滿堂支架技術(shù)在現(xiàn)澆箱梁施工中的應(yīng)用

沈 敏 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司東華地鐵公司

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

本工程位于嘉海公路以西1.6 km 處，路線全長(zhǎng)960 m，橋梁全長(zhǎng)692 m，兩端道路長(zhǎng)度總長(zhǎng)268 m，道路寬度40 m。橋梁起點(diǎn)樁號(hào)為K0+171.29，終點(diǎn)樁號(hào)為K0+863.29，橋梁下部結(jié)構(gòu)為鉆孔樁、承臺(tái)、墩臺(tái)和蓋梁，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆箱梁及裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁。本橋孔跨布置采用8 聯(lián)（4×30+3×30+3×30+3×30+1×30+2×30+3×30+4×30）m，第六聯(lián)采用2×30現(xiàn)澆箱梁。

本工程高大支模架區(qū)域?yàn)? m×30 m現(xiàn)澆箱梁，縱向長(zhǎng)度60 m，橫向長(zhǎng)19.99 m，。立桿底部進(jìn)行基礎(chǔ)處理。箱梁頂面標(biāo)高9.697 m，支模架支設(shè)高度最高達(dá)到9.70 m。本工程的箱梁高度1 800 mm，箱梁橋面寬度19.99 m，底寬14.29 m，分為左右兩個(gè)單幅，墩號(hào)為14#、15#、16#墩，跨度為30 m。

1.2 地質(zhì)情況

根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)報(bào)告如下：

（1）素填土，雜色～灰黃色，松散，以粉質(zhì)黏土為主，含建筑垃圾及少量碎石，偶見(jiàn)植物根莖，局部見(jiàn)腐植質(zhì)，質(zhì)不均一。

（2）粉質(zhì)黏土：褐黃色，軟可塑，略具層理，光澤反應(yīng)較光滑，干強(qiáng)度和韌性中等，含鐵錳質(zhì)氧化斑點(diǎn)。

（3）淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土：灰色，流塑，粘塑性較好，見(jiàn)黑色有機(jī)質(zhì)斑點(diǎn)及腐殖質(zhì)。切面較光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。

1.3 水文情況

本場(chǎng)地內(nèi)原有較多河溝和魚塘，因城市發(fā)展和建設(shè)需要，魚塘已回填，場(chǎng)地周圍還有少量河溝。

2 總體施工方案

橋面投影范圍加寬2 m 范圍內(nèi)進(jìn)行原地面清表，清表完成后進(jìn)行原地面壓實(shí)，壓實(shí)結(jié)束后進(jìn)行50 cm 厚宕渣換填壓實(shí)，上鋪設(shè)5 cm 厚碎石找平，20 cm 厚C25 砼墊層，采用重型觸探對(duì)地基承載力進(jìn)行檢測(cè)，地基承載力滿足達(dá)到250 kPa，基礎(chǔ)范圍為橋面垂直投影每側(cè)加寬2 m，距離基礎(chǔ)兩側(cè)1 m位置設(shè)置排水溝，防止積水浸泡基礎(chǔ)。

現(xiàn)澆箱梁支架均采用碗扣式滿堂支架，立桿縱向間距90 cm、橫向間距60 cm，步距120 cm。

采用堆載砂袋配重預(yù)壓支架，分級(jí)加載，預(yù)壓的最大荷載為箱梁重量加上施工荷載總重量的1.2 倍，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)24 h的沉降量平均值小于1 mm后進(jìn)行卸載。

3 施工工藝及方法

3.1 工藝流程

基礎(chǔ)處理→彈線并復(fù)核 → 搭支模架→調(diào)整托梁→擺主梁→ 安放梁底模并固定 → 梁底起拱 → 扎梁筋 → 安側(cè)模 → 側(cè)模拉線支撐（板高加對(duì)拉螺栓）→ 復(fù)核板模尺寸、標(biāo)高、位置 → 與相鄰模板連固。

3.2 支模架的構(gòu)造措施

3.2.1 基礎(chǔ)處理及要求

（1）支模架基礎(chǔ)進(jìn)行處理：500 厚宕渣墊層，50 厚碎石找平，200厚C25砼，處理至±0.000。

（2）所有立桿底部均設(shè)有底托，底托與基層接觸面為150 mm×150 mm鐵板。

（3）高大支模區(qū)域外側(cè)四周設(shè)置排水明溝，保證區(qū)域內(nèi)無(wú)積水。

3.2.2 立桿構(gòu)造要求

（1）模板支架的傳力路線為:荷重→底?！×?方木)→主梁(工字鋼)→橫向水平桿→縱向水平桿→立桿→墊板→基礎(chǔ)→地基。

（2）現(xiàn)場(chǎng)采用碗扣式鋼管架作為本模板工程的支撐體系，豎向、水平剪撐采用鋼管扣件式。

（3）底排設(shè)置縱橫向掃地桿，由于下部為底托，掃地桿離地高度調(diào)整為300 mm。

（4）結(jié)構(gòu)和構(gòu)件各部分形狀尺寸、相互位置正確。

（5）具有足夠的承載能力，剛度和穩(wěn)定性，可靠地承受施工中所產(chǎn)生的荷載。

（6）架體步距1 200 mm。

（7）支架立柱無(wú)混用。

（8）立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差小于《扣件架規(guī)范》的要求；過(guò)程中均衡受載。

（9）立柱配置可調(diào)底座，頂部采用可調(diào)托座。立柱上端包括可調(diào)螺桿伸出頂層水平桿的長(zhǎng)度不得大于0.7 m。鋼管立柱大于30 cm增設(shè)縱橫水平桿。

（10）支模架四周立面設(shè)置了通高專用斜桿。

3.2.3 水平桿構(gòu)造要求

每步的縱橫水平桿雙向拉通。

3.2.4 剪刀撐構(gòu)造要求

（1）垂直剪刀撐：沿高支架四周連續(xù)設(shè)置，中間約每6 跨立桿設(shè)置一組。設(shè)置方法由基礎(chǔ)面連續(xù)設(shè)置到頂。

（2）水平剪刀撐：自頂步起向下設(shè)置水平剪刀撐。第一組位置在頂步 7.5 m 處，第二 3.9 m 處，第三 0.3 m 處，共設(shè)三組。

（3）每道剪刀撐寬度為7跨，剪刀撐斜桿與地面傾角控制在45°左右。

（4）剪刀撐的接長(zhǎng)宜采用搭接，搭接長(zhǎng)度不小于1 000 mm，采用三只扣件等間距固定，鋼管伸出扣件邊緣不小于100 mm。接頭應(yīng)錯(cuò)開。

3.2.5 架體穩(wěn)定措施

在高大支模區(qū)14#～16#墩的立柱上均設(shè)置拉結(jié)點(diǎn)，上下不少于二道，設(shè)置位置在2.70 m和6.30 m處。

3.2.6 其他

（1）鋼管、扣件必須經(jīng)檢測(cè)合格后使用，底托、頂托等不符合規(guī)范要求的材料嚴(yán)禁使用。

（2）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸搭設(shè)。

（3）模板、支撐主、小梁、主梁、對(duì)拉螺栓、機(jī)械設(shè)備符合相關(guān)規(guī)范要求；

3.3 支模架的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與要求

模板支架投入使用前，項(xiàng)目部根據(jù)批準(zhǔn)的專項(xiàng)施工方案組織驗(yàn)收，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織驗(yàn)收，驗(yàn)收合格，經(jīng)施工單位項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人和總監(jiān)理工程師簽字后方可進(jìn)入后續(xù)工序的施工。

（1）現(xiàn)場(chǎng)的碗扣架構(gòu)配件應(yīng)具備以下證明資料

①主要構(gòu)配件有產(chǎn)品標(biāo)識(shí)及產(chǎn)品質(zhì)量合格證；

②供應(yīng)商應(yīng)配套提供管材、零件、鑄件、沖壓件等材質(zhì)、產(chǎn)品性能檢驗(yàn)報(bào)告。

（2）構(gòu)配件進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量檢查的重點(diǎn)

①鋼管管壁厚度；

②焊接質(zhì)量；

③外觀質(zhì)量；

④可調(diào)底座和可調(diào)托撐絲桿直徑、與螺母配合間隙及材質(zhì)。

模板支架驗(yàn)收主要檢查現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際搭設(shè)情況與方案的符合性。各主要受力構(gòu)件、構(gòu)造桿件與方案一致：

①保證架體幾何不變性的剪刀撐、拋撐等設(shè)置已經(jīng)完善；

②基礎(chǔ)無(wú)不均勻沉降，立桿底座與基礎(chǔ)面的接觸無(wú)松動(dòng)或懸空情況；

③立桿上碗扣可靠鎖緊；

④立桿連接銷安裝、斜桿扣接點(diǎn)符合要求、扣件擰緊程度。

4 支架預(yù)壓觀測(cè)

嚴(yán)格控制實(shí)際施工荷載不超過(guò)設(shè)計(jì)荷載，避免混凝土堆放過(guò)高，超過(guò)設(shè)計(jì)荷載，堆載高度不大于100 mm。對(duì)出現(xiàn)的超過(guò)最大荷載有相應(yīng)的控制措施，鋼筋等材料不能在支架上方大量堆放。預(yù)壓方法為采用砂袋堆載預(yù)壓。

4.1 預(yù)壓目的

預(yù)壓目的：由于碗扣鋼管桿件的彈性變形、非彈性變形及桿件連接縫隙、緊固程度等原因，會(huì)引起支架在上部荷載的作用下產(chǎn)生較大的變形，使支架發(fā)生下沉現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起砼梁部出現(xiàn)裂縫。因此在澆筑箱梁砼前對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，以消除支架的非彈性變形。同時(shí)，通過(guò)預(yù)壓找出彈性變形的變化規(guī)律以確定預(yù)留沉落量。

4.2 預(yù)壓荷載確定

按均布荷載進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。

箱梁每平米重量：1912×2.6/2/60×20=2.1 t/㎡；

按箱梁自重的120%系數(shù),每單位面積重量為:

2.1×1.2=2.5 t/m2；

確定:預(yù)壓荷載2.5 t/m2。

4.3 預(yù)壓順序

預(yù)壓順序按照混凝土的澆筑順序進(jìn)行，先澆筑混凝土的部位先預(yù)壓，后澆筑混凝土的部位后預(yù)壓，預(yù)壓過(guò)程采用五級(jí)加/卸載，即加載：預(yù)壓前→20%→50%→80%→100%→120%持荷72 h 卸載：120%→100%→80%→50%→20%→預(yù)壓完成。根據(jù)本工程的幾何特點(diǎn)及混凝土澆筑順序，預(yù)壓的順序?yàn)椋?/p>

（1）按設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整好底模標(biāo)高，并對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行初始觀測(cè)。然后開始預(yù)壓，先壓跨中處(兩端對(duì)稱預(yù)壓)，再依次加載向兩側(cè)梁端的位置排列預(yù)壓件。

（2）全部重量達(dá)到20%、50%、80%時(shí)對(duì)底模、支架等處的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)高和平面位置坐標(biāo)測(cè)量，并詳細(xì)作好記錄，分析支架的變形規(guī)則。

（3）繼續(xù)按上一步的步驟進(jìn)行加載，待加載至總重量的100%時(shí)繼續(xù)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并詳細(xì)作好記錄。

（4）預(yù)壓至總重量的120%時(shí)停止加載并持荷不小于72 h。在這期間對(duì)底模、支架等處的觀測(cè)點(diǎn)每4 h 進(jìn)行一次觀測(cè)，作好詳細(xì)記錄。

4.4 沉降觀測(cè)

沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè):加載前布設(shè)各觀測(cè)點(diǎn),沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于底模和底模相對(duì)應(yīng)的地面墊木上，每排設(shè)五點(diǎn)，排間距5 m。測(cè)量:對(duì)各沉降觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。測(cè)量時(shí)間：加載前、加載至計(jì)算荷載的60%、80%、100%及加載完成后每4 h測(cè)量一次。將每次測(cè)量數(shù)據(jù)記入記錄表內(nèi)。

4.5 觀測(cè)要求

在堆載預(yù)壓的過(guò)程中均認(rèn)真對(duì)各觀測(cè)標(biāo)、觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀側(cè)，觀測(cè)人員固定、設(shè)備固定。在加載前先進(jìn)行首次觀測(cè)，在每級(jí)加載完成后，先停止下一級(jí)加載，并每間隔12 h 對(duì)支架沉降量進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)支架頂部監(jiān)測(cè)點(diǎn)12 h 的沉降量平均值小于2 mm 時(shí)，可進(jìn)行下一級(jí)加載；支架可一次性卸載，預(yù)壓荷載應(yīng)對(duì)稱、均衡、同步卸載。每次觀測(cè)的項(xiàng)目主要有：

（1）測(cè)量支架沉降觀測(cè)標(biāo)下端面到支架基礎(chǔ)面之間的距離，并在基礎(chǔ)面對(duì)應(yīng)位置做好紅油漆標(biāo)記。

（2）測(cè)量支架基礎(chǔ)面上的觀測(cè)標(biāo)（觀測(cè)點(diǎn)）高程。

每次觀測(cè)完畢后及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，變形量過(guò)大或變化異常時(shí)，立即停止堆載，查明原因，采取正確的應(yīng)對(duì)措施。

4.6 預(yù)壓成果

預(yù)壓時(shí)間的確定：預(yù)壓時(shí)間至以各沉降觀測(cè)點(diǎn)不再下沉為止。

預(yù)壓結(jié)束后，對(duì)預(yù)壓過(guò)程中的測(cè)量記錄結(jié)果進(jìn)行整理，繪制沉降曲線圖，編寫預(yù)壓試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。

5 監(jiān)測(cè)要求

梁板高大支模采用碗扣式腳手架支撐體系，在搭設(shè)和鋼筋安裝、砼澆搗施工施工過(guò)程中，隨時(shí)監(jiān)測(cè)。

（1）砼澆筑前全數(shù)進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)；澆筑過(guò)程中每30 min至少進(jìn)行一次，全部澆筑完成后半小時(shí)內(nèi)監(jiān)測(cè)一次，之后二天內(nèi)每天不少于二次監(jiān)測(cè)。每次監(jiān)測(cè)均做好記錄。

（2）班組日常進(jìn)行安全檢查，項(xiàng)目每周進(jìn)行安全檢查，公司每月進(jìn)行安全檢查，所有安全檢查記錄必須形成書面材料。

（3）日常檢查、巡查重點(diǎn)部位。桿件的設(shè)置和連接、掃地桿、支撐、剪刀撐等構(gòu)件是否符合要求。

地基是否積水，底座是否松動(dòng)，立桿是否符合要求。

碗扣是否可靠鎖緊；立桿連接銷是否安裝、斜桿扣接點(diǎn)是否符合要求、扣件擰緊程度；

①架體是否不均勻的沉降，垂直度。

②施工過(guò)程中是否有超載的現(xiàn)象。

③安全防護(hù)措施是否符合規(guī)范要求。

（4）支模架在承受六級(jí)大風(fēng)后進(jìn)行全面檢查，合格后才開始澆砼，澆砼的過(guò)程中，由項(xiàng)目部安全、質(zhì)檢人員對(duì)架體檢查，隨時(shí)觀測(cè)架體變形。發(fā)現(xiàn)隱患，立即停止施工，采取措施保證安全后再施工。構(gòu)件允許偏差見(jiàn)表1。

表1 構(gòu)件允許偏差表

6 結(jié)束語(yǔ)

該現(xiàn)澆箱梁滿堂支架經(jīng)預(yù)壓驗(yàn)證和澆筑前、中、后檢查，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足允許偏差，該現(xiàn)澆箱梁養(yǎng)生到期，經(jīng)拆模后驗(yàn)證梁體質(zhì)量，線型平順，外觀光潔，無(wú)裂紋、撓度超標(biāo)等缺陷，充分證明了大跨度高支架采用常規(guī)架管優(yōu)化組合的可行性。通過(guò)力學(xué)檢算驗(yàn)證支模架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等安全力學(xué)性能指標(biāo)，在當(dāng)前常見(jiàn)的現(xiàn)澆箱梁輔助工程措施技術(shù)具有推廣應(yīng)用價(jià)值，更多地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、節(jié)約成本的目的。