城市軌道建設中的現澆簡支箱梁滿堂支架法施工技術

高永斌

（中交四航局第三工程有限公司，廣東 湛江 524000）

1 工程概況

案例工程為某機場城際軌道交通工程，項目全長17km，沿途需要建設車站7個、特大橋1座、大橋1座、隧道1座，另外，路基、有砟軌道、無砟軌道的施工長度分別為161m、863m、16335m。該工程中上部結構主要采用預應力混凝土現澆梁及簡支架，根據施工情況，該工程中采用了滿堂支架法。

2 滿堂支架的設計

2.1 支架材料的選擇

圓木、鋼管、型鋼是常見的制作支架的材料。通常，不同的支架，其連接方式也不盡相同，目前施工中最常用的連接方式有兩種—碗扣式和扣件式。根據地方相關要求，該工程選擇碗扣式腳手架作為支架材料。

2.2 支架荷載的選擇

根據該工程實際情況，碗扣式滿堂支架自下往上布設為15cm厚C20混凝土墊層+可調底座+立桿+可調頂托+橫向10#工字鋼+縱向10cm×10cm木方+15mm厚木模板。支架立桿采用碗扣式支架，材料壁厚3.5mm，外徑φ48mm。上下托均采用可調式上下托，剪刀撐采用外徑φ48mm×3.5mm鋼管。箱梁底板底部的碗扣支架主要采用30cm×90cm×120cm（腹板區域）、60cm×90cm×120cm（箱室區域）、90cm×90cm×120cm（翼板區域）的形式。經反復核算后，該布設能夠滿足該工程施工需求。

3 滿堂支架施工的重點與難點

（1）地基處理。針對軟土地層，需要采用換填等方式進行處理，避免地基沉降導致箱梁開裂，為整個項目的施工打下堅實的基礎。同時，做好地基四周的排水工作，避免地基被水浸泡后承載能力下降。一般來說，地基四周的排水措施有兩種，分別是設置排水溝、抽水泵抽取，前者適用于積水量較小、持續積水的情況，后者適用于積水量較多的情況[1]。該工程地基地表往下依次為0.3m雜填土、2.1m粉質黏土、1.6m稍密卵石土、5.1m中密卵石土、36.3m密實卵石土，具體如圖1所示。地基處理方法：以地面為準換填厚度≥30cm的卵石土，填料鋪設前后均采用22t振動壓路機壓實，碾壓過程應≥6遍。對于承臺基坑、泥漿池和軟基范圍內的施工需要清除淤泥和軟基，排干坑內積水，進行填料換填，填料可采用卵石土，分層回填土整平并用振動壓路機碾壓密實，分層厚度30cm。經試驗室檢測，地基承載力達到設計要求，處理后的地基承載力≥200kPa，符合要求后采用C20混凝土硬化處理，厚度為150mm。在縱橋向單側開挖臨時排水溝做好基礎排水，支架基礎設置0.3%的橫坡以利排水，并且坡底側設置排水溝，避免因排水不暢造成地基沉陷。

圖1 項目地質勘察柱狀圖（單位：m）

（2）支架設計。現澆箱梁滿堂支架的主要性能參數有兩個—支架的穩定性及支架承受荷載的能力，任何一種性能參數沒有達標，都會對整個項目的施工質量造成影響。所以，做好支架的設計工作十分重要，精準地計算，反復驗算和校核，確保支架各項參數無誤后方可開展正式施工。

（3）支架安裝。安裝支架時需要預留預拱度，抵消構件自重下產生的撓度，保證即使在長期荷載的影響下，混凝土構件的撓度也可以控制在合理范圍內；對接立桿時，扣件應固定到位，保證對桿連接的緊固性。預拱度計算參考如表1所示。

表1 預拱度計算參考表

（4）施工時，除了要關注箱梁外表美觀，還要保證內部結構施工質量，如果內部結構施工質量達不到設計要求，只能通過返工進行補救，而這不僅會延長施工工期，還會導致施工材料的浪費，從而增加施工成本，不利于施工企業項目管理工作的進行。

4 現澆簡支箱梁滿堂支架法施工技術

4.1 施工要求

腳手架的搭設要滿足以下要求：腳手架具備齊全的安全設施；腳手架的連接足夠穩定、牢固；腳手架橫平豎直、底腳著實。

4.2 施工工藝

該項目采用的支撐體系為滿堂碗扣式腳手架支撐體系。為保證施工安全，嚴格按搭設順序搭設，不能隨意更改或者調整搭設環節。相關人員需要仔細研究施工方案，全面掌握項目具體的構造特點，經過測量放樣確定立桿位置，然后應用碗扣將立桿和橫桿連接在一起，并對其垂直度進行校正，以此類推，逐層完成支撐架體的搭設。另外，在搭設支撐架體的過程中，控制支架立桿的垂直誤差≤50mm。

4.3 剪刀撐施工

該工程支架構造體系中設置了3道連續水平剪刀撐，水平支撐的底部、頂部和鋼管設置了一道，然后對于中間的空間，每間隔4.0m設一道。剪刀撐的設置需要分區域開展，四周從底部到頂部設置了連續的豎向剪刀撐，中間部位從底部到頂部設置2道縱向剪刀撐，控制剪刀撐和地面構成的夾角為45～60°，將斜桿和立桿扣接在一起。為提高立桿整體的穩定性，安裝立桿時，發揮掃地橫桿的作用，將所有的立桿連成一個整體。如地面和架體之間的高差較大，應及時設置斜撐，提高節點位置的穩定性，為后續施工打好基礎。

4.4 連墻件設置

為保證支架的抗扭性能及抗剪能力均達到相應的設計要求，搭設整體支架時，每步的水平桿與墩身都應設置抱箍連接，并且保證鋼管和扣件連接得足夠嚴密。

4.5 支架元件檢測驗收及支架預壓和驗收

滿堂支架主要由頂托、橫桿、底托、立桿以及扣件5個部分構成，支架進入施工現場后，應該根據相關規范送檢支架，現場監理按規范要求對支架進行外觀驗收、簽署驗收表后方可進場，以保證支架不存在銹蝕、變形以及裂紋等異常情況。

該工程現澆梁支架擬采用混凝土預壓塊進行代表性預壓，預壓塊采用自制或租用，單塊重量為1.4t。預壓塊吊裝使用起重吊裝設備吊卸。

加載方式分為三個環節：支架預壓按預壓單元進行3級加載，依次加載的荷載為單元內預壓荷載值的60%、80%、100%。縱向加載時，從混凝土結構支點開始向跨中處進行對稱布載；橫向加載時，從混凝土結構中心線向兩側進行對稱布載。載入的荷載分布要盡量與主梁混凝土的分布一致，翼板位置鋪設底板面進行支架預壓，加載重量偏差應控制在同級荷載的5%以下。

每級加載完成1h后，對支架的變形進行一次觀測，以后間隔6h監測記錄各監測點位移量，當相鄰兩次監測位移平均值之差≤2mm時，方可進行后續加載，若相鄰兩次監測位移平均值之差＞2mm，應繼續進行本級荷載監測[2]。全部預壓荷載施加完成后，應間隔6h監測記錄各點位移量，當連續12h監測位移平均值之差≤2mm時，方可卸除預壓荷載。卸載時，做好記錄后再卸載至下一級荷載，全部卸載完后記錄支架的彈性恢復情況。

支架預壓加載和卸載按照對稱、分層、分級的原則進行，嚴禁集中加載和卸載。加載過程中如發生異常情況應立即停止加載，查明原因并采取措施保證支架安全后方可繼續加載。

4.6 預壓目的與過程

消除支架塑性變形的方法有兩種：混凝土硬化、預壓加載。在消除支架塑性變形的同時，要對支架的穩定性、剛度以及強度進行檢查，不僅如此，還要應用高精度的水準儀測量和檢查臨時支架的塑性變形程度、下沉量及彈性。通過臨時支架主要桿件的撓度變形情況評價本支架的安全性，具體來說，包括如下幾個方面：

（1）開展支架加載工作前，需要對支架進行全面檢查，然后測量支架各個觀測點，待觀測質量合格后，方可進行加載。

（2）應用吊車將預壓塊調運到臨時支架上，當實際加載量達到設計荷載的60%時，停止加載。

（3）測試底模沉降量及支架的穩定性，然后應用水準儀測量模板的跨中撓度和實際沉降值，待檢查結果合格后方可進行下一級加載。

（4）將荷載加載到設計荷載的100%，待支架系統穩定后，開展具體的測試工作。仔細做好安全防護工作，防護欄的底部搭設搭板，側面設置擋腳板，避免物件發生墜落。針對危險范圍，設立明顯的安全警示標志，提醒來往行人及施工人員多加注意，避免意外情況的發生。

4.7 支架拆除

預應力鋼束張拉結束后，管道壓降的強度達到相應的設計要求方可拆除支架。支架的拆除盡量同步、對稱進行，并按以下順序拆除：首先拆除護欄、腳手板、剪刀撐，然后拆除小橫桿、大橫桿、立桿件。支架的拆除應該由上而下進行，逐層拆除[3]。為避免誤扶誤靠導致施工人員的傷亡，及時拆除和運走松開連接的各類配件。

5 結束語

綜上所述，作為軌道建設施工中最為重要和關鍵的程序，滿堂支架施工技術的應用可以明顯提高項目施工質量和效率。但是該技術的應用過程較為復雜，必須加強細節管控，重視做支架試驗，提高現澆箱梁施工質量的同時，提高整個軌道項目的施工質量。