跨線橋高墩現澆連續箱梁支架關鍵施工技術研究

摘要：模板支撐體系是用于在建筑施工中支撐混凝土澆筑的臨時結構系統，以保持構件形狀穩定性并確保最終質量，在橋梁建設過程中起到至關重要的作用。本文旨在研究城市高墩立交橋梁現澆施工中盤扣式滿堂支架工藝的應用，以某項目為背景，設計計算支架系統，并詳細分析跨線橋高墩現澆連續箱梁盤扣式滿堂支架施工工藝及其關鍵環節。實踐驗證顯示，該支架系統在力學性能和經濟方面具備顯著優勢，為跨線橋高墩現澆連續箱梁支架施工提供了堅實基礎。

關鍵詞：城市橋梁工程；現澆連續箱梁；盤扣式滿堂支架施工；技術研究

中圖分類號：TU111.4" "文獻標識碼：A" "文章編號：２０９６-2118（2024）04-0043-04

Research on Key Construction Technology of Cast-in-Place Continuous

Box Girder Support for High Pier of Overpass Bridge

ZHU Lin

（CCCC Construction Group Co.，Ltd.，Beijing 100010，China）

Abstract：Formwork support system is a temporary structural system used to support concrete placement in building construction，to maintain components shape stability and ensure final quality，it plays a vital role in the process of bridge construction.The purpose of this paper is to study the application of tray buckle full hall support technology in cast-in-place construction of urban high pier overpass bridge，in the context of a project，the support system is designed and calculated，and the construction technology and key links of tray buckle full hall support for cast-in-place continuous box girder of high-pier overpass bridge are analyzed in detail.The practical verification shows that the support system has significant advantages in mechanical properties and economy，and provides a strong foundation for the construction of cast-in-place continuous box girder support for high piers of cross-line bridges.

Keywords：urban bridge engineering；cast-in-place continuous box girder；tray buckle type full hall support construction；technical research

0 引言

橋梁現澆箱梁施工中，模板支撐體系作為整個現澆箱梁施工過程中的危險性較大的一個工程部分，其結構的安全性關系到整個橋梁建設的質量和安全[1-2]。保證模板鋼管支撐體系施工安全對建設工程順利完成至關重要。盤扣式滿堂支架施工技術具有施工簡單可靠、適應能力強、材料設備多次周轉等優點，尤其是在高墩柱的條件下，合理選擇支架變得尤為重要[3]。合理選擇支架可以確保工程的進度、質量、安全和效益[4]。

1 工程概況

為了開展跨線橋高墩現澆連續箱梁支架關鍵施工技術研究，本文以海口市秀英區長天路南延線二標項目為工程背景，該工程包括椰海大道跨線橋工程及長天路南延長線新建工程。項目起點位于永萬西路延長線，線路由北向南布線，終點位于長天互通立交分界點。線路起止點樁號為ZBK0+000～ZBK3+200，全長3.2 km。采用雙向4車道城市主干路設計標準，設計時速為60 km/h。其中椰海大道跨線橋路線長約801.25 m；長天路南延長線新建工程路線長約2 398.75 m。圖1為長天路南延線現場施工示意圖，圖2為椰海大道跨線橋主體完工圖。

2 支架的結構特點

傳統碗口式腳手架采用1.48 mm×3.5 mm的Q235鋼管，節間距通常為60 cm。然而，在經濟和結構安全性等方面存在一定的局限性。因此為了解決這些問題并確保結構的安全性和經濟的合理性，研發新型支架具有重要的理論和實踐意義。在該項目中，采用了創新的盤扣式滿堂支架（見圖3），現澆連續箱梁盤扣式滿堂支架系統選用48.3 mm×3.2 mm的Q355鋼管，并且桿件節間距最大可達到180 cm。與傳統碗口式腳手架相比，該支架在材料和結構形式上有較大差異，這一創新設計將對工程的實際施工產生積極影響。

3 支架的受力分析

3.1 荷載分析

支架所受荷載主要包括箱梁自重、模板所受的側向壓力荷載以及風荷載。其中，箱梁自重荷載在橫梁實心段與腹板段取值均為45 kN/m3。模板所受的最大側向壓力與模板自重、混凝土自重、振搗混凝土產生的荷載、支撐間距以及施工臺面寬度等5個參數有關，其計算公式如下：

最大側壓力=（模板自重+混凝土自重+振搗產生荷載）×（支撐間距/施工臺面寬度）（1）

式（1）中：模板自重與混凝土自重均為0.75 kN/m3；振搗產生荷載為2 kN/m3，支撐間距為支架的橫向間距，m；施工臺面寬度為橋面板寬度，m。擬建項目場區屬熱帶海洋性季風氣候，每年7月—10月為臺風盛行季節，當地的風力風級取決于受臺風的影響程度。因此，工程項目在建設過程中，還需要綜合考慮風荷載的影響。

3.2 支架驗算

盤扣式滿堂支架與傳統碗口式支架在構造和材料上存在較大的差異。盤扣式滿堂支架采用可拼接式雙U型鋼模型，其中轉角底部可進行鎖緊連接，并且整根底模U型鋼是連續緊密連接，確保底部模型不會外移。同時，可調支撐鋼和兩對對拉螺栓被放置在模型外側，以防止模型的外移。荷載首先作用在底模板上，然后按照“底模→縱向方木→U型鋼→碗扣支架→基礎”的傳力順序傳遞。

為確保結構的安全性和使用性，在32 m高度最不利情況下，需要對立桿進行驗算，作為軸向受力構件。盤扣式滿堂支架DURALOK支撐系統中，立桿選用規格為Q355鋼管，回轉半徑i=1.598 cm。根據《鋼結構通用規范》（GB 55006—2021），Q355鋼管的折減系數為0.623。按照立桿穩定條件驗算其結果見表1。

由表1可知：立桿的安全系數均＞1.5，表明立桿具備較強的安全穩定性。同時，由于橋面距地面較高，立桿作為支架系統的重要承載構件，除了承受來自上部的軸向荷載之外，還需要考慮風荷載的影響。因此，在考慮風荷載的情況下，立桿處于壓彎狀態。

經過計算，立桿所受應力為204.83 MPa，＜300 MPa的允許應力，滿足要求。因此可以得出結論，在風荷載的作用下，立桿仍能滿足結構安全的要求。

4 分析施工工藝要點

4.1 處理地基

1） 清理干凈箱梁下方松軟土層，在回填施工時，使用承載力比較強的土壤，地基的承載能力得到了根本性的提升。在回填施工時，采取設置橫坡的方式，確保坡度能夠被控制在2%以內，使得雨水等能夠被及時地排除干凈，并避免積水導致地基松軟問題。如果縱向坡度較大，可通過設置臺階來平整底托支墊，并對縱向坡度進行分段管理，從而提高整個工程項目的施工質量和效率。

2） 將排水溝設置在便道側，以避免雨水等流向支架區域，從而有效解決支架下沉問題。通過設置水溝，可以有效控制水位標高，并及時排出支架區域的水流，顯著提升了支架的穩定性，將施工風險問題發生的概率降至最低。

3） 在設置支架基礎的地基承載力時，要依托地質情況和設計標準，確保各項指標達標。在施工之前，需清理干凈地面表層雜質，確保基礎層面的純凈度合格。在構建基礎層時，需使用素土分層碾壓回填施工的辦法，使得地基表層的穩定性和均勻性得到保證，同時也會使地基的承載能力得到不斷提升。在檢測地基承載能力時，使用的主要方法為動力觸探法，準確獲取地基承載力信息，并可及時發現不合格的位置。在處理承載力不合格的位置時，主要采用片石換填法進行處理。通過使用片石換填法，可以最大程度提升地基的承載力和穩定性，使其與設計標準相一致。在壓實支架基礎時，使用的主要方法為寬填筑法，需要比支架搭設寬度再增加2 m左右，基礎的承載力和穩定性隨之升高，從而使得支架的穩定性也得到保證。

4） 在支架基礎施工過程中，應將地面混凝土硬化工作放在核心位置上。地面混凝土硬化層厚度需達到20 cm以上，硬化范圍比支架搭設寬度再增加1.5 m以上。地面混凝土承載力提升以后，支架的基礎會變得更加牢固。地基高度需超出四周地面約0.2 m，以將雨水等給地基造成的侵蝕控制在最低限度，并確保地基能夠發揮應有的作用。

5） 做好臨時排水溝設置工作，在硬化場兩側挖掘臨時性排水溝，排水溝的標準設置為30 cm×30 cm，及時將積水全部排除干凈，使得支架的穩定性得以保證。地基上出現積水后，排水溝能夠及時發揮自身作用，從而保證了地基的安全性。排水溝的設置，應全面考慮使其能夠及時將積水排除干凈，避免積水對地基穩定性造成影響。在排水溝施工結束后，應將溝中存留的所有雜物清理干凈，確保沒有任何雜物存在，以防止對后續排水造成不利影響。排水溝出口位置應與城市排水系統連接起來，確保及時排除所有積水，使地基始終保持在良好運行狀態，避免任何損害。

4.2 搭設支架

1） 在設置盤扣式滿堂支架時，其搭設高度需依托板底標高和地面高程進行合理化設置。搭設支架時，主要采用滿堂支架式，將主龍骨、次龍骨和模板依次放置在頂托表面上。確定支架搭設高度時，需要事先確定好板底標高。板底標高是指地面與板頂面間的垂直距離，在排水需求和設計要求的基礎上進行合理化設置。根據現場勘察數據信息和設計圖紙信息來確定板底標高。結合板底標高和地面高程對支架搭設高度進行科學計算。支架高度要滿足主龍骨、次龍骨和模板的安裝需求，保證板頂標高符合設計要求。在搭設支架時，需要有效控制其高度以確保安全性和穩定性。

2） 在搭設支架前，應根據實驗室所得數據信息進行原地面地基承載力測試，以確保地基承載力與支架設置要求保持一致。如果原地面地基承載力無法達到支架設計標準，需采用換填的方法進行處理，在換填施工時使用片石完成相關任務。通過換填片石后，地基的承載力將發生根本性改變，使得支架能夠發揮最佳水平。確定換填片石的深度時應以承載力檢驗深度為依據，并結合工程相關規范和設計標準來確定。

3） 搭設支架施工任務完成后，需要高效管理集中荷載的大小和位置，以確保支架系統的安全性和穩定性。對集中荷載的大小要給予高度關注，將局部荷載或單點荷載施加到支架上，該荷載必須滿足相關規范和設計標準。當承載力超出支架受力范圍時，支架會發生變形，并且其穩定性也會受到不同程度的影響。集中荷載應該均勻分布，避免過于集中在某一位置，以防止應力全部集中在一個點上。如果荷載過于集中在某一區域或者某個點上，支架就會發生變形甚至被損壞。在搭設和使用支撐體系時，需要對堆載集中的問題進行有效回避。集中堆載指將堆載比較大的物體集中堆放在支架某處，從而導致局部荷載過于集中，對支架系統的整體穩定性和安全性造成不同程度的影響。盤扣式麻糖支架搭設的相關信息見表2。

4.3 拆除支架

拆除支架和模板前，確保預應力管道壓漿漿體強度能夠達到設計標準，嚴格按照以下標準操作。

1） 在拆除支架時，遵循的施工順序從上而下。先拆除后搭設的支架和模板，再拆除先搭設的支架和模板，可以顯著提高整體拆除過程的安全性。

2） 拆架操作應按照相關施工標準進行，逐漸從跨中向兩端支點進行拆除，且不能在同一平面上進行。

3） 經過合理調節頂托位置，精確拆除頂托方木和模板，以確保相關施工任務有序進行。

4） 模板拆除施工應根據現場具體情況進行合理設置，如果過早拆除模板，將給施工帶來麻煩。

5） 在拆除支架前，要進行觀測點的設置工作，并準確測量標高。觀測點應設置在梁頂位置，在拆除前對標高進行測量，有效觀測標高變化情況。同時安排專人在梁底負責安全指揮工作，一旦發現異常問題，及時停止拆除工作，以防止出現安全事故問題。

6） 在拆除過程中，一旦出現異常情況，應立即停止施工，并找到出現問題原因，制定有效解決措施。在拆除施工時，如果有梁體沉降等異常情況發生，則必須立即停止拆除工作，并在解決問題后方可繼續施工。

5 結語

該工程項目中主梁使用的是16MN鋼材（碳錳鋼），與普通Q235碗口支架比較，其強度更高。經過全面的測算后發現，滿堂支架體系具有較高的安全性和承載能力，并且節間間距也能滿足最大施工要求，從而將節點數量控制到最少，將支架材料用量降至最低。在支架材料選擇上采用了內外鍍鋅處理技術，以避免損壞或變形的問題出現，并將整個工程項目的施工風險系數降至最低，同時縮短了腳手架搭建和拆除的時間，確保整個工程項目的經濟收益和施工速度。

參 考 文 獻

[1]韓勇.超高墩大跨徑連續剛構豎向預應力施工技術淺析[J].湖南交通科技，2013，39（4）：83-85.

[2]張理遠.高墩連續箱梁跨越高速鐵路現澆支架設計[J].鐵道建筑技術，2015（S1）：103-107.

[3]張永強.高架橋現澆箱梁施工工藝以及質量控制分析[J].中國住宅設施，2023（1）：121-123.

[4]李俊高.高墩大跨徑現澆連續箱梁施工技術[J].交通世界，2022（26）：110-112.

編輯：劉 巖