淺談現澆混凝土梁支架方案施工技術

【摘要】本文主要介紹了南大港～外圍河橋現澆混凝土梁的支架施工方案和控制要點，重點分析了現澆混凝土梁支架模板施工的具體方案，供類似橋梁施工時參考。

【關鍵詞】現澆混凝土梁；支架模板；施工技術

1. 概述

（1）松陵大道工程（仲英大道向南延伸段）位于蘇州市吳江區松陵鎮西側，呈南北走向，北起學院路，南至云龍西路，對應道路樁號K0+000～K2+395.474，全長約2.4公里，道路寬度64.5米。

（2）南大港——外圍河橋位于本工程道路樁號K0+356.479～K0+579.479處的兩河交匯處，設計為兼具交通干道功能的城市景觀橋。橋梁軸線全長220米，河道中線與道路中線斜交。全橋采用五幅式斷面，全寬66.5m，橫向分為5座橋梁，分別為：2×5.5m寬人行橋、2×22.71m寬車行橋及10m寬綠化帶橋。

（3）人行橋采用標準跨20米的上承式現澆混凝土拱梁組合結構。西側人行橋為10孔，聯長200米；東側人行橋為12孔，聯長240米。均與道路中心線正交。主梁跨中梁高1.405米，支點為鏤空三角區，全高2.65米，其中上部梁高0.85米，空腔高1.8米。

（4）車行橋采用預應力鋼筋混凝土板梁結構。西側車行橋共11跨，東側車行橋共12跨。均分3聯布置（西側車行橋自南向北依次為WV1、WV2、WV3；東側車行橋自南向北依次為EV1、EV2、EV3）。V2、V3聯聯采用20米預制預應力空心板梁，梁高0.9米；V1聯（西側69.879m長，東側70.001m長）由于受節制閘高程限制，采用現澆預應力空心板梁結構，梁高0.8米。

（5）綠化帶橋為現澆混凝土結構，共14跨，分4聯布置（自南向北依次為G1、G2、G3、G4）。其中G1聯由于南大港河水閘及防洪墻從其下穿過，受其高程限制，橋梁上部結構劃分為2個分聯（G1-2、G1-3），環繞水閘布置， 均為三跨連續鋼筋混凝土實心板梁；G2、G3、G4聯采用整體現澆預應力空心板梁；梁高均為0.8米。

2. 施工方法及技術措施：

2.1支架基礎處理。

（1）支架支搭前，首先將箱梁投影外擴2米范圍的支架地基進行清理、平整、碾壓后換填50cm石灰土，分兩層采用重型壓路機碾壓壓實，保證壓實度達到93%以上，然后澆筑15cm厚C15混凝土。

（2）為確保施工期間支架基礎不被水浸泡，支架基礎頂面應高出周圍地面20cm以上，并在支架兩側2m以外的位置設置排水溝。排水溝坡度為3-5‰。在最低點，設置積水坑，水流入坑內，用潛水泵將水排出場外。

2.2支架設計與施工。

（1）箱梁支架采用48×3.5mm碗扣式腳手架搭設，鋼管采用Q235A鋼，外徑48mm，壁厚3.5mm。支架立桿縱橫向間距均為0.9米，縱橋向間距0.9米，橫拉桿步距1.2m（支架的最底層及底板范圍的最頂層橫拉桿必須搭設）。可調頂托調整高度嚴格控制在30cm以內。

（2）支架上U托上布置I10工字鋼，間距0.9m。工字鋼上鋪設10×10cm方木，間距30cm。見支架斷面圖。

（3）根據組架方案和尺寸，測定框架底腳位置，在混凝土底板上安放可調底托，底座軸心線應與地面垂直，并保證支架柱腳位于同一水平線上。腳手架搭設應按立桿、橫桿的順序逐層搭設，每次上升高度不大于3m。拼裝時隨時檢查橫桿的水平度、直角度和立桿垂直度，并在無荷載的情況下檢查立桿底座是否浮地松動，不平或松動的應旋緊可調支座或用薄鐵板墊實。

（4）搭設時，先將上碗扣擱置在限位銷上，將橫桿接頭插入下碗扣，使接頭弧面與立桿密貼，待全部接頭插入后，將上碗扣套下，并用榔頭順時針沿切線敲擊上碗扣凸頭，直至上碗扣被限位銷卡緊不再轉動為止。如發現上碗扣扣不緊，或限位銷不能進入上碗扣螺旋面，應檢查立桿與橫桿是否垂直，相鄰的兩個碗扣是否在同一水平面上（即橫桿水平度是否符合要求）；下碗扣與立桿的同軸是否符合要求；下碗扣的水平面同立桿軸線的垂直度是否符合要求；橫桿接頭與橫桿是否變形；橫桿接頭的弧面中心線同橫桿軸線是否垂直；下碗扣內有無砂漿等雜物充填等；如是裝配原因，則應調整后鎖緊；如是桿件本身原因，則應拆除，并送去整修。

（5）支架搭設以3～4人為一小組，其中1～2人遞料，另外兩人共同配合搭設，每組負責一端。搭設時，要求至多二層向同一方向，或中間向兩邊推進，不得從兩邊向中間合攏搭設，否則中間桿件會因兩側架子剛度太大而難以安裝。

（6）支架支搭完成后沿縱向和橫向每隔5排立桿用鋼管搭設連續剪刀撐，剪刀撐與水平面夾角為45～60度，以保證支架的整體剛度。然后自橋梁兩端向中間依次鋪設I10工字鋼、10×10cm方木及箱梁底模。

2.3支架預壓：

為了檢查支架的承載能力，減小和清除支架的非彈性變形及地基的沉降量，在支設模板前對支撐體系進行預壓。預壓材料為砂袋，最大荷載為設計荷載的1.2倍，預壓48h，預壓時每跨5個斷面，每個斷面5個點，每6h觀測1次。觀測的方法是采用水準儀倒尺測量，測加載前標高為Δ1，加載后標高為Δ2，卸載后標高為Δ3。根據觀測結果繪制出沉降曲線。在以后的觀測中，采用在觀測點處的縱（或橫）方木上釘一向下長木條，對應地基上固定一向上木條，在兩木條重合處任意斷面做橫線。加載后，橫線之間的相對位移即為支架本身的彈塑性變形值。預壓后，通過可調承托精確調整底模板標高。其標高設定時應考慮設置預拱度。支架預壓的卸載標準為連續3天日沉降量小于1mm。

2.4模板設計與施工：

2.4.1底模：采用1.5cm厚膠合板作為箱梁底模模板，模板盡量整張使用，減少加條、接縫。

2.4.2側模：采用1.5cm厚膠合板作為側模模板。模板與掃地方木（10×10cm）固定，外加斜撐。斜撐間距0.9m，用10×10cm方木縱向鎖定，縱鎖方木與10×10cm方木用12螺栓連接牢固。

2.5模板支架拆除：

支架模板拆除按照與支搭相反的順序進行。首先拆除翼板模板、腹板模板及支撐，張拉、孔道壓漿結束后進行底板模板及支撐的拆除。所有部位的支架模板均需在混凝土強度達到設計要求的強度后方可進行支架模板的拆除。

2.5.1翼板、腹板模板及支撐拆除。

首先拆除腹板支撐，然后將翼板下支架的上U托降低，順序拆除翼板模板。拆除的方木、模板及支架立橫桿順序碼放在橋下空地，全部拆除完成后清理至臨時材料存放場地。拆除過程中，橋下拆除區域嚴禁站人。

2.5.2底模及支撐拆除。

底板模板及支撐在預應力張拉完成，孔道灌漿強度達到設計要求的強度后拆除。拆除順序為由中跨向邊跨對稱推進。

2.5.2.1拆除前應對腳手架作一次全面檢查，清除所有多余物件，并設立拆除區，禁止無關人員進人。

2.5.2.2拆除順序自上向下逐層拆除，不容許上、下兩層同時拆除。

2.5.2.3拆除的構件應用吊具吊下，或人工遞下，嚴禁拋擲。拆除的構件分類堆放，以便運輸、保管。

2.6箱梁施工時材料的存放。

箱梁模板搭設及鋼筋綁扎時，施工材料及臨時材料一律堆放在橋頭區域，嚴禁堆放在箱梁模板或操作區域內。

3. 質量保證措施

3.1施工過程中嚴格執行監理程序辦理各種申報表函，各工序施工質檢人員合格后，邀請監理工程師驗收，合格后方可進行下一道工序的施工，不合格工序堅決返工。

3.2詳細的技術交底：組織施工人員進行全員細致的交底，責任到人。

3.3所有構件，必須經檢驗合格后方能投人使用。

3.4立桿基礎施工應滿足要求，清除組架范圍內的雜物，平整場地，做好排水處理。由專職人員測試支架基礎處理密實度，保證基礎密實度達到規定要求。

3.5支架模板的支搭和拆卸：對地基沉降量進行驗算，對支架承載力進行復核，對支架的牢固性能進行混凝土澆筑前的檢查，在結構物張拉完成后拆除支架。

3.6支架、模板嚴格按照圖紙加工，保證其尺寸符合設計要求。

3.7依設計圖紙位置，在模板上預留泄水孔與通氣孔。

3.8模板拼縫間加貼海綿條，防止漏漿。

3.9側模與支架、支架與支架連接牢固，不能出現松動現象。

4. 模板驗算

支架擬采用90cm（橫）×90cm（縱）形式布置，自下至上依次鋪設I10工字鋼、10×10cm方木，1.5cm厚竹膠板。依據《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規范》計算腳手架及模板支撐架構件強度時的荷載設計值，取其標準值乘以下列相應的分項系數：永久荷載的分項系數取1.2；可變荷載的分項系數，取1.4。計算構件變形（撓度）時的荷載設計值，各類荷載分項系數，均取1.0。下面對此進行驗算：

4.11.5cm竹膠板驗算（按3跨連續梁驗算，跨徑30cm）（見圖1）。

圖1

4.1.1強度驗算。

荷載組合：∑P=1）×1.2+2）×1.2+（3-1）×1.4+（4-1）×1.4=32.7KN/m2，均布荷載q=32.7×1.22=40KN/m，跨徑l=30cm。

M=0.1ql2=0.36KN·m

δ=M/W=360/4.6×10-5=7.8MPa <[δ]=14.5MPa

τ=QS/Ib=（0.6×40×103×0.3×3.43×10-5）/（1.22×3.43×10-7）=0.6 MPa <[τ]=2.3MPa

滿足要求。

4.1.2剛度驗算（參市政工程施工手冊）。

荷載組合：∑P=1）+2）=22KN/m2，均布荷載q=22×1.22=26.84KN/m

f=0.677ql4/100EI=0.4mm

滿足要求。

4.210×10cm方木驗算（按簡支梁驗算，間距30cm，跨徑90cm）（見圖2）。

圖2

4.2.1強度驗算（參市政工程施工手冊）。

荷載組合1）×1.2+2）×1.2+（3-1）×1.4+（4-1）×1.4=32.7KN/m2，均布荷載q=32.7×0.3=9.81KN/m，跨徑l=90cm。

M=ql2/8=0.99KN·m

δ=M/W=990/1.67×10-4=6MPa <[δ]=14.5MPa

τ= QS/Ib=（9810×0.9×1.25×10-4）/（ 2×8.3×10-6×0.1）=0.67 MPa <[τ]=2.3MPa

滿足要求。

4.2.2剛度驗算（參市政工程施工手冊）。

荷載組合：∑P=1）+2）=22KN/m2，均布荷載q=22×0.3=6.6KN/m，跨徑l=90cm。

f=5ql4/384EI=0.62mm

滿足要求。

4.2.3I10工字鋼驗算（按簡支梁驗算） （見圖3）。

圖3

4.2.3.1強度驗算（參市政工程施工手冊）

荷載組合1）×1.2+2）×1.2+（3-2）×1.4+（4-1）×1.4=31.3KN/m2，按兩個集中荷載布置在l/3跨位置，P=31.3×0.3×0.9=8.451KN/m，跨徑l=90cm。

M=Pl/4=1.9KN·m

δ=M/W=1900/49×10-6=38.78MPa <[δ]=210MPa

τ=QS/Ib=（8451×28.2×10-6）/（ 245×10-8×0.0045）=21.62MPa <[τ]=120MPa

滿足要求。

4.2.3.2剛度驗算（參市政工程施工手冊）。

荷載組合：∑P=1）+2）=22KN/m2，集中荷載P=22×0.3×0.9=5.94KN/m，跨徑l=90cm。

f=0.029Pl3/EI=0.26mm

滿足要求。

4.3側模驗算。

按箱梁混凝土一次連續澆筑計算，混凝土最大側壓力為P=rh=19.2KPa。

4.3.11.5cm竹膠板驗算（按3跨簡支梁驗算，跨徑30cm）。

4.3.1.1強度驗算：

荷載組合為（4-2）×1.4+5）×1.2=28.64KPa，均布荷載按最大值考慮q=28.64×0.8=22.912KN/m，跨徑l=30cm。

M=0.1ql2=0.21KN·m

δ=M/W=210/3×10-5=7MPa <[δ]=14.5MPa

τ=QS/Ib=（0.6×22912×0.3×2.25×10-5）/（2.25×10-7×0.8）=0.52MPa <[τ]=2.3MPa

滿足要求。

4.3.1.2剛度驗算（參市政工程施工手冊）。

荷載組合：∑P=5）=19.2KN/m2，均布荷載q=19.2×0.8=15.36KN/m

f=0.677ql4/100EI =0.34mm

滿足要求。

4.3.25×10cm方木驗算（按簡支梁驗算，跨徑70cm，間距30cm）

4.3.2.1強度驗算（參市政工程施工手冊）。

荷載組合（4-2）×1.4+5）×1.2=28.64KPa，均布荷載按最大值考慮q=28.64×0.3=8.592KN/m，跨徑l=70cm。

M=ql2/8=0.53KN·m

δ=M/W=530/8.3×10-5=6.34MPa <[δ]=14.5MPa

τ= QS/Ib=（8.592×0.8×6.25×10-5）/（ 2×4.2×10-6×0.05）=1.02 MPa <[τ]=2.3MPa

滿足要求。

4.3.2.2剛度驗算。

荷載組合：∑P=5）=19.2KN/m2，均布荷載q=19.2×0.3=5.76KN/m

f=5ql4/384EI=0.4mm

滿足要求。

5. 支架驗算

5.1立桿承載力驗算。

荷載組合1）×1.2+2）×1.2+（3-3）×1.4+（4-1）×1.4=30.6KN/m2，每根立柱承受的荷載面積為0.9×0.9m=0.81m，單柱承載P=24.8KN<[G]=30KN。

滿足要求。

5.2立桿穩定性驗算。

N ≤ Af，即 N/ A≤ f

式中：A——立桿橫截面積，A=4.89 cm2；

——軸心受壓桿件穩定系數；

f——鋼材強度設計值，P235A鋼材強度設計值205 N/mm2。

式中：計算長度l0按兩端鉸接考慮，則l0=l=120cm

鋼管回轉半徑i=1.58 cm，桿件長細比 λ=l0/i=76，查表得φ=0.744。

N/ A=24800/0.744×4.89×10-4=68.2MPa<205MPa

滿足要求。

5.3柱頭自由端穩定性驗算。

柱頭總長度60cm，最大外露長度按30cm，立桿自由長度30cm，總自由長度60cm，按一端鉸接一端自由考慮，則計算長度l0=2l=120cm，桿件長細比λ=l0/i=76，查表得φ=0.744。

N/ A=24800/0.744×4.89×10-4=68.2MPa<205MPa

滿足要求。

6. 地基承載力及沉降量計算

6.1地基承載力驗算。

根據設計圖紙，基底土層為素填土、亞粘土、淤泥質粘土，施工時將場地平整碾壓后換填50cm厚的石灰土，用重型機械壓實平整。以石灰土底層土質作為計算對象，[σ0]=60KPa。

石灰土計算寬度b=b0+2H0tanA=0.25+2×0.5×1=1.25m>0.9m，取0.9×0.9m為承壓面積，石灰土底壓應力：σ=24.8/0.81 =30.62KPa<[σ0]=60KPa，承載力滿足要求。

6.2地基沉降量驗算。

地面沉降量計算公式： s=ψ·s'

支架基礎均為砂石結構，沉降深度按1m考慮。

s'=∑ni=1Δp×HiECi

s'——用分層法求得的沉降量；

Δp ——施加于各土層上的平均荷載；

H ——計算土層厚度取1m；

Ec ——壓縮模量取6MPa；

ψ——沉降計算經驗系數，取0.7；

將數據代入上式得沉降量：

s=0.7× 19.84×103×1 6×106=3mm

地基沉降量為3mm。

7. 模板支架壓縮量

根據規范，木與木接頭壓縮量為2～3mm，木與鋼、鋼與鋼接頭壓縮量為1～2mm。由此得，10×10cm方木與I10工字鋼壓縮量2mm、I10工字鋼與柱頭壓縮量1mm，總壓縮量3mm。

8. 支架施工預拱度

支架預拱度為地基沉降量+支架模板壓縮量=6mm。施工時，預拱度按二次拋物線布置，每跨跨中位置預拱度為6mm。

本橋現澆混凝土空心板梁支架模板形式與實體板梁相同，不再另行計算。

本橋人行橋現澆混凝土梁支架縱向間距為90cm，橫向間距為60cm，模板采用定型鋼模板，支架及橫縱主梁計算方法與實體板梁相同，經計算滿足要求。支架單桿最大承載力為23KN。

本橋采用上述支架進行現澆梁取得了很好的效果，預壓后支架穩定，無明顯沉降量，混凝土梁體色澤均一、線型順適、梁體軸線、梁體高程均在規范允許范圍以內，該單位工程被評定為優良等級。

[文章編號]1619-2737（2013）01-24-563

[作者簡介] 陳鵬宇（1976.2-），男，漢，籍貫：江蘇吳江人，職稱：工程師，從事市政工程施工管理工作。