2 盤扣支架功能

材料特性：本標段橋梁工程現澆連續箱梁盤扣滿堂支架。立桿為φ60×3.2mm鋼管，設置底托和頂托。盤式緊固接頭由連接在垂直桿上的連接盤、水平桿端緊固接頭和傾斜桿端緊固接頭組成。橫桿采用φ48×2.5mm 鋼管，配 0.3m、0.6m、0.9m、1.2,m、1.5m、1.8m、2.1m接頭若干，小接頭材質采用Q235B，大接頭材質采用Q345B，斜桿選用φ33×2.3鋼管，材質Q195。與傳統的架體相比，該支架具有結構簡單，合理，重量輕，承載能力強，穩定性好，安全系數高，操作方便等特點。快速的組裝和拆卸，節約勞動力，容易調整垂直和水平度，和運輸方便;它可以作為單支撐，支撐框架，和高度靈活調整高度。該塔結構可以保持施工通道，以方便工人操作。

2.3 安全性分析比較

安全性分析基于碗型鋼管支架和盤支撐架的結構特征。在實際施工過程中，盤扣管架體比碗扣鋼腳手架更安全。

該架體節點形式是半剛性連接，并且螺栓設計為用于其自身鎖定功能的楔形構件。而螺栓采用弧形鉤部設計，以確保螺栓不會滑動。安裝后，可直接檢查螺栓連接的插入條件和擰緊程度。碗扣的碗扣連接必須安裝4個橫桿，然后用錘子擰緊。它不能直接檢查密封性的程度，并且存在漏擊情況，留下了安全隱患。

設計和施工時候的施工距離必須符合規范和設計要求，但是由于緊固件數量不足，施工過程往往不足，特別是當緊固件在每個豎直桿的交叉點處嚴重不足時，也給施工帶來很大影響。保證支架調節系統的穩定性。自鎖螺栓保證整體支架結構穩定。便于安裝支架。

采用熱鍍鋅工藝有效地防止了材料在使用過程中因材料腐蝕而導致的承載能力下降，保證了產品性能的一致性。顏色為銀灰金屬色，整體觀感均勻，符合安全文明施工的要求。目前市場上大部分是腐蝕碗形扣件，根據目前的安全技術標準，主軸壁厚為3.5mm，市場的一小部分只有3.0mm，其中大部分只有2.75mm。基本上沒有3.5mm，加上內外表面腐蝕。在實際操作中，必然有風險。

2.4 方案的經濟比較

從安裝和拆卸，材料的組織和運輸，現場施工和安全管理方面來看，碗扣和盤扣相比更經濟。專業的施工隊伍集中管理模式能最大限度地減少可能的風險因素。采用新的工字鋼代替木材，也極大的降低了施工成本。

2.5 結構特點對比

碗形支架接頭連接各種桿。豎直桿A3焊接鋼管被用作主要部分。垂直銷和頂針由每個長度的鋼管制成的碗形緊固件接頭制成，并且碗放置在碗中并且位于0.6m的下碗中。

Q345采用低碳合金鋼。圓盤接頭設計和自鎖設計，大大改善了Q235普通碳素鋼管傳統腳手架的材質。特別是，垂直桿承載力顯著提高。帶扣接頭包括焊接到垂直桿的墊，水平桿的桿端，接頭和傾斜的桿端，以及接頭。并設計一個特殊的對角線桿，以形成穩定的格構柱結構。

與兩個支撐結構相比，盤扣架體可能形成比碗形架結構更穩定的結構。從而大大提高了支架的穩定性，結構設計模型簡單，大大提高了設計方案的可靠性。

3 重難點分析

采用腳手架法進行現澆施工，腳手架安裝是控制質量的關鍵。在一般的腳手架安裝中，有3個問題：搭設支架不規范，尤其是剪力撐和連桿；作業班組不按技術交底施工，最突出的是作業工人圖省事少搭設橫桿，致使橫桿間距加大，立桿自由長度增加，軸心受壓承載力降低；不適當的地基處理或地基處理導致支撐部分下沉甚至塌陷。

①根據嚴格的荷載計算，支架的布置滿足荷載、變形和穩定性的要求。

②支撐和上部荷載和下部基礎豎向和水平分布梁支承和傳遞，并設置足夠的剪刀支撐和連接桿，以確保支架的整體穩定性和整體應力。

③根據場地地質條件，制定了切實可行的地基處理和加固方案，以提高地基承載力，保證地基承載力滿足要求，不再沉降。

4 支架搭設要點

4.1 支架基礎處理

現澆梁位于城市主干道上。現狀老路結構層厚度不小于70cm，地基承載力可滿足支架搭設要求。可不做處理就進行支架搭設；對于局部瀝青路面破損，采用切割機切開，采用C20混凝土進行填補找平。

立交區域部分匝道與主線拼寬段支架下方為原狀素土，承載力較差，需重新換填處理。地基處理寬度為最外側支架向外不小于1m。處理完成，采用動力觸探法進行檢測承載力。確保地基承載力不小于400kPa。

對于道路中分帶及側分帶位置，先清除路緣石及綠植后，以原地面為準換填隨后進行振動夯實，然后澆筑混凝土，混凝土略高出原老路路面防止雨水灌入，同時順接原老路縱橫坡。處理完成后，檢測方法同上。

承臺采取臨時回填措施保證支架搭設，處理完成后，采用動力觸探法進行檢測承載力，確保地基承載力不小于400kPa。基坑回填前，將基坑內清干凈。

在搭設架體之前。必須檢查基本承載能力。以確保符合設計要求。確認符合設計規定后方可搭設架體。在架體材料裝車運走之前必須對材料本身的各項指標進行檢查，滿足設計計算及使用要求才可進場使用。

4.2 腳手架搭設要點

①根據每聯支架平面布置圖，采用全站儀對支架立桿控制點位置進行放樣，彈出支架縱橫向立桿交叉線，且每聯現澆梁在每跨均須設置高程控制基準點，以控制支架底托水平，防止橫桿連接不牢固。架設腳手架時，設置相對桿的位置，將可調節的底座放置在5cm×15cm的板上。

②根據腳手架布置尺寸，將可調底座布置到固定點。底座的立桿部分向上插入調節座，底座下邊緣需完全插入扳手應力面槽內。將水平桿頭插入小孔的位置，使水平桿頭的前端彎向垂直桿管，然后將楔銷穿過小孔固定。

圖1

③未加裝（連接棒）的立桿統稱為基礎立桿。依圖2所示將基礎立桿長端插入基座的套筒中，以檢查孔位置查看基礎立桿是否插至套筒底部。基礎立桿僅使用在第一層搭接，第二層往上均使用立桿，然后安裝第二層水平桿。

④嚴格按照規范要求是確保框架穩定性的關鍵因素。在安裝過程中，必須嚴格控制安裝質量，必須控制底層的水平和垂直度，水平桿的水平高度可通過可調下支架調節。使水平誤差控制在桿長的1/400以內，使其保證穩定。并對支撐桿和垂直桿的堅固性逐一進行檢查，以滿足要求。

圖2

⑤腳手架應分期建造。第一階段為3m高，并對相關參數進行測試。合格后，可以建立下一個階段。

⑥當架設腳手架時，在現澆箱梁頂的水平投影中安裝防護欄，支撐件安裝在外殼的范圍內。

4.3 支架預壓

架設腳手架后，應進行荷載預壓，以檢查支架的承載力，減少和消除支座的非彈性變形和地基的不均勻沉降，從而確保箱梁混凝土的澆筑質量。

5 本項目典型案例

根據不同截面情況我標段現澆梁主要分等截面箱梁與變截面箱梁；根據位置不同主要分為主線箱梁與匝道箱梁；根據梁寬度不同主要分為標準段、門架加寬段；根據所處環境及設計情況主要分為主線箱梁、跨路口變截面大跨徑箱梁、立交匝道箱梁。綜合以上情況，本文主要介紹本標段箱梁直接設計高度超過8m的具有代表性的案例。

5.1 主線標準段箱梁（等截面高度大于8m）

針對支架搭設高度8m以上擬采用以下的設計形式。

橫向：箱室下立桿間距為1.2m；腹板下立桿間距為0.6m；翼板下間距為1.2m，步距為1.5m,頂層步距為1m；端橫梁、中橫梁為實腹板,立桿間隔為0.6m；空腹板段立桿間隔為1.2m。

縱向：端橫梁下、中橫梁下立桿間距為0.6m，腹板、箱室底板、翼板下立桿間距為1.2m，步距為1.5m,頂層步距為1m。

豎向斜桿應滿布設置，沿高度每隔4～6個節段立桿應設置水平層斜桿或扣件鋼管大剪刀撐，并應與周邊橋墩形成可靠拉結，分上、中、下三層設置；墩柱處支架用扣件與墩柱連接，墩柱頂部一道，中部一道。架體底層縱、橫向水平桿作為掃地桿，距地面高度應小于或等于200mm，立桿底部設置20×20cm可調底座。

立桿可調承托伸出水平桿懸臂長度h不應超過40cm。

圖3 標準段箱梁跨中支架搭設斷面示意圖（＞8m）

5.2 主線等高加寬段

針對支架搭設高度8m以上擬采用以下的設計形式。

橫向：箱室下立桿間距為1.2m。腹板下立桿間距為0.6m。翼板下間距為1.2m，步距為1.5m,頂層步距為1m。端橫梁、中橫梁為實腹板,立桿間距0.6m。

縱向：端橫梁下、中橫梁下立桿間距為0.6m，腹板、箱室底板、翼板下立桿間距為1.2m，步距為1.5m,頂層步距為1m。

立桿可調承托伸出水平桿懸臂長度h不應超過40cm。

圖4 40m寬箱梁跨中支架搭設斷面示意圖（＞8m）

6 結語

通過對施工條件及現場地形的充分了解，證實了使用盤扣架體支撐現澆箱梁施工最節約材料，不但提高了安拆的效率，還能保證工程的安全和質量。同時，也促進了現場文明施工的建設和施工技術的普及，取得了良好的技術經濟效益。由于周期短，成本低，避免了管理和使用過程中的一些問題。