現澆曲線箱梁支架的設計與施工

王　挺　鞏　爽　賈宇翔

[摘要]結合工程實踐，介紹現澆曲線箱梁WDJ碗扣型支架設計方法及支架搭設的施工質量控制措施.實踐證明以折線代替曲線進行支架布置方法是合理的，最終成橋相鄰兩塊混凝土表面高差2mm。

[關鍵詞]橋梁工程 曲線箱梁 支架設計 施工控制

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0320087－02

一、工程概況

EK0+324匝道橋位于紅五星互通交通工程E匝道內，紅五星互通交通工程是遼源市的出口重要交通樞紐，標段為第H04合同段，現以EK0+324匝道大橋為例，介紹互通立體交叉工程現澆曲線箱梁支架的設計與施工。全橋共4孔，長111米，橋梁孔徑布置24+2*28+24米，上部為現澆預應力連續箱梁，全橋一聯澆筑張拉，該聯位于A1＝150米和A2＝115米的緩和曲線中，連續箱梁為單箱單室斜腹板截面，梁高1.4米。

二、支架設計與驗算

（一）施工方案選擇

鑒于橋位地勢較平坦，本橋采用滿布式WDJ碗扣型支架作為模板支撐體系。根據以往施工實踐，結合預應力混凝土箱梁的截面尺寸，選擇如下支架施工方案。

1．基礎處理。由于現澆曲線箱梁在施工過程中荷載較大，對支架基底承載力要求較高，施工中采用60cm山砂填筑進行基礎處理。

2．支架的布置。

（1）支架平面布置：曲線箱梁布置時，以折線代替設計曲線故支架由若干折線組成，折線間用扣件鋼管連接。折線長度需保證該段折線與設計曲線所形成的平面弧的矢高f<3cm，經計算每段折線長度取5m。

（2）碗扣型支架立桿縱向間距為90cm，橫向間距為90cm，箱梁翼板橫向間距為90cm，橫桿步距為90cm，碗扣型支架立桿底部采用可調底座，并墊30*500*5cm的木跳板。為便于調節支架頂部高度和卸架，防止立桿頂部出現偏心受壓而降低立桿的承載能力，在立桿頂端設可調托撐，使立桿成為典型的軸心受壓桿件，從而增加單桿的承載能力，托撐上設縱、橫向分布的方木，尺寸為10*10cm、6*9cm。

（3）考慮到支架的整體穩定性，在縱向沿著3個腹板設通長剪刀撐1道，橫向每隔3跨布置剪刀撐2道。為便于調節高度，每根立桿頂部配可調頂托，可調范圍為30cm。根據施工區處理后的地面高程與梁底高程，采用LG-240、LG-120、LG-120、LG-90、和LG-60等規格的桿件進行支架的組合安裝。

（二）WDJ碗扣型支架設計和驗算

計算中跨28m為例，可通用全橋，對WDJ碗扣型支架的設計和驗算進行分析。

1．支架設計參數：鋼管容許軸向應力[σo]=215Mpa，容許長線比[λ]=150，山砂容許承載力[σo]=800*0.4=320kPa（山砂應碾壓為密實程度)，鋼筋混凝土容重取26kN/m3，底座容許力[Pd]=40kN。

2．荷載計算。

（1）模板自重：a=0.917kN/m²，縱木、橫木自重：b=0.264kN/m²。

（2）鋼筋混凝土自重：c=28.35kN/m²。

（3）施工人員荷載：d=2.0kN/m²。

（4）振搗混凝土產生的荷載：e=2.0kN/m²。

（5）傾倒沖擊力：e=2.0kN/m²。

每平米荷載合計：

Q=1.2*(0.917+0.264+28.35)+1.4*(2+2+2)=43.837kN/m²。

每根立桿承荷載為：P=qA=43.837*0.9*0.9=35.508kN。

3．立桿驗算。WDJ碗扣型支架立桿按兩端鉸接的壓彎構件來計算。其鋼管截面參數見表1。

支架步距h=60cm，

長細比λ＝h/r=60/1.58=37.97<[λ]=150，

查表可得λ＝30時，ф＝0.987，λ＝40時ф＝0.934。

使用直線插入法求得當λ＝37.97時，

ф＝0.987+(0.934-0.987)/(40-30)*(37.97-30)=0.945。

σ=P(фA)=43.837/0.945=46.388Mpa<[σo]=215Mpa。

4．基底承載力驗算。立桿底部為30cm*90cm*0.05cm的跳板。

（1）立桿底部驗算：

P＝35.508kN<[Pd]=40kN。

（2）板底承載力驗算：A＝0.3*0.9=0.27cm²

σ=P/A=46.388/0.27=171.81kPa<[σo]=320kPa

經驗算此支架具有足夠的剛度、強度和穩定性，滿足地基承載力要求。

三、支架施工質量控制

（一）支架搭設工藝流程

基礎準備－安放跳板－立桿底座－立桿－橫桿－接頭鎖緊－腳手板－上層立桿－立桿邊接銷－橫桿。

（二）基礎處理

支架基底處理采用如下施工控制：首先清除支架范圍內及兩側各2m寬原地面松散土層，標高應基本一致。基土找平，使用18T壓路機進行碾壓，壓實度控制在85%。再分三層填山砂，用壓路機分層進行碾壓，為保證碾壓無輪跡，壓實度控制在93%。在支架兩側各1.5寬處設置排水溝，以排除雨水及施工多余用水，防止雨水沖刷支架基礎，造成支架沉陷變形，避免支架遇水浸泡后地基承載力降低及支架產生不利變形。

（三）支架搭設

1．放樣準備。在橋跨內測定縱軸線和上下游邊線；測定各排立桿位置，墊筑支架底座，測定其標高，計算立桿長度。

2．支架拼裝。

（1）根據布架設計要求，在已處理的地基上，安裝30*500*5cm的木跳板和立桿可調底座，然后將立桿插在其上。為避免立桿接頭處于同一平面，故第一層框架的立桿應分別用LG-240和LG-120型桿件相互交錯，參差布置，其余幾層除頂部用LG-120型桿件補齊外，全部采用LG-240型桿件。

（2）支架組裝宜先中間，然后向兩邊推進，不應從兩邊向中間合攏組裝。縱、橫向支架組裝先立好跨中3個排架，第一層立桿拼裝校正后，固定縱橫水平連桿，再逐層上升。

（3）碗扣型支架的底層拼裝最為關鍵，其拼裝質量直接影響支架的整體穩定性，因此，要嚴格控制搭設質量.當拼裝完2層橫桿后，先用經緯儀檢查立桿垂直度和縱向直線度，再檢查橫桿的水平度，并通過調整立桿可調底座使橫桿間的水平度小于1/400L，立桿垂直度偏差必須小于全高的1/500，頂部絕對偏差小于10cm；同時應逐個檢查每根立桿底座是否松動，如有不平或松動應旋緊可調底座，當底層支架符合搭設要求后，檢查所有碗扣接頭，并順時針旋轉扣緊，用鐵錘敲擊幾下即能牢固鎖緊；再接長立桿，立桿插好后，使上部立桿底端連接孔同下部立桿頂端連接孔對齊，插入立桿連接銷并鎖定。

（4）根據上述計算，支撐體系順橋向間距嚴格90cm，橫橋向翼板嚴格按90cm控制，對于箱梁底腹板處縱向、橫向間距按90cm控制。橫桿上下層的間距按不大于120cm，且每根立桿至少要有2層橫桿連接。

（5）為增強支架體系的整體穩定性，順橋向腹板處設單桿通長剪刀撐，橫向每隔3跨沿全高設置雙桿剪刀撐，剪刀撐與地面的夾角為45°-60°。剪刀撐必須用扣件與碗扣支架立桿、立平桿連接，轉扣設置數量應大于80%，以確保腳手架的整體穩定性。底層框架必須在內外立桿底部設置掃地桿，不得使立桿懸支在底座上。最后按作業要求設置防護欄及連接、加固桿件。整架拼裝完后應檢查所有連接扣件是否扣緊，松動的應用扳手擰緊。

（6）支撐采用WDJ碗扣式支架，為便于調節支架頂部高度，在支架頂部設置了可調托撐，托撐上面縱向分布一層10cm*10cm木方，調節可調頂托高度使林方均勻受力，在縱向方木上滿布6*9cm方木，間距為30cm，并將鈀釘固定牢靠.可調托撐調整高度嚴格控制在30cm以內，以確保架子頂自由端的穩定。

（四）等載預壓

底模鋪裝后，對箱梁支架進行等載預壓。預壓前，先記錄預壓部位基準點的原始標高，隨后根據箱梁自重及施工荷載，確定預壓荷載，預壓重物就地取材，一般可采用水袋或砂袋，由于目前水袋的高度一般為1.8m，不能滿足預壓荷載的要求，因此采用砂袋預壓法。預壓期間，每天早晚2次測量基準點標高，若連續24h觀測基準點處沉降低值不超過1mm，即可卸載。卸載后，繼續觀測，取得了預壓的彈性形變量，以計算澆筑完混凝土后箱梁的彈性及塑性形變量。由此確定箱梁的模板支架高度，并通過計算設置一定的預拱度。

（五）支架檢查驗收

支架安裝完成后，應組織技術人員、監理人員、施工人員和安全員對支架進行檢查驗收，其內容包括；地基與底座排水、搭設方式、安全防護、斜桿與剪刀桿布置等項目，檢驗合格后方能投入使用。

（六）安全質量措施

1．為保證操作方便和作業人員的人身安全，外側應設護身欄桿和掛設全密封安全網。

2．拆除腳手架時，必須劃出安全區，設警戒標志，并派專人看管。

3．腳手架拆除應從頂層開始，先拆橫桿，后拆立桿，逐層往下拆除，禁止上下層（階梯形）同時拆除。

四、結語

EK0+324匝道橋完工后經檢驗，相鄰兩塊模板混凝土表面高差均不大于2mm，線條圓順，質量符合要求。結合支架的施工控制得出如下結論：（1）曲線箱梁支架采用以折線代替曲線進行布置的是合理的；（2）WDJ碗扣型支架受力明確，承載力大，簡化了結構計算；（3）本方案支架強度和穩定性滿足要求，支架施工方案切實可行。

參考文獻：

[1]周水興路橋施工計算手冊[M].北京；人民交通出版社，2000.

[2]任繼倉，現澆箱梁模板與支架的設計及施工質量控制[J].公路，2003，51(2).