貝雷梁—盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系在現(xiàn)澆梁中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

狄傳虎

中垣建設(shè)集團(tuán)路橋工程有限公司 貴州 貴陽 550001

隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建筑業(yè)取得了較快速的進(jìn)展，其中混凝土結(jié)構(gòu)施工中使用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)的比重也日益增大，這就要求現(xiàn)澆梁板使用的模板、支架需要具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，施工時(shí)需對(duì)現(xiàn)澆梁支架臨時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)[1]。而通過采用貝雷梁-盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，可有效克服跨路交通、跨河、地基處理困難等障礙物的影響，最大限度地節(jié)約資源，并減少對(duì)城市環(huán)境的影響，從而實(shí)現(xiàn)綠色施工，實(shí)現(xiàn)支架施工整體的安全性和穩(wěn)定性。

1 施工設(shè)計(jì)

某立交是一座全互通式立交，共計(jì)13座橋，主線橋上跨現(xiàn)狀東二環(huán)，SW、HSW、ES、WS匝道上跨現(xiàn)狀航天路，SW、WN、HSS上跨河道。采用常規(guī)的滿堂支架技術(shù)梁底距離路面凈空為9 -13m，空間較大，為方便后期貝雷梁拆除，減小地基處理，且不影響下部道路通行及河道，故采用貝雷梁-盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)在貝雷梁頂面搭設(shè)盤扣式支架，如圖1、圖2。搭設(shè)后的盤扣支架高度約4-8m。選取SW匝道橋2×20m+3×20m進(jìn)行施工典型設(shè)計(jì)，此橋與現(xiàn)狀道路斜交，對(duì)斜交現(xiàn)澆梁施工，鋼管樁、貝雷梁平面布置采取相同斜交角，對(duì)于上部的分配梁、支架與設(shè)計(jì)線路保持正交，方便支架搭設(shè)。

圖1 現(xiàn)澆梁組合支架設(shè)計(jì)圖縱斷面圖

圖2 現(xiàn)澆梁組合支架設(shè)計(jì)圖橫斷面圖

1.1 鋼管立柱貝雷梁設(shè)計(jì)

1.1.1 鋼管立柱

在跨中設(shè)計(jì)為C30鋼筋砼條形基礎(chǔ)，每排5根，兩側(cè)利用承臺(tái)預(yù)埋鋼板立柱基礎(chǔ)。鋼柱選用標(biāo)準(zhǔn)630×8mm螺旋鋼管。鋼管底與基礎(chǔ)埋設(shè)2塊鋼板之間采用焊接。鋼管柱間選擇由20#槽型鋼構(gòu)成的橫向連接桁架，柱頂（腳）設(shè)置鋼板及8道加勁肋板并與支撐框架頂部的橫梁焊接，如圖3。

圖3 條形基礎(chǔ)及 柱頂（腳）鋼板加勁肋板大樣圖

1.1.2 橫梁

橫梁為雙拼I56a工字鋼，在檢查立柱的垂直度、高程后，調(diào)整其軸線，使其與鋼軸線重合。相鄰兩根立柱安裝完畢后，及時(shí)連接橫桿和斜桿，確保支墩整體穩(wěn)定。安裝一個(gè)整體支墩后，安裝支墩頂部的橫向雙拼工字梁，將五個(gè)橫向支墩連成一個(gè)整體。雙拼工字鋼與柱頂鋼板焊接固定。

1.1.3 縱向主梁與橫向分配梁安裝

縱向主梁使用貝雷梁，在貝雷梁拼裝之前必須仔細(xì)檢查貝雷片是不是有傷損跡象，有明顯破損的則不得使用，經(jīng)參建各方檢查驗(yàn)收合格后使用。并且嚴(yán)格控制好垂直度，確保主梁受壓安全問題。貝雷梁上方橫向分布梁選用I20工字梁，橫橋向布置分配梁，縱向間距為1.2m，分配梁與縱向主梁采用U型卡固定。U型卡緊固時(shí)，每根分配梁不小于5根，保證縱梁橫梁支架的穩(wěn)定性。

1.2 盤扣式支架設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的碗扣式支架因材質(zhì)差，鋼管厚度不足，搭設(shè)周期長(zhǎng)，材料損耗大，而盤扣式鋼管材質(zhì)采用Q345B低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，是一種高度靈活的多功能支撐架，以立桿基礎(chǔ)部件為基礎(chǔ)，立桿上配置圓盤，每個(gè)圓盤上設(shè)置8個(gè)孔，用以連接其他橫桿、斜桿等部件，使整個(gè)結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定，根據(jù)余衛(wèi)華，彭偉[2]通對(duì)扣件式、碗扣式、盤扣式鋼管對(duì)比分析，當(dāng)立桿外徑相同時(shí)，單根豎向承載力盤扣式承載力最大，而當(dāng)盤扣立桿采用60系列時(shí)，單根承載力效果明顯增加。從經(jīng)濟(jì)性、合理性、可行性等方面對(duì)保證架體質(zhì)量、控制工期較為有利，投入相對(duì)較少，經(jīng)本項(xiàng)目部綜合研究決定現(xiàn)澆梁支架采用60盤扣式腳手架方案。

根據(jù)本項(xiàng)目混凝土梁結(jié)構(gòu)類型，腳手架順橋向立桿間距為120cm，橫梁處為60cm，橫橋方向120cm，在腹板處60cm，立桿底部設(shè)掃地桿，高度30cm，立桿底部布置在I20分配梁中部，其標(biāo)高的調(diào)節(jié)由頂端的頂托實(shí)現(xiàn)。腳手架按要求設(shè)置縱橫剪刀撐。在高度方向每間隔1.2m設(shè)置一排縱、橫向聯(lián)接橫桿，使所有立桿聯(lián)成整體。支架頂部安裝可調(diào)節(jié)頂托，連續(xù)梁底標(biāo)高通過立桿頂托調(diào)整，伸出長(zhǎng)度不宜超過30cm，插入立桿內(nèi)長(zhǎng)度不得小于15cm。底板范圍頂托橫向放置14工鋼，縱向放置10#工鋼，縱向間距腹板范圍內(nèi)0.2m，其余0.25m。采用“化曲為直”的思想，將整個(gè)現(xiàn)澆梁直接分為幾段搭設(shè)，段間設(shè)置小角度轉(zhuǎn)角，并采用扣件支架連接為整體[3]。對(duì)此斜交現(xiàn)澆梁施工，鋼管樁、貝雷梁平面布置應(yīng)采取相同斜交角，對(duì)于上部的分配梁、支架應(yīng)與設(shè)計(jì)線路保持正交，方便支架搭設(shè)。

盤扣式支架安裝過程：測(cè)量放線→基礎(chǔ)上彈線確定梁中線位置→立桿定位→豎立桿→安裝第一步橫桿并與立桿扣緊→安裝第二步橫桿并與立桿扣緊→接立桿→加設(shè)剪力撐及掃地桿→測(cè)量高程、支搭底摸→安裝下木支撐架→拼裝側(cè)模并固定→檢查驗(yàn)收→支架預(yù)壓→驗(yàn)收合格→鋼筋綁扎→砼澆筑→養(yǎng)護(hù)→拆模→支架拆除。

1.3 支架預(yù)壓

為保證支架的穩(wěn)定性，減少對(duì)支架自身非彈性變化的影響，并可通過檢測(cè)預(yù)壓時(shí)對(duì)支架所產(chǎn)生的彈性變化影響[4]，對(duì)滿堂式支架進(jìn)行預(yù)拱度調(diào)節(jié)。支架的預(yù)壓首先要關(guān)注氣候情況，然后要做好各階段的預(yù)壓加載，做好測(cè)點(diǎn)布置和沉降觀測(cè)。

1.3.1 堆載預(yù)壓

選用砂袋作預(yù)壓力材料，在施工中關(guān)注氣候變化，并做好防雨、防水浸泡等保護(hù)措施，以避免因砂袋淋濕而產(chǎn)生的超荷。

1.3.2 基礎(chǔ)預(yù)壓

基礎(chǔ)預(yù)加載荷載等于承載地基的混凝土的恒載和支撐、模板的重量的總和的1.2倍。

1.3.3 支架預(yù)壓重量及預(yù)壓方法

基礎(chǔ)預(yù)壓進(jìn)行完畢之后，開始第二和第三階段的預(yù)壓加載。首先第二環(huán)節(jié)加載按總重量的80%記，第三環(huán)節(jié)加載按總重量的100%計(jì)，預(yù)壓重量約為梁混凝土自重的1.2倍。次序遵循縱向從跨中向支點(diǎn)、橫向從結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)對(duì)稱布載，按負(fù)荷大小依次進(jìn)行。

1.3.4 測(cè)點(diǎn)布置

在觀測(cè)點(diǎn)的幫助下，仔細(xì)測(cè)量相應(yīng)的參數(shù)，包括支架沉降、基礎(chǔ)沉降等。在橋梁預(yù)壓過程中，觀測(cè)點(diǎn)分為上、下觀測(cè)點(diǎn)。在每一跨度箱梁的兩端橫梁、跨中和四分之一跨度位置的支架，上部共有五個(gè)斷面。上部觀測(cè)點(diǎn)沿箱梁縱斷面每隔10m設(shè)置一段，分別設(shè)置在每段兩側(cè)翼緣板邊緣和底板左、中、右位置。在下部設(shè)置臨時(shí)墩，每個(gè)支墩基礎(chǔ)四邊之間設(shè)置0.5m。

1.3.5 沉降觀測(cè)

監(jiān)測(cè)頻次為裝載前、裝載結(jié)束、裝載12h、裝載后24h(當(dāng)24h未下降平穩(wěn)時(shí)，則應(yīng)觀察至沉降穩(wěn)定時(shí)間)和卸載完成6h，監(jiān)測(cè)須仔細(xì)、準(zhǔn)時(shí)，以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。全部荷載施加完畢后，每間隔24h觀測(cè)一次，記錄各測(cè)點(diǎn)標(biāo)高。當(dāng)支架預(yù)壓符合下列要求時(shí)，可進(jìn)行支架卸載：

a.各測(cè)點(diǎn)沉降量平均值小于1mm；

b.連續(xù)三次各測(cè)點(diǎn)沉降量平均值累計(jì)小于5mm。

1.3.6 觀測(cè)數(shù)據(jù)處理

分析堆載的預(yù)壓力前、預(yù)壓后、卸載后測(cè)量資料，據(jù)此計(jì)算出彈性變形值和非彈性變形值，并檢查預(yù)先設(shè)定的預(yù)拱度數(shù)值是否正確。在支架預(yù)壓階段以及澆筑混凝土的過程中應(yīng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一般監(jiān)測(cè)頻率不超過30分鐘一次。

1.4 支架拆除

支架拆除時(shí)應(yīng)遵循先支后拆，后支先拆，一步一清的原則，部件拆除的順序與安裝順序相反，嚴(yán)禁上下同時(shí)進(jìn)行，拆除時(shí)設(shè)專人進(jìn)行指揮并經(jīng)過技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目總監(jiān)審核同意后方可拆除。側(cè)模在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除，底模在張拉后拆除。首先，從跨中向兩側(cè)水平同步手動(dòng)拆除上部盤扣支架及底模。其次，手動(dòng)配合起重機(jī)拆除貝雷梁。最后，分段拆除鋼管柱支墩。拆除順序?yàn)椋翰扇∪锥帱c(diǎn)、對(duì)稱、均勻、緩慢的原則，先中跨后邊跨、由跨中逐步向兩端支點(diǎn)對(duì)稱的拆除支架[5]。

2 貝雷梁—盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系在現(xiàn)澆梁中的注意事項(xiàng)

貝雷梁-盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系在現(xiàn)澆梁中盡管安裝和拆卸都非常便捷，但是依然要注意其管理安全工作。安全工程質(zhì)量管理要重視管理工作細(xì)節(jié)，安全即效率，永遠(yuǎn)貫穿“生命安全第一位，防范為先，群防眾治”的平安管理工作方向，遵循“三不要”(缺少生命安全保障的建筑施工不要，缺少工程質(zhì)量保障的建筑施工不要，缺少搞好文明施工的建筑不要)原則。重視日常監(jiān)督管理，設(shè)置專門的安全監(jiān)察員組和群眾安全監(jiān)督員，嚴(yán)格執(zhí)行“每天質(zhì)安工作質(zhì)量巡檢，一周質(zhì)安工作質(zhì)量小結(jié)，一個(gè)月質(zhì)安工作質(zhì)量大檢驗(yàn)”的規(guī)章制度，建立所有人員崗位安全生產(chǎn)責(zé)任制，每天積極開展一個(gè)拉網(wǎng)式的大排查，對(duì)質(zhì)安監(jiān)督小組日常工作開展定期抽查管理工作，不放過任何一個(gè)細(xì)節(jié)，在檢驗(yàn)管理工作結(jié)束后及時(shí)開會(huì)，對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問題以文書的形式印發(fā)各作業(yè)面，并要求限時(shí)加以整改。在各項(xiàng)工程施工前，嚴(yán)格按照危大工程管理規(guī)定，制定專項(xiàng)施工方案，并組織專家論證，并對(duì)一線工作人員開展了安全技術(shù)培訓(xùn)及交底，檢查驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下一步工序，確保施工安全。

3 貝雷梁—盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系在現(xiàn)澆梁中的施工效益

本文以某立交為例，介紹了貝雷梁-盤扣組合式支架臨時(shí)結(jié)構(gòu)體系在其現(xiàn)澆梁中的應(yīng)用，并且也取得了良好的施工效益。經(jīng)過研究這一施工案例，發(fā)現(xiàn)使用貝雷梁-盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系施工，其簡(jiǎn)單易行，機(jī)動(dòng)性好，成效顯著，并具備了如下優(yōu)勢(shì)：

3.1 機(jī)械配置簡(jiǎn)單，適應(yīng)性較強(qiáng)，且機(jī)具使用率高，增加了施工工效。

3.2 施工進(jìn)度也能得到保證，平均每個(gè)作業(yè)面可實(shí)現(xiàn)2跨箱梁的最大澆筑速度。

3.3 鋼管、貝雷梁均可反復(fù)周轉(zhuǎn)利用，損耗較小，且具有使用簡(jiǎn)單、質(zhì)量可控。

3.4 箱板模板定位精確，箱梁混凝土結(jié)構(gòu)表面光潔，底板和翼板結(jié)構(gòu)線形管理均符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

3.5 本項(xiàng)目成為本公司的重要的高大模板工程項(xiàng)目，給眾多建設(shè)單元的施工建設(shè)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

3.6 利用貝雷梁-盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行現(xiàn)澆梁工程安全可靠，經(jīng)濟(jì)效益高，減少了人員和支架材料的費(fèi)用。

3.7 避免了許多地基工作處理，對(duì)水土保持、綠色施工有很好的效益。

4 結(jié)束語

綜上所述，貝雷梁-盤扣組合式支架結(jié)構(gòu)體系在某立交現(xiàn)澆梁中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，可以加快工程進(jìn)度、減少建設(shè)工程造價(jià)、保證施工質(zhì)量及安全，同時(shí)也為今后的同類工程建設(shè)在跨越障礙物，跨路、跨河、地形變化大，地基處理不便等復(fù)雜環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆梁板支架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)提供了借鑒意義，具有良好的推廣價(jià)值。