現澆梁承插型盤扣式滿堂支架施工問題探討

韋 坤

(廣西八桂工程監理咨詢有限公司，廣西 南寧 530021)

0 引言

承插型盤扣式滿堂鋼管支架搭設速度快、安全性及承載力高、材料用量節省。結合工程施工經驗及整架無斜桿側移試驗結果可知，盤扣式鋼管支架抗側移能力強，其支模架可從立桿頂部插入可調托座，形成較好的受力體系。與傳統模板制成體系等支架結構相比，盤扣式鋼管支架施工工法簡單，不會發生配件缺失，更不會出現支架體系失衡的情況。雖然盤扣式鋼管支架造價和租賃費用較高，但是運行維護費用少，并能多次循環使用，因此在橋梁工程中應用廣泛。

1 工程概況

某公路全線共設置互通主線橋梁三座，分別為欽錦大道、欽海大道及友誼大道互通主線橋。起訖樁號分別為K1+251.818～K1+696.418、K2+399.074～K2+783.674、K4+296.033～K4+680.633，橋梁全長分別為444.6 m、384.6 m、384.6 m，為五聯、三聯、三聯設計。三座互通主線橋均為現澆預應力混凝土箱梁結構，其中，欽錦大道橋寬2×13 m，分聯梁高分別為1.8 m、1.8 m、2～3.6 m、1.8 m、1.8 m；欽海大道和友誼大道互通主線橋均為2×13 m寬，分聯梁高分別為1.8 m、2～3.6 m、1.8 m。以上三座跨線橋標準段設計跨徑均為30 m，跨路口處采用60 m大跨徑及變高梁設計，梁底為二次拋物線過渡形式，中支點梁高3.6 m，邊支點及跨中梁高均為2.0 m。

這三座跨線橋箱梁均為單箱雙室斷面型式，頂板懸臂長2.5 m，邊腹板為直腹板設計，各聯為長、短束相結合的方式設置縱向預應力，2排鋼束以橫向方式設置在每片腹板內，而邊支點附近的腹板鋼束則上彎至梁頂，并以開槽方式錨固處理。頂板和底板鋼束均錨固于設置在箱室內的鋸齒塊。為使全橋能同時施工，全橋縱向預應力梁端并不設置張拉端，全部橫梁均設置預應力，橫梁預應力錨固于橫梁端部開槽。

2 施工方案

腳手架是工程建筑方面重要的施工工具，隨著施工技術水平的不斷提升，腳手架型式也逐漸從最初的普通鋼管扣件式腳手架發展為門式腳手架、碗扣式腳手架，近年來又出現了承載力好、安全穩定性高、搭拆方便的盤扣式鋼管腳手架。承插型盤扣式腳手架主要由基礎立桿、水平桿、斜拉桿、可調底座和托撐、工字鋁梁等熱鍍鋅部件構成，可有效防止部件發生生銹腐蝕。立桿作為主構件，主要使用壁厚3.2 mm、直徑60 mm的鋼管制成，可調底座則為厚10 mm、直徑135 mm的圓盤，圓盤上設置接孔連接水平桿和斜拉桿。立桿主要采用Q345B低碳合金鋼材料，材質性能比Q235普通鋼管更為優越，使得立桿承載力可達20 t/根；斜拉桿設計形成獨特的格構柱結構，穩定性明顯提升。

本橋梁在施工前主要從結構承載力、安全性、經濟性等方面進行了碗扣式鋼管支架和盤扣式鋼管支架的比選。

(1)承載力。現澆梁承重支架主要表現為立桿軸心受壓，碗扣式鋼管支架立桿、水平桿及斜拉桿均采用Q235材質，規格均為φ48 mm×3.0 mm；盤扣式鋼管支架則采用Q345B低碳合金鋼材料，規格主要為φ60 mm×3.2 mm，結構承載力明顯提升，并且立桿、水平桿和斜拉桿軸線均交匯于一點，結構整體穩定性強度超出碗扣式鋼管支架的兩倍[1]。

(2)安全性。盤扣式鋼管支架通過獨立楔子穿插自鎖，在重力及互鎖雙重作用下，即便在插銷未敲緊時，各桿件也無法脫出。插件具備自鎖功能，插銷按下后自動鎖定，插銷拔下后可自由拆卸，扣件與支柱大面積接觸，使鋼管抗彎折強度明顯提升，有效防止了鋼管支架歪斜等現象的發生。

(3)經濟性。雖然盤扣式鋼管支架的租賃費比碗扣式支架高，但是盤扣式支架立桿具有較大承載力，間距和步距也設置較大，所以同樣單元所用桿件數量僅為碗扣式鋼管支架的65%，構件也均為標準化設計，運輸、裝卸等均更加方便，一次搭設成型后無須再次加固；全部桿件均采用熱鍍鋅工藝處理，架體美觀，包括租賃費等在內的總使用費用比碗扣式鋼管支架低。

3 承插型盤扣式滿堂支架施工

3.1地基處理

欽錦大道、欽海大道及友誼大道互通主線橋均位于土質路基段，在盤扣式鋼管支架施工前應按30 cm的厚度將地面翻松，檢測含水量后通過振動壓路機碾壓至密實度93%以上，再改用動力觸探法檢測地基承載力。實際承載力超出設計值后按照30 cm的厚度攤鋪三七石灰土，整平并碾壓密實，再在其上澆筑20 cm厚的C20混凝土面層。按照設計要求分段開挖30 cm×20 cm排水溝，并形成設計坡度，保證排水。

3.2 支架搭設

3.2.1 鋼管支架搭設工藝

將長為150 mm、直徑為60 mm的鋼管焊接在直徑為48 mm立桿上對接，可進行高度調節；將1個花盤焊接在對接立桿上，可進行橫桿連接。依據該現澆梁主體結構高度，選擇LG-500、LG-1000、LG-2000三種規格的對接立桿。將兩個連接立桿的插頭焊接在不同長度水平桿上即為橫桿，橫桿按照SG-600、SG-900、SG-1200、SG-1 500等規格設計。將185 mm工字鋁梁焊接于立桿頂托架上形成主龍骨結構，梁板高度通過頂托予以調節。板底和梁底次龍骨均采用方鋼材料，設計尺寸分別為長70 mm、寬50 mm、厚4 mm以及長150 mm、寬150 mm、厚6 mm。結合工程設計要求，模板采用尺寸統一為長2 440 mm、寬1 220 mm、厚15 mm的膠合板。

盤扣式鋼管支架實施方案簡圖具體如圖1所示。

圖1 盤扣式鋼管支架搭設簡圖(mm)

3.2.2 材料特性及荷載情況

現澆梁承插型盤扣式鋼管支架材料特性具體如表1所示。

表1 盤扣式鋼管支架材料特性表

該現澆梁立桿橫距分別為900 mm、1 200 mm、1 500 mm，縱距和步距均為1 500 mm，進行荷載組合設計時，分別按照1.2和1.4設定恒荷載分項系數和活荷載分項系數。普通板鋼筋混凝土自重為25.1 kN/m3、普通梁鋼筋混凝土自重為25.5 kN/m3、主次龍骨和模板自重為1.2 kN/m2、施工設備及人員重為3.0 kN/m2、振搗施工荷載為2.0 kN/m2。

3.3 預壓

3.3.1 支架預壓

搭設完支架且檢查底模和側模安裝效果后通過砂袋預壓，從兩個中支點開始向兩側模擬混凝土澆筑過程分級加載預壓。預壓吊裝過程中施工人員必須分工明確，專人指揮，密切配合，并事先規劃好起重設備行走及砂袋運輸路線，全面檢查起重及運輸設備性能。在吊裝加壓過程中必須結合起吊重量和提升高度實時調整仰角及起重臂長度，保證整個起吊過程緩慢、穩定、勻速進行。

在鋪設完箱梁底模后進行整橋底模預壓，并確保預壓位置和箱梁各部位的一致性。支架預壓荷載的施加分60%、80%、100%三級[2]進行，而為消除非彈性變形，全聯預壓荷載一次性施加。預壓砂袋的碼放必須結合箱梁恒載分布，通過汽車吊將砂袋吊放至指定位置，并由低處向高處分層預壓。為進行地基沉降觀測，沿縱向在支架處按1/4跨、2/4跨、1/4跨支架底部間隔設置地基沉降監測斷面，監測點數量為5個/斷面、15個/跨；同時，在箱梁的1/4跨、2/4跨、1/4跨以及支點處設置沉降觀測點，數量共為7個/斷面、21個/跨。

在結束支架搭設后進行其初始值測定，再在各級加載完成后按照12 h時間間隔分別施測，若支架連續兩次所測沉降差均值≤2 mm時，繼續加載過程；相反，則應立即停止加載。現澆梁預壓觀測項目主要包括沉降差、盤扣式鋼管支架彈性變形及非彈性變形等。

3.3.2 預壓驗收

現澆梁承插型盤扣式滿堂鋼管支架驗收標準為測點平均沉降≤1.0 mm、連續三個測點平均沉降累計值<5.0 mm。采用100%→80%→60%→0的與加載相反的順序分級卸載[3]，除在卸載過程中應加強觀測外，卸載后6 h還應再次觀測，根據所繪制出的加載及卸載變化趨勢曲線，進行盤扣式鋼管支架彈性變形及非彈性變形等的分析。卸載結束后，為消除非彈性變形，應調整支架標高。

4 結語

應用結果表明，承插型盤扣式鋼管支架技術先進、安全可控，施工效率高，欽錦大道、欽海大道及友誼大道互通主線橋應用盤扣式支架后比傳統碗扣式鋼管支架節省直接投入54萬元；實際總工期為56 d，比傳統支架方案提前24 d，大大減輕了工期壓力；支架工程管理成本增加4.4萬元，共節省成本49.6萬元，所化解的工期風險損失多達500萬元，所產生的經濟效益和社會效益十分顯著。