南昌鐵路東站同步實施匝道橋連續梁施工安全技術探討

【摘 要】以南昌鐵路東站交通路網二期工程為案例背景，探討了現澆連續梁支架體系施工技術在橋梁工程中的應用，主要著力于支架的設計、搭設、拆除以及監測等措施。

【關鍵詞】高速鐵路； 復雜環境； 連續梁； 支架現澆； 監控量測； 線形控制； 安全性

【中圖分類號】U445.469【文獻標志碼】B

［定稿日期］2023-12-25

［作者簡介］廖志春（1978—），男，碩士，高級工程師，主要從事施工技術和生產安全管理研究工作。

0 引言

南昌東站-交通路網二期市政匝道橋為市政道路接入南昌東站站房落客平臺的連接線工程，位于昌景黃鐵路紅線內部分由昌景黃同步實施。匝道橋位于南昌市中心城區羅家鎮片區，以高架橋形式跨越東站南、北道路和地下結構。

1 工程概況

設計線路總平面如圖1所示。

1.1 工程規模

匝道橋包含南圈匝道和北圈匝道。

（1）北循環圈BQ匝道336.817 m（圖2）。

（2）南循環圈NQ匝道490.175 m（圖3）。

1.2 結構設計情況

匝道橋梁體截面分為單箱單室、單箱雙室、單箱三室，箱室之間設腹板，對應墩頂設橫梁，對應跨中設中橫梁（圖4～圖6）。

2 施工方案

2.1 總體方案

現澆箱梁支架均采用承插型盤扣式鋼管腳手架。箱梁內外模板均采用木模，支架預壓采用混凝土預制塊，吊裝采用汽車吊，混凝土澆筑采用天泵泵送入模，插入式振搗。

2.2 支架設計

2.2.1 材料選擇

支架采用標準型承插盤扣式滿堂支架，支架立桿為48×3.2 mm，水平桿為48×2.75 mm，豎向斜桿為42×2.75 mm，38×600 mm底托和38×600 mm頂托。

2.2.2 支架設計

最高墩對應梁面標高為35.0 m，梁高2 m，實測站房底板標高為12.76 m，外模支架搭設最大高度H=35-2-12.76=20.24 m，搭設寬度11.7 m，高寬比1.7（圖7～圖9）。

（1）立桿：縱向間距90 cm，墩頂橫梁處加密為60 cm，橫向間距在底板和翼緣板處為90 cm，腹板處加密為60 cm。翼緣板外設雙排腳手架作業平臺，排距120 cm。立桿上設頂托，下設底托，底托下設3 cm厚木板支墊。位于擋墻拉板處立桿與拉板沖突時，在拉板斜面上植筋澆筑混凝土楔形塊作為立桿支撐點。

（2）水平桿：水平桿步距為1.5 m，最頂層水平桿步距減小至1 m或0.5 m。

（3）豎向斜桿：豎向斜桿縱、橫向間隔1跨布設，位于墩頂橫梁、懸臂擋墻位置和最頂層斜桿滿布。

（4）水平剪刀撐：以最底層水平桿起（含）每4個步距設置水平剪刀撐，剪刀撐采用48×3.5 mm鋼管，呈45°角設置，并與立桿采用扣件連接固定。

（5）分配梁：支架立桿頂面橫向設置I14工字鋼分配梁。墩頂系梁上設I40工字鋼橫梁，橫梁下支墊卸落架，卸落架間距2.5 m。

（6）底模：立桿頂面工字鋼分配梁上縱向鋪設10 cm×10 cm木枋分配梁，底板底木枋橫向間距20 cm，腹板底和墩頂橫梁底間距10 cm（滿布），木枋上鋪設2 cm膠合板底模。

（7）其余按相關規范構造要求實施。

3 支架施工工藝及措施

3.1 施工準備

（1）現場準備。做好現場總平面布置和基礎處理，保證基礎承載力和排水條件。

（2）技術準備。圖紙會審，備齊技術規范、驗收標準。

（3）材料設備準備。組織機械設備進場，進行相關保養、標定及驗收等工作，完成進場報驗。組織材料進場，驗收后按指定位置堆放。

3.2 基礎處理

處理范圍超過支架平面投影1.0 m，處理前測量放樣，標識出處理邊界。

（1）土質地基處理。清表完成再碾壓，檢測地基承載力不小于設計要求，表層硬化10 cm厚C20混凝土墊層。若地基不滿足承載力要求時，采用砂夾石換填處理，換填深度根據實測承載力計算。

（2）站房通道地基處理。高度大于20 m支架均位于站房通道底板上，通道底板為1.3 m厚混凝土，對底托底部混凝土面不平整的進行局部打磨找平即可。

（3）擋墻斜拉板上支架基礎處理。對于支架立桿無法避免位于斜拉板上時，采用設鋼牛腿進行處理，鋼牛腿由底板、肋板（3個）和頂板構成，詳見圖10。

3.3 支架搭設

盤扣支架搭設順序為立桿—水平桿—豎向斜桿—剪刀撐。

3.3.1 首層支架搭設

按放樣位置安裝底托，底托下設400 cm×20 cm×3 cm厚木板（站房通道底板范圍不設木板）。調整底托絲扣，絲扣外露應盡量短且長度不大于30 cm。首層水平桿安裝時，應拉水平線，通過調整底托控制水平桿安裝高度。底托無法調整時，可用不超過3層的鋼板進行支墊，仍不滿足時需對地面進行臺階式硬化處理。

安裝時，將水平桿頭套入圓盤小孔位置使水平桿頭前端抵住立桿圓管，再以斜楔貫穿小孔敲緊固定［1］。

3.3.2 中間層支架安裝

先接長安裝立桿，將連接棒插入下層管中即可，再安裝第二層水平桿，然后安裝第一層斜桿，敲緊固定。以第一層相同方向搭接第二層豎向斜桿。若第一層為逆時鐘方向組裝，則第二層以上的豎向斜桿同樣需以逆時鐘方向組裝［2］。

按照“立桿—水平桿—斜桿”順序循環安裝各層至支架頂。每層支架由中部向兩側搭設，安裝完成并檢查每個接頭連接牢固后安裝下一層支架，存在彎折、銹蝕嚴重、破損的桿件和接頭不得使用。

3.3.3 頂層支架安裝

頂層采用不同立桿調整支架高度，保證支架頂面高度一致，頂部安裝頂托，并調整至梁體對應預拱值高度。頂層豎向斜桿滿布，步距應小于標準步距一個盤扣，可調托座伸出頂層水平桿長度不超過65 cm。

3.3.4 剪刀撐搭設

支架高度方向每4個步距設置一層剪刀撐，采用48×3.5 mm鋼管腳手架按45°角交叉水平通長搭設，剪刀撐與立桿扣件連接固定，鋼管接長搭接不小于1 m，等距設3個扣件連接。

3.4 支架預壓

3.4.1 預壓單元選取

選取原則：有代表性的施工段。

預壓要求：根據設計和相關規范要求，按不小于箱梁自重+模板重量之和的1.1倍荷載進行預壓試驗。

選取結果：選取地基換填處理的BQ20-BQ21#墩和站房通道底板范圍BQ24-BQ26#墩分別作為預壓單元進行試驗。

3.4.2 加載試驗

（1）支撐體系加載前對其進行全面的檢查，并對各觀測點進行初始數據測量，合格后方可進行加載。

（2）采用吊車起吊預壓塊到已鋪設的底模上進行加載，預壓荷載按設計荷載的60%、80%、100%分級荷載。

（3）每級加載完成后每間隔12 h對支架沉降進行一次監測，當12 h沉降量的平均值小于2 mm時進行下一級加載［3］，加載至100%后每間隔24 h進行一次監測，當最初24 h沉降量平均值小于1 mm或連續72 h沉降量平均值小于5 mm時，方可卸除預壓荷載。卸載采取一次性卸載，卸載6 h后進行測點監測。

3.4.3 分級加載數量

預壓加載按單元內的結構自重+模板重量之和的1.1倍進行，按照BQ20#～BQ21#梁混凝土+模板（含內模支架）=（462.6+21.6）×1.1=533 t計算，預壓塊尺寸為1.7 m×0.9 m×0.45 m，單塊預壓塊重量為1.8 t，需要296塊（表1）。

BQ25#～BQ26#墩梁混凝土=（368.5+17.7）×1.1=424 t計算，預壓塊尺寸為1.7 m×0.9 m×0.45 m，單塊預壓塊重量為1.8 t，需要236塊。經計算，加載預壓數量見表2。

3.4.4 加載方式

加載采用混凝土預壓塊進行，利用汽車吊進行預壓加載。

3.4.4.1 加載布置

預壓時，預壓塊長邊方向沿橫橋向布置，翼緣板及底板范圍布置1層，腹板范圍布置2層。預壓塊縱向由梁端向跨中對稱進行，橫向由梁中心線向兩側對稱進行，預壓數量嚴格按計算數量（圖11、圖12）。

3.4.4.2 測點分布及數據處理

（1）底模觀測點直接設置在底模頂面，縱橋向共設5個斷面，分別為端頭位置、1/4跨位置、跨中位置。橫橋向每個斷面分別設置5個點，分別為腹板位置及底板中間位置（圖13）。

（2）基礎墊層上沉降觀測點對應梁體底模沉降觀測點位置布置。

（3）卸載后觀測各點數據。

卸載后測量數據-加載穩定后測量數據=彈性變形數據。

加載前測量數據-加載穩定后測量數據-彈性變形數據=非彈性變形數據［4］。

數據處理完成后，應形成正式預壓結論書，用以指導現場立模標高的確定。

3.4.4.3 加載過程注意事項

（1）對各個壓重載荷必須認真計算和記錄，由專人負責。

（2）在加載過程中，要求詳細記錄加載時間、噸位及位置，要及時通知測量組作現場跟蹤觀測。未經觀測不能進行下一級荷載。每完成一級加載暫停一段時間，進行觀測，發現異常情況及時分析，采取相應措施。如果實測值與理論值相差太大應分析原因后再確定下一步方案。

（3）每加載一級都要測試所有標記點的數據。如發現局部變形過大時停止加載，對體系進行補強后方可繼續加載。卸載時也要做好記錄，再卸至下一級荷載，測量記錄支架的彈性恢復情況［5］。

3.5 支架拆除

支架需待張拉完成后拆除。采用人工分段分層拆除，按后裝先拆、先裝后拆順序拆除，橫橋向每層由架體外側向內側拆除，縱橋向由跨中向梁端兩側拆除，每層拆除順序為豎向斜桿—水平桿—立桿，分段拆除的高差不大于2個步距，分段間隔4個跨距。

注意事項：

（1）拆除前的準備工作已完善，完成有針對性的安全技術交底。

（2）拆除前全面檢查支撐體系是否符合設計構造要求，經總工程師批準后方可實施拆除作業。

（3）支撐體系拆除時現場畫出安全區，設置警戒標志并派人看管。

（4）拆除作業從頂層開始，逐層向下進行，嚴禁上下層同時拆除。拆除人員必須站在臨時設置的腳手板上進行拆除作業，并按規定使用安全防護用品。

（5）拆下的配件、鋼管、扣件、腳手片應逐一遞接至地面或汽車吊轉移到地面，運至指定場所分類堆放整齊，嚴禁拋擲。

4 施工監測

于外排支架立桿頂步貼反光貼，混凝土澆筑前用全站儀采集初始值，并于澆筑過程中每0.5 h進行監控量測，以掌握支撐體系安全情況。

安排人員進行巡查監控，目測基底墊層和支架變形情況等。對存在開裂或支架變形的應立即停止澆筑，采取有效的加固措施。

安排專人值守和觀察模板，發現問題后，在保證安全的前提下（盡量停止澆筑）進行及時加固或其他處理。

5 結束語

南昌東站-交通路網二期市政工程中采用了支架法進行現澆連續梁施工，該方法具有施工速度快、成本低、質量易于控制等優點，本文總結了項目在支架的設計、搭設、拆除及監測等關鍵環節的措施制訂和落實，最終保質保量完成了施工任務，無安全質量事故發生，證明了支架法施工的可行性和可靠性。相信隨著科技的不斷進步和工程實踐的積累，支架法現澆連續梁技術還將不斷完善和發展，為橋梁工程的建設提供更好的技術支持。

參考文獻

［1］ 譚四立. 合福信江特大橋整體移動式支架設計與施工［J］. 低碳世界， 2017（30）： 202-203.

［2］ 張宗亮， 閆海豹， 杜欽.房屋建筑工程中M60承插型盤扣式腳手架高大模板支撐系統的應用與探索［J］. 科技創新與應用， 2020（20）： 173-174.

［3］ 徐德圣. 肥西縣金寨南路跨派河大橋現澆箱梁支架設計與施工技術［J］. 科技資訊， 2012（5）： 55-56.

［4］ 于長彬， 侯啟軍. 鰲江大橋簡支箱梁上承式移動模架施工技術［J］. 中國市政工程， 2008（2）：17-19.

［5］ 張艷. 大型鐵路橋梁的道岔連續梁支架預壓施工技術［J］. 浙江水利水電學院學報， 2022（3）：62-66.