現澆橋梁模板支架設計與施工技術分析

王玉峰

（中鐵十四局集團第四工程有限公司，山東 濟南 250002）

隨著橋梁技術的發展和結構力學的深入研究，橋梁模板支架的搭設已經從工程經驗階段發展到理論支持實踐的階段。相關學者開始利用科學的方法對模板支架系統進行受力分析和有限元理論分析，但是初期階段的研究內容較少，研究理論較單一，研究體系的搭建還不夠完善，因此文章在前人的基礎上以模板支架為研究對象進一步展開研究，從設計和施工的不同階段對支架進行分析，并結合相關工程實例提出了相關建議。

1 模板支架的類型

1.1 按材料分類

根據使用要求和材質的不同，可以將模板支架分為木支架、合金支架、鋼支架三類。使用木支架的特點是施工簡單，便于架立，但隨著使用時間的增長，木支架的結構抗力會大大降低，強度和穩定性也得不到滿足，最終不能滿足使用要求。相比之下，合金支架和鋼支架的結構強度和穩定性比木支架強很多，并且重復利用率較高，在現今文明施工和環保施工的大力倡導下，得到大量使用，特別是鋼支架。

1.2 按空間布置分類

隨著基建事業的大力發展，現澆橋梁由于自身結構的優勢得到廣泛應用，因此施工時模板支架也被廣泛利用。根據空間布置形式的不同，可將模板支架分為梁式支架、滿堂支架、混合支架三種，三種支架的使用場地以及施工難度各不相同。梁式模板支架主要用于地基承載力較低、高度較高、受力結構較復雜的大跨徑梁橋。這種情況下，模板支架搭建的結構要求較多，如搭設時應進行預壓等。滿堂支架的使用范圍相比于梁式支架更窄，滿堂支架主要應用于橋梁施工難度低、地基承載力高、施工安全易控制、橋梁跨度和高度都較小的地段。混合支架由兩種或多種結構形式組成，各個結構組成之間相互制約、相互受力。混合支架的主要特點是布置形式可根據地形走勢和橋梁結構的變化而變化，其適用性較高，能滿足橋梁的結構要求，在施工和設計要求方面均優于梁式支架和滿堂支架。

1.3 按連接方式分類

（1）扣件式鋼管支架。該支架主要是由鋼管和扣件組成，優點是施工簡單，搭設和拆卸方便，能滿足地面高程的變化；缺點是抗滑承載力控制模板支架的承載力，抗滑設計時扣件承載力應滿足單扣件為8kN，雙扣件為12kN；立桿撓度較大，節點處的偏心距也較大，明顯降低了軸向抗壓能力和整體穩定性。另外，當螺栓固定時的荷載為50kN時，隨著荷載的增大，螺栓抗滑力增大；當荷載達到60kN時，螺栓會出現扣件斷裂。因此，在使用時螺栓的固定荷載應控制在40～50kN。

（2）碗扣式鋼管支架。以定型碗扣接頭作為連接點，連接各立桿橫桿的支架結構，其結構如圖1所示。

圖1 橋梁碗扣式支架

（3）貝雷梁支架。貝雷梁支架是橋梁施工過程中常用的一種組合支架形式，主要由貝雷梁和鋼管組合形成支架系統。貝雷梁桁架被鋼立柱支撐，然后在桁架上搭設滿堂支架進行箱梁的澆筑。該施工方法主要適用于地勢平坦、地基承載力較大、橋梁施工要求較高的地段。當采用貝雷梁支架時，對應的橋梁基礎形式通常采用整體穩定性好的擴大基礎，此種組合形式安全性較高。

2 模板支架的設計與施工

模板支架的搭建以及形式的選擇對橋梁施工的影響很大，因此模板支架的設計工作也越來越重要。基于支架的安全使用，文章主要從設計、預壓、搭設、驗收、拆除五個階段對模板支架的設計和施工進行了研究。

2.1 模板支架設計

橋梁模板支架的主要作用是在橋梁的蓋梁和主體進行澆筑時對結構起支撐作用，輔助鋼筋混凝土材料的成型，承受的荷載有永久荷載和可變荷載兩種。因此，在模板支架的設計時應考慮多種荷載組合的情況，選擇合理的模板支架體系，保證施工安全可靠地進行。

根據結構承載能力極限狀態設計橋梁模板支架時，模板支架的可靠度應滿足公式（1）；根據結構正常使用極限狀態設計橋梁模板支架時，模板支架的可靠度應滿足公式（2）。

式中：γ0為結構重要性系數，取值0.9；S為荷載效應組合；C為支架最大承載力。

最終，根據設計規范對橋梁的梁底模板、梁底主梁、支架等進行強度、剛度、穩定性的驗算。

2.2 模板支架預壓

橋梁在進行施工時，支架會在荷載作用下產生彈性及非彈性變形，地基會發生沉降，因此橋梁施工時經常會對支架和支架基礎進行預壓，以消除地基的不均勻沉降和支架的變形。預壓荷載宜為施工時支架承受全部荷載的1.05～1.1倍。

2.3 模板支架的搭設

（1）統一規格型號。（2）嚴把材料驗收關。（3）人員機械標準：相關專業人員需通過考核，且持上崗操作證書；進場機械設備需要核實相關證件。（4）復核驗算：在復核結果無誤后，方能開始支架的搭設。

2.4 支架檢查與驗收

當模板支架搭設完畢后，根據施工方案及相關規定對支架體系進行檢查和驗收。模板支架的檢查驗收是保證施工安全的關鍵步驟，因此驗收階段應嚴格按照行業相關規定以及規范進行，保證全面檢查、準確驗收。結合工程實踐為檢查驗收提出以下建議：（1）進場的模板支架應嚴格驗收，驗收合格后方可進場。（2）嚴禁擴大支架間的距離，保證支架的安全性。如步距（1.2m）擴大0.2m、承載能力降低到95%時就不滿足使用要求。（3）材料強度和穩定性存在較大問題的構件不得代替標準構件，且進場時對該類構件應嚴格把控。（4）施工單位和監理單位應對支架進行嚴格檢查，建設單位的負責人應該對構件進行嚴格抽查，確保構配件和材料質量符合要求。

2.5 模板支架的拆除

滿布支架拆除時可從拱頂向拱腳依次拆除，簡支梁宜從跨中間向支座拆除；多孔拱橋卸架時，當橋墩允許承受單孔施工荷載時，可單孔卸落；卸載支架時應設專人用儀器觀測拱圈撓度和墩臺變化情況，并做好記錄。

3 案例分析

3.1 工程概況

某地區改建工程第三標段的立交3#主線橋是該地區公路規劃網中的重要組成部分，直接連接兩個重要地區，同時承擔著與該地相連通地區的交通銜接任務。起點樁號為K14+500，終點樁號為K15+719.173，標段全長1.219km，橋隧比為52.3%。

上部結構為預應力混凝土箱梁，結構形式為單箱多室，箱底寬7.8m，梁高1.6m或1.8m，橋下凈空最小處為5.5m、最高處為15m，橋梁主要參數如表1所示。

3.2 施工設計方案

該項目采用碗扣式鋼管支架，規格為Φ60mm×3.2mm，材質為Q345B；橫桿鋼管規格為Φ48.3mm×2.5mm，材質采用Q345B；在鋼管下方為200mm×50mm的木板。箱梁底模的木模板尺寸為2.44m×1.22m，厚約15mm。底模次龍骨為100mm×120mm的方木，間距設計為100mm（腹板下）和200mm（箱室下）兩種；主龍骨為150mm×150mm的方木，間距與支架間距均為1200mm。

經過方案設計并對梁底主梁、梁底小梁、梁底模板等進行強度和剛度驗算，驗算結果表明以上各處的強度剛度均滿足要求；對支架承載力和地基承載力等進行驗算，結果表明均符合規定；對支架和支架基礎進行預壓，結果表明72h內的沉降數值＜1mm/d，因此基礎承載力有足夠強度。最后，模板支架按以上要求進行搭設，檢查驗收以及拆除。

表1 主線橋概況

綜上所述，模板支架在進行設計和施工時應注意：模板支架的布置形式應根據地形地質以及橋梁形式等合理選擇；方案設計時應對各項指標進行驗算，保證各結構的安全穩定性；支架預壓是施工時的關鍵步驟，避免不均勻沉降對橋梁結構的影響；模板支架的驗收和拆除應嚴格按照施工步驟進行。

4 結語

（1）文章通過不同的方式對模板支架進行了系統分類，重點介紹了碗扣支架施工注意事項。

（2）模板支架在設計和施工階段的主要步驟有模板支架的設計、模板支架的預壓、模板支架的搭設、模板支架的驗收、模板支架的拆除。

（3）文章分析了連續梁橋碗扣支架施工情況，并通過工程實例論述了支架施工全過程及注意事項，以保證施工過程中支架的安全性和穩定性。