探索盤扣式支架在現澆連續箱梁橋施工中的應用

陳 曉

(揚州天達建設集團有限公司，江蘇 儀征 211400)

1 工程概況

某國道快速化改造立交橋工程由五座橋梁組成，全長1 100 m。該橋梁是本市城區的主要公路出入口，占地面積大、投資總額高。橋梁主體結構為鋼筋混凝土連續箱梁、預應力混凝土連續箱梁，五座橋梁的寬度分別為8.0 m、8.04 m、12.1 m、12.68 m和14.947 m。橋梁橫坡坡度的最大值為4%，縱坡坡度的最大值為4.95%。橋梁箱梁部分的頂板厚度為0.35 m，底板厚度為0.5 m，腹板厚度為0.7 m，經過技術論證，采用現澆法施工技術進行施工。五座橋梁跨徑為18 m，地面坡度為1∶1.5～1∶3，距地面高度3～10 m。此外，該工程位于城郊，安全文明施工要求高，工期緊，交叉施工分項工程繁多。在工程施工過程中，決定采用盤扣式支架體系輔助施工，由于盤扣式支架具有較好的穩定性，而且安裝施工較為簡單，能夠為實際施工提供方便。在正式施工前，應詳細了解盤扣式支架的特點，并結合工程實際情況，合理設計施工方案，確保施工安全性。

2 盤扣式支架特點

盤扣式支架是一種新型承插式支架體系，采用鋼管材料和帶承插型盤制作，包含可調底座、托座等配件。其帶齒扣接頭能夠提供非常高的穩定性，而且不需要進行螺栓作業，施工效率較高。相比于傳統采用的支架體系，盤扣式支架能夠根據工程施工需求進行靈活組裝，具有多功能性的特點。盤扣式支架還具有較強的承載能力，施工過程安全。其自身使用的材料容易加工，在運輸和使用過程中也較為方便，維護管理工作較少，因此在各類工程施工活動中得到了廣泛應用。從上世紀末開始，盤扣式支架逐漸被應用到橋梁施工領域，是目前大跨度橋梁經常采用的一種支架體系。對于現澆連續箱梁橋梁工程施工而言，除了地形和跨度等方面的影響外，還需要考慮開孔預留通道、平縱坡度等方面的限制條件。特別是在一些復雜工況條件下，必須通過全面收集工程資料，做好相關技術計算工作，確保盤扣式支架設計的合理性。總體而言，盤扣式支架具有多方面的應用優勢，有利于提高現澆連續箱梁橋梁工程的施工安全性及施工效率。

3 盤扣式支架在現澆連續箱梁橋梁工程施工中的應用措施

3.1 持力層處理

在盤扣式支架的施工應用過程中，要先做好持力層處理工作，即對支架地基基礎進行處理。根據前期的現場勘察情況，技術人員要充分掌握支架施工范圍內的土質條件，從而合理確定持力層最小填土厚度。根據相關技術規范的要求，盤扣式支架持力層最小填土厚度應在50 cm以上。在地基施工處理過程中，可以參考橋梁工程的路基施工方法，通過對軟弱基礎進行分層填筑和碾壓密實，確保其密實度可以達到95%以上。在正式施工前還需要對持力層承載力進行測算，對于盤扣式支架施工而言，地基承載力是確定單桿支撐力、底座枕木與地基接觸面積的重要參數，如果地基承載力測算誤差較大，可能引發支架結構風險。因此，盤扣式支架的持力層處理在整個施工過程中占有重要地位，同時也關系著連續箱梁現澆施工的進行。在地基填料選擇方面，可以采用一般的路基填料，但如果存在粘土等軟弱土層，則需要進行拋石碾壓或換填。此外，地表水會對盤扣式支架地基穩定性產生較大影響，在地表水的浸泡作用下，容易出現地基下沉的情況。在持力層處理時，也需要布置好地表水處理措施，妥善設計排水溝，防止基礎受到地表水浸泡。

3.2 平面布置

在平面布局方面，上述工程采用的盤扣式支架體系主要包含三種型號的立桿，一種型號的橫桿以及一種型號的斜桿，此外還需要使用底座和可調U托等配件。其中，立桿支撐力大小會受到橫桿步距的影響，可以通過橫桿步距進行調節。在橫桿步距等于0.6 m時，單桿的支撐力為40 KN。橫桿步距1.2 m和1.8 m對應的單桿支撐力分別為30 KN和25 KN。為方便施工操作、提高施工效率，在條件允許的情況下，可以將橫桿步距設置為1.2 m。以上述工程的1.8 m連續箱梁支架施工為例，在支架組合方式設計過程中，可以根據箱梁單位面積重力、支架承載力以及施工可行性分析結果，確定橫桿參數值。在跨中段可采用0.94 m縱向橫桿和1.2 m的橫向橫桿，步距為1.2 m。在該組合方案下，立桿承載力為30 KN。此外，在橫隔梁縱向4 m范圍內，可選擇0.9 m的橫向橫桿和0.6 m的縱向橫桿，步距為1.2 m，立桿承載力也為30 KN。合理設計盤扣式支架體系的平面布局是其支撐穩定性的前提保障，在確定設計方案后，應嚴格按照設計參數進行施工，不能隨意進行更改。

3.3 地基承載力驗算

在完成平面布局設計后，需要再次對地基承載力進行檢驗。具體可采用公式：ρ=p6/A≤ρk對地基承載力進行驗算。公式中的p6為單根立桿的實際承載力，ρ為單根立桿相對于地面的壓力，A為底座沉木支撐單根立桿的面積。此外，在地基承載力驗算過程中，還需要提供枕木與地基的基礎面積(b)、枕木與地基接觸面長度(l)等參數。根據上述設計方案，每個支架底座的枕木支撐著3根立桿，將枕木分為4段，則A=1/4×1×b=0.2 m2。Ρ6取衡量處的值，為29.1 KN，則ρ等于145.5 KPa。支架地基與地面沉降系數k取值為0.4，ρk=p/k=145.5、0.4=363.75 KPa，地基承載力要求大于該值。經過驗算，上述工程設計的支架施工方案可以滿足地基承載力要求，在施工過程中不會因地基承載力不足而出現結構失穩的情況。

3.4 支架施工

在地基處理施工結束后，可以按照間距0.9 m布置枕木，規格為4 m×0.2 m×0.15 m。在布設過程中對支架底座的平面位置進行測量，確保底座位置準確，為支架結構的支立施工打下良好基礎。地基處理要保證水平度符合要求，從而確保橫桿水平、立桿垂直。如果箱梁橋面較寬、且縱橫坡度較小，可以在支架地基劃分單元，通過調整U型頂托，有序進行安裝施工，一直到設計標高位置。如果箱梁橋面較窄，而且綜合坡度較大，采用上述方法存在較大的施工難度，可能因單元面積不合理，對盤扣式支架穩定性造成影響。由于在上述工程中使用了多種型號的立桿，在其支立施工過程中，可以通過訂制一些短小的找零立桿確保施工過程的順利進行。在將箱梁支架地基劃分成若干個單元后，設置U托最小旋出長度為0.15 m，在旋出長度達到0.45 m時，需要增加一根LG-0.3型號立桿，長度達到0.75 m時，需要增加一根LG-0.5型號立桿，長度達到1.05 m時，需要增加一根LG-0.9型號立桿，利用這些短小立桿減小U托旋出長度。具體可采用公式：φ=F/(A×E)對U托旋出長度進行計算，其中φ為折減系數，F為立桿承載力，A為立桿截面積，E為材料彈性模量。在橫坡較大的情況下，I字鋼會與水平U托產生交角度，從而產生偏心受壓的情況。可以通過讓U托槽內的螺旋中心與I字鋼方向垂直，并貼焊一根直徑為8 mm的鋼筋，防止出現這一問題。

3.5 預留沉降值

在連續箱梁的底部模板鋪設完成后，要對盤扣式支架進行等重力預壓試驗，要求不低于箱梁重力80%。在預壓作用下，支架與底模板、地基之間都可能出現變形現象，導致底模板的標高下降。在箱梁底模板的施工過程中，應將沉降值計算到箱梁設計標高中，作為施工標高，確保箱梁竣工后能夠滿足標高設計要求。上述工程預留的沉降值如表1所示，通過采取重力預壓處理方法，盤扣式支架能夠充分符合各項施工設計參數，從而為其使用安全性和結構承載力提供保障。

表1 預留沉降值設計

4 結束語

綜上所述，盤扣式支架自身具有多項優點，在其施工應用過程中，應通過做好前期分析和施工過程控制，確保其施工質量，從而充分發揮其應用優勢。通過做好持力層處理及地基承載力驗算工作，即使在盤扣式支架的支立施工過程中進行縱橫坡調整，可以避免出現施工質量問題，確保其應用的安全性。