現(xiàn)澆箱梁模板支架設(shè)計及施工實例

陸培印

(江蘇省豐縣公路工程有限公司)

0 引 言

預應力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁由于具有整體性好、剛度大、行車舒適、技術(shù)先進,易于做成復雜形狀等優(yōu)點,而被我國橋梁界廣泛接納,已被應用于跨線橋、立交橋以及曲線橋等中小跨徑橋梁。但是,現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋模板支架的設(shè)計和施工一直是困擾該項技術(shù)推廣的關(guān)鍵因素。以某工程模板支架設(shè)計和施工為實例,總結(jié)和探討保證現(xiàn)澆箱梁模板支架設(shè)計和施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程概況

六合南互通立交橋是寧淮高速公路與寧蚌高速公路的交叉連接橋梁,地處南京市六合區(qū)大廠鎮(zhèn),整個互通有橋梁 7座,共計 2 643.26m。橋梁下部基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁,樁徑有Φ150 cm、Φ120 cm和 Φ100 cm,共計 486根。橋梁上部預應力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁 12聯(lián),主線 1號特大橋 1座,共雙幅五聯(lián),橋長 781.10m,孔跨布置為左幅:5×22m+9×22m,右幅:10×22 m+4×22 m鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁、5×26m預應力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁、7×22m鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁、7×26m預應力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁;橋址位于滁河高漫灘區(qū),地面標高 7.00～14.00m不等,地形略有起伏,較為平坦,渠塘眾多,河道縱橫,村莊密集。地層以第四系亞粘土、亞砂土、中粗砂、軟塑、硬塑狀亞粘土及粘土為主。由于地質(zhì)情況較復雜、混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁模板支架的施工條件較差,施工單位多次組織論證,確定了“地基處理——模板支架系統(tǒng)選擇——模板支架施工——沉降觀測——支架修正——模板設(shè)計與施工”的質(zhì)量動態(tài)控制措施。

2 支架和模板的設(shè)計及施工

2.1 地基處理

支架地基作為上部梁體結(jié)構(gòu)外加支架和施工荷載的全部重量的承載基礎(chǔ),它的承載能力及變形能力是現(xiàn)澆箱梁能否順利實施的關(guān)鍵,如果地基處理不得當將引起上部箱梁沉降不均勻或沉降量超限,引起支架失穩(wěn)變形甚至潰塌、梁體混凝土拉裂、梁體外型變形、梁體標高錯誤、混凝土表面缺陷等質(zhì)量事故,因此必須重視地基處理環(huán)節(jié),減少不必要的損失。

根據(jù)現(xiàn)場的地形、地質(zhì)情況,施工方專家組最終確定了如下施工方案:拋石擠淤后再施工砂礫和混凝土墊層基礎(chǔ)。具體如下:選擇一孔跨徑作為穩(wěn)定性預壓試驗范圍,在拋石擠淤的基礎(chǔ)上,按 20 cm一層分層填筑總計 40 cm厚的砂礫墊層,壓實度控制為≥93%,再將砂礫墊層表面劃分為三個區(qū)的試驗段,第一試驗段現(xiàn)澆15 cm厚C15混凝土板,第二試驗段現(xiàn)澆 10 cm厚 C15混凝土板,第三試驗段設(shè)置為 5 cm厚的水泥砂漿找平層,并分別在三個試驗段搭設(shè)支架高度大于3.0m,其上堆載 1.5倍箱梁自重,分時間段測量地基的沉降值,計算總的沉降值,如連續(xù) 3 d總沉降≤3mm,視為支架基礎(chǔ)穩(wěn)定,方可搭設(shè)模板支架系統(tǒng)。

2.2 現(xiàn)澆箱梁支架系統(tǒng)的選擇

鑒于碗扣支架具有單個桿件輕、拆卸輕便、快捷、周轉(zhuǎn)靈活、使用吊裝機械少、承載力高等優(yōu)點,專家組綜合考慮了技術(shù)經(jīng)濟指標,決定采用碗扣式支架作為連續(xù)箱梁施工的支撐。該支架所用桿件由 Φ48mm鋼管加工制成,有 30 cm、60 cm、90 cm、120 cm、150 cm、180 cm、240 cm、300 cm等長度的標準桿件,并在兩端或連接處焊上特制的連接扣件。支架的頂部和底部配可調(diào)式頂托和底托,能根據(jù)地形的需要搭設(shè)成各種形式的支架。另外還配有Φ48mm×6m長的鋼管和扣件,用作剪刀斜撐,以增強支架的整體穩(wěn)定性。

針對碗扣式支架布設(shè),施工單位專家組對現(xiàn)澆箱梁支架的強度和穩(wěn)定性進行檢算,結(jié)論滿足要求(驗算過程略)。

2.3 支架搭設(shè)與加固

支架搭設(shè)先開一幅,逐孔進行。按立桿的精確位置擺放支架底托,并調(diào)整底托上的螺帽至同一計算高度平面內(nèi)。先搭設(shè)縱向中間一排底層的立桿,連接好水平桿后以此為基礎(chǔ)向兩側(cè)搭設(shè)。當?shù)讓又Ъ艽钤O(shè)好后應調(diào)整立桿縱橫向成排,豎向豎直。然后再根據(jù)計算所確定的立桿搭配高度將支架搭設(shè)至頂層,裝上頂托,再將頂托螺帽頂面調(diào)至離設(shè)計標高相應位置。上、下工作場地的人行道從施工支架上擴展出來或從兩頭蓋梁放斜坡搭設(shè)而成,縱向鋪木板作為人行道,橫向釘木條防滑。支架頂部加固用 Φ48mm鋼管及扣件將頂托縱、橫向連接起來。由于箱梁在墩頂前、后 3.0～3.2m范圍內(nèi)壁厚加大,荷載增加,因此支架應適當加固。方法是減小該范圍內(nèi)立桿的橫向間距(即加密立桿)。碗扣支架搭設(shè)完畢后,再加拼斜向 45°角的中 Φ48mm鋼管作為剪刀斜撐,斜撐從兩側(cè)底部向內(nèi)斜拼至支架頂部,縱、橫向每排均設(shè),以增強支架的整體穩(wěn)定性。

2.4 支架預壓觀測

為消除支架在搭設(shè)時接縫處的非彈性變形和地基的非彈性沉陷而獲得穩(wěn)定的支架,逐孔進行預壓。為獲得支架在荷載作用下的彈性變形數(shù)據(jù),確定合理的施工預拱度,使箱梁在卸落支架后獲得符合設(shè)計的標高和外形,應進行沉降觀測。預壓只對箱形部分的底模和支架進行,取每跨梁體箱形部分自重的 130%作為預壓荷載,用編制袋裝砂作預壓材料,砂袋的堆積高度按梁體自重分布曲線圖變化取值,從而使預壓荷載的分布與梁體荷載的分布相吻合。因為滿堂支架是整個梁體最重要的受力體系,所以鋼管支撐的桿件有銹蝕,彎曲、壓扁或有裂縫的嚴禁使用;使用的扣件有脆裂、變形等的扣件禁止使用。

2.5 模板的設(shè)計及施工

2.5.1 模板設(shè)計

(1)箱梁外模、箱梁側(cè)模沿梁長置于構(gòu)件的兩側(cè)考慮起吊重量,可分為幾段,每段長可為 4～5m。底模支承在支架的底座上,底模構(gòu)造除注意底模與側(cè)模、端模的可靠聯(lián)系外,底模還應有布置震動器的構(gòu)造。底部震動器要能沿梁縱向移動,以使在不同部位進行震搗。

(2)箱梁內(nèi)箱模采用組合鋼模和木模板相結(jié)合,用短鋼管和短木方支撐。內(nèi)箱模分 2次支設(shè),先支設(shè)腹板內(nèi)模,再支頂板內(nèi)模。箱梁的頂板內(nèi)模在每跨的 1/3跨及跨中的每個箱室上留設(shè)天窗洞,作為拆除箱梁內(nèi)模板的預留洞。

2.5.2 模板施工

(1)模板加工時尺寸一定要符合圖紙要求的誤差范圍。模板安裝時要注意一定要拼縫嚴密,模板表面要保持清潔。模板標高、桁架標高、預留孔中心線位置以及模板軸線要準確,符合要求的誤差范圍。模板表面要平整,相鄰板高差不得大于 2mm。

(2)支架預壓完畢、架體標高調(diào)整后,擺放模板背楞木方,箱梁的縱橫坡及預拱度由可調(diào)頂托和木方進行調(diào)整。

(3)嚴格按模板拼裝圖擺放箱梁底模,作到拼縫一致、嚴密,拼板表面平整。建筑膠水封填拼縫后,用刮刀刮平。為防止模板表面污染,底模拼裝完成后,在其上覆蓋彩條布。

(4)箱梁內(nèi)模板制作前先放出大樣圖,確保幾何尺寸和形狀無誤后方可制作、安裝。箱梁內(nèi)模拆除后,頂板預留洞支設(shè)吊模封口。

(5)在翼板模板外邊緣內(nèi) 5 cm處通長設(shè)置梯形小木條作為翼板的滴水槽板。

(6)支座處模板支設(shè)時先將墩帽墊石或墩頂面清除干凈,擺放橡膠支座,在其上隨模板施工按設(shè)計要求架設(shè)調(diào)平鋼板,鋼板底面確保水平。

(7)施工縫處內(nèi)模支設(shè)與已澆梁段重合 1～2m,保證線形順直且不漏漿。

(8)張拉端封頭模板加工與安裝,張拉端模板應使用5mm鋼板加工,并將靠混凝土的一面加工成與預應力鋼絞線垂直的角度,這樣可盡量減少張拉力損失,保證張拉力與伸長值雙控吻合。另外,封頭模板分 2次安裝,先安裝底板和腹板。

(9)內(nèi)模底腹板鋼筋綁扎好后再將翼板模板安裝。這樣既可方便施工,又能保證質(zhì)量。模板表面清理干凈后,然后涂刷脫模劑。

3 結(jié) 論

經(jīng)過長期的監(jiān)測發(fā)現(xiàn),該工程橋面沉降量偏差最大值不超過 2mm,撓度和裂縫指標均符合規(guī)范要求,橋身整體性好,混凝土表面光滑,外觀質(zhì)量好。文章總結(jié)的“地基處理——模板支架系統(tǒng)選擇——模板支架施工——沉降觀測——支架修正——模板設(shè)計與施工”的質(zhì)量動態(tài)控制措施在現(xiàn)澆箱梁模板支架設(shè)計施工中值得借鑒,更多新的實用方法有待各位繼續(xù)探討。

[1] 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S].JTJD62-2004.

[2] 杜榮軍.扣件式鋼管模板高支撐的設(shè)計和使用安全[J].施工技術(shù),2002,(3).

[3] 陳輝文,夏鵬飛.現(xiàn)澆預應力連續(xù)箱梁施工監(jiān)理質(zhì)量控制[J].山西建筑,2005,(11).