城市現澆箱梁盤扣式支架施工技術分析

陳真　龐杰夫

摘要：文章以柳州市曙光大道延長線工程現澆箱梁施工為例，通過對盤扣式支架組成、支架承載力、穩定性等方面分析可知，盤扣支架明顯優于碗扣支架，其具有承載能力大、防腐性好、支架穩定性好、安全性高等特點。同時，在施工過程中，盤口是支架通過承插連接和插銷固定，有利于支架搭設施工，支架步距相對較大，架體內空間充足，便于對搭設情況、安全隱患進行排查。

關鍵詞：盤扣式支架;承載力;穩定性;受力計算;施工技術

中國分類號：U445.46

0引言

城市橋梁結構發展多樣化，運用滿堂支架法進行箱梁現澆是目前橋梁建設中最為常用的施工工藝，其中碗扣式支架和盤扣式支架用得最多。但是由于市場上生產的碗扣式支架大多不滿足規范要求，且在外觀上沒有盤扣式支架美觀，用鋼量也比較多，整體性難以保障[1]。而且近年來，使用碗扣支架出現支架坍塌事故案例比較多。

目前于市場上常見的碗扣支架立桿厚度基本僅有3.0 mm，無法達到規范要求的3.5 mm，且碗扣支架逐漸停產，市場存量所剩無幾。目前國內有逐步淘汰碗扣式支架的趨勢，取而代之的是盤扣支架[2]。

1工程概況

曙光大道延長線項目位于柳州市柳東新區，起于東外環曙光大道立交，跨越洛清江，連接盤古大道，止于新柳大道延長線。

其中象巖南路跨線橋采用支架法現澆箱梁，起止樁號為K12+232～K12+658。橋跨布置采用第一聯4×30 m+第二聯（35+50+35）m+第三聯3×30 m+第四聯3×30 m結構，全橋長426 m，橋面寬26.5 m，梁底寬22.5 m，箱梁底部設置2%雙向橫坡，其中第一、三、四聯現澆箱梁為等截面尺寸，第二聯現澆箱梁為變截面尺寸。因此需要對支架頂托及分配梁布置進行詳細控制，以保證橋梁雙向橫坡和線型。

2盤扣式支架組成

2.1主要構件

城市現澆箱梁中盤扣式支架主要組成構件有：立桿、水平桿、豎向斜桿、水平斜桿、可調底托、可調頂托、連接套管、連接盤、扣接頭和插銷等。

其中立桿為材質Q345A的60 mm×3.2 mm鋼管;水平桿和水平斜桿為材質Q235B的48 mm×2.5 mm鋼管;豎向斜桿為材質Q195的48 mm×2.5 mm鋼管;可調底托和頂托材質為Q235B;連接套管、連接盤、扣接頭和插銷材質為ZG230-450[3]。

2.2組成形式

可調底座支立于硬化基礎上，首層立桿插入底座，上層立桿之間采用套管或承插連接，水平桿和斜桿通過插銷將桿端扣接于連接盤上，最終立桿頂部插入可調托座，整體結構連接形成幾何不變體系，傳遞水平模板上的各項荷載，如圖1所示。

3盤扣式支架性能分析

3.1承載力

盤扣支架立桿采用60 mm×3.2 mm的Q345A鋼管，單桿極限承載力可達200 kN，一般立桿容許軸力為92.8 kN;而碗扣支架立桿采用48 mm×3.5 mm的Q235鋼管，一般立桿容許軸力僅為18.6 kN。因此盤扣支架Q345A比Q235鋼材剛度大大提高，同時立桿直徑和厚度的增加，將大大提升支架的整體承載力[4]。

另外，工程中真正投入使用的碗扣支架立桿壁厚遠遠達不到規范要求的3.5 mm，在工程實例中能夠找到的壁厚達到3.0 mm的碗扣支架少之又少，因此其單根承載力再次大幅度下降。這從側面反映盤扣式支架更能夠保證支架承載力。

3.2防腐性

盤扣式支架為了防止構件在使用期間因材料被腐蝕而導致承載能力下降，采用了熱鍍鋅浸鋅工藝提高其防腐蝕能力，在保證正常使用條件下，其使用壽命能達25年以上。與之相比，碗扣式支架的防腐措施僅為在表面噴涂一層油漆，在支架長期重復調配使用過程中，油漆早已磨損殆盡。現有工程實例中碗扣式支架構件銹蝕程度普遍較為嚴重。

由此可以說明，盤扣支架的防銹更加合理化，耐久性、使用壽命和使用安全更能得以保證。

3.3穩定性、安全性

盤扣支架屬于二力桿體系，立桿、橫桿、斜桿于連接盤處通過插銷扣接，軸線匯交于一點，傳力路徑簡潔、清晰、合理;且插銷具有自鎖功能，可保證桿件之間連接的可靠性，對插銷檢查僅需肉眼觀察或人工拉扯即可。碗扣支架則僅通過扣件連接立桿和橫桿，沒有斜桿進行體系連接分散彎矩，斜向連接只能通過剪刀撐與立桿扣接等一些構造措施，此類構造節點抗扭能力低，剪刀撐與立桿無法保證每跨都進行有效連接，整體性不強。因此與碗扣支架相比，盤扣支架的設計更加合理，桿件連接形成整體框架體系，穩定性、安全性得到大大提高。

4支架設計

4.1荷載組合計算

首先根據現澆箱梁節段重量對支架進行初步布置，再對各區域支架模板自重和混凝土自重的均布荷載進行計算，最后計算各區域的荷載組合采用下式：

N=1.2（∑NGK1+∑NGK2）+1.4 NQK（1）

按照一般段、過渡段、實心段、腹板段及翼板段進行分區，對不同區域的單肢立桿軸向力組合荷載進行計算。

4.2受力驗算

根據規范要求，分別對立桿承載力、可調托座承載力、混凝土面層和底層地基抗壓強度進行驗算，同時驗算支架高寬比是否符合要求。具體如表1、表2所示。

接下來按腹板最不利位置，采用三跨連續對面板集中荷載進行計算，對面板抗彎、抗剪和剛度進行驗算，如表3所示。

同理分別按腹板段和實心段最不利位置，對橫梁（槽鋼/工字鋼）和縱向分配梁（方木/槽鋼）抗彎、抗剪和剛度進行驗算，如表4所示。

5施工關鍵技術

5.1地基處理

承臺回填后，對箱梁底下需要搭設支架的場地采用壓路機對支架基礎進行壓實，基礎處理寬度需比支架整體寬度>1.5 m。基礎壓實度要求≥93%，土基承載力≥250 kPa，場內橫坡為2%。

壓實完成后試驗部門檢測壓實度和土基承載力是否符合要求;測量部門對基礎標高進行復測，檢查是否與支架方案一致。

場地承載力不滿足要求時，則需將軟土挖除，用片石換填。場地兩側需設置排水溝，以防場內積水浸泡基礎。

土基處理完成后，鋪筑20 cm碎石墊層，夯實，最后澆筑20 cm厚C25面層。

5.2支架搭設

支架搭設前，需先對現澆高大模板專項施工方案進行專家評審，通過后，再根據方案的支架施工設計圖進行支架搭設。

首層立桿應采用不同長度的立桿交錯布置，以保證接頭不處于同一平面，錯開豎向距離≥50 cm;頂層水平桿至模板底高度≤65 cm，托座絲桿外露長度≤40 cm，托座絲桿插入立桿≥15 cm;支架架體四周最外層豎向斜桿均應滿布設計，當支架搭設高度>8 m時，需對整個架體進行滿布豎向斜桿。

5.3底模與側模安裝

采用工字鋼和槽鋼作為橫向分配梁，搭設過程中要注意根據分配梁需要進行搭接，不可以采用對接或者懸空;縱向采用方木作為分配梁，采用搭接方式連接;由于方木受剪易變形，需通過受力驗算，嚴格控制方木搭設間距和跨徑。當箱梁底存在雙向橫坡時，還需注意在坡頂處對橫向分配梁進行節段劃分，進行雙向調坡。

模板采用15 mm厚大塊防水竹膠板。鋼筋安裝之前要對模板涂抹脫模劑。施工的順序為：測量放樣→安裝底?！鷻z驗梁底標高和邊線→彈出側模位置線→外側模安裝→線錘掛直復核。

模板安裝需保證密實，接縫處貼雙面膠防止漏漿。

5.4支架預壓及沉降觀測

5.4.1支架預壓

模板安裝完成后，采用混凝土塊或鋼絞線加載對支架進行預壓。預壓采用分級加載，預壓加載分4次進行，預壓荷載4次加載值分別為：10%、20%、50%、110%[5]。如圖2和下頁表5及圖3所示。

5.4.2沉降觀測

每跨支架沉降觀測點設置在縱向0.25L、0.5L、0.75L及距墩中心前后1.5 m處設置5個斷面，相應斷面橫向設置8個沉降觀測點。同時對地基沉降也對應設置8個沉降觀測點，如圖4所示。

5.5現澆箱梁主體施工

現澆箱梁主體施工采用常規現澆施工工藝，本文不進行詳細論述。

5.6支架拆除

待混凝土齡期達到7 d，以及彈性模量、強度達到設計的90%后，進行支架拆除。支架拆卸要求從跨中向橋墩方向依次循環卸落;縱向對稱地由邊跨向中跨均衡卸落，再橫向對稱由外側向內側與縱向同時一起卸落。

拆除前應清理腳手架上的器具、多余的材料和雜物.拆除作業應按先搭后拆的原則，從頂層開始，逐層向下進行，嚴禁上下層同時拆除，嚴禁拋擲。所有拆除過程禁止野蠻施工，防止對箱梁外觀造成損傷。

6結語

本文以柳州市曙光大道延長線工程現澆箱梁施工為例，通過對盤扣式支架組成、支架承載力、穩定性等方面分析可知，盤扣支架明顯優于碗扣支架，其具有承載能力大、防腐性好、支架穩定性好、安全性高的特點。在施工中，盤口支架是通過承插連接和插銷固定，有利于支架搭設施工，支架步距相對較大，架體內空間充足，便于對搭設情況、安全隱患進行排查。盤扣支架安拆便捷、耐久性高、周轉性好的特點，使其綜合經濟性也不亞于碗扣式支架。

綜合上述，盤扣式支架在城市現澆箱梁施工中具有很強的競爭優勢和廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1]黃旭.承插型盤扣式鋼管支架在現澆施工的應用[J].建材與裝飾，2018（43）：19-20.

[2]趙振國，劉紹煥，尹潔.淺談新型盤扣式支架在現澆箱梁施工的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2015（20）：4 425-4 426.

[3]JGJ231-2021，建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術標準[S].

[4]朱立國.承插型盤扣式鋼管支架在現澆連續梁施工應用[J].黑龍江交通科技，2017，40（5）：114-115.

[5]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].