現澆箱梁高大模板支撐系統施工設計

閆祥梅　張選印

摘 要：鄭州市鄭新主線橋上部結構采用預應力混凝土斜腹板現澆連續箱梁結構，為保證工程的順利進行，采用了高大模板支撐系統。文中重點進行模板支撐系統的方案設計，施工過程中支架預壓的目的，預壓方法、沉降測量，預壓變形量及實施過程，最后介紹了模板支架的搭設及拆除的安全保證措施。該支架保證箱梁的施工質量、進度和安全，保障了整個工程的順利進行。

關鍵詞：現澆箱梁 模板 支撐系統 支架預壓

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0095-02

1 工程簡介

鄭州市中州大道與鄭新快速通道立交工程鄭新主線橋上部結構采用預應力混凝土斜腹板連續箱梁結構，標準橋寬為25.5 m。區段連續箱梁結構設計有兩種形式，除第五聯為變高段連續箱梁，其余為等高段箱梁。

依據設計圖紙、中州大道與鄭新快速通道立交工程施工依據相關技術規范、水文、地質情況，并充分結合現場的實際施工狀況，為便于該區段連續箱梁的施工，保證箱梁施工的質量、進度、安全，采用碗扣式滿堂支架組織該工程連續箱梁預應力混凝土逐段現澆施工。為保證架體設計的安全，以及計算的便利，架體搭設高度選擇鄭新主線橋17m，A匝道25m進行計算，箱梁截面選取最不利截面進行荷載統計及驗算。

2 方案設計

2.1 架體設計

滿堂式碗扣支架體系由支架基礎從上至下依次為：20 cm厚 C20砼層、50 cm厚級配碎石、素土分兩層，各層壓路機碾壓密實，沿線路中心向兩側留2%的橫坡，避免支架范圍內地面積水。支撐系統由Φ48 mm×3.5 mm碗扣立桿、橫桿、斜撐桿、可調節頂托、12.6號工字鋼（主楞）、Φ48×3.5 mm彎鋼管（翼緣模板固定楞）、10 cm×5 cm木方（次楞）、10 cm×10 cm木方（用作橫梁處次楞）組成；模板系統由側模、底模、芯模、端模等組成。底板工字鋼沿橫橋向布置（長方向沿縱橋向），直接鋪設在支架頂部的可調節頂托上，木方分配梁沿縱橋向布置，按凈間距10 cm鋪設至主楞上，上鋪竹膠模板；翼緣處工字鋼沿橫橋向布置，上鋪成形彎鋼管沿縱橋向布置，間距同立桿縱向間距，沿彎鋼管鋪設木方分配梁，間距10 cm，上鋪成形竹膠模板，翼緣處設垂直于模板的斜撐；箱梁模板采用定型大塊竹膠模板，模板直接鋪裝在木方分配梁上，并進行連接固定。

立桿：框架垂直承載桿。立桿上每隔0.6 m有一個插座，支架立桿步距為120 cm，底層縱、橫向水平桿作為掃地桿，距地面的高度小于30 cm。立桿上端包括可調螺桿伸出頂層水平桿的長度應不大于0.7 m，立桿頂部安裝可調節U型頂托，且該頂托應支撐在模版主肋的底部。立桿底部支立在底托上，底托安置在混凝土面層上，以確保地基均衡受力。

橫桿：框架水平承載桿。橫桿兩端各有一個橫插頭，在橋墩處支架兩端的縱、橫桿系通過墊木牢固拉結支撐在橋墩上。

剪刀撐：滿堂支架用φ48無縫鋼管做剪刀撐以增強其整體穩定性，支架的四邊與中間每隔4～5排立桿設置一道縱橫向剪刀撐，由底至頂連續設置，剪刀撐斜桿與地面夾角應在45 °～60 °之間，斜桿應每步與立桿扣接。當架體搭設高度在4.8 m以下時，應在架頂部設置連續水平剪刀撐，當架體搭設高度在4.8 m及以上時，兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔3步設置一道水平剪刀撐，水平剪刀撐宜在豎向剪刀撐斜桿相交平面設置，剪刀撐斜桿接長采用搭接，搭接長度大于1000 mm，對接點分在不同跨且長于500 mm，與主節點距小于1/3跨。斜桿與立桿或水平橫桿采用旋轉扣件固定且扣件中心與主節點距離小于150 mm。

根據箱梁施工技術要求、荷載重量、荷載分布狀況、地基承載力情況等技術指標，通過計算確定，架體立桿布置：鄭新主線2.8 m橫梁處：橫橋向間距90 cm、60 cm兩種布置方式，縱橋向間距30 cm；鄭新主線2 m橫梁處：橫橋向間距90 cm、60 cm兩種布置方式，縱橋向間距60 cm；鄭新主線梁變高部分：翼緣部位、箱室部位橫橋向間距90 cm，縱橋向間距60 cm；腹板部位橫橋向間距60 cm，縱橋向間距60 cm；鄭新主線梁等高（2 m）部分：翼緣部位、箱室部位橫橋向間距90 cm，縱橋向間距90 cm；腹板部位橫橋向間距60 cm，縱橋向間距90 cm。其他匝道在橫梁、腹板、翼緣與箱室處的布置方式，與鄭新主線一致。

曲線箱梁布置時，以折線代替設計曲線，故支架由若干折線段組成，折線間用扣件鋼管加密連接（縱橫間距不大于60 cm），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小于3 cm，經計算：

鄭新主線曲線半徑R=600 m時，折線長度L<12 m

A匝道圓曲線半徑R=120 m時，折線長度L<5 m，R=160 m時，L<6 m， R=120 m時，折線長度L<7 m。

B匝道圓曲線半徑R=420 m時，折線長度L<10 m。

C匝道圓曲線半徑R=1000 m時，折線長度L<15 m，R=1200 m時，L<16 m。

D匝道圓曲線半徑R=375 m時，折線長度L<9 m，R=1196.5 m時，L<16 m，R=1500 m時，折線長度L<19 m。

2.2 架體預壓

2.2.1 支架預壓目的

為保證箱梁砼結構的質量和施工進度，鋼管腳手架支撐搭設完畢后進行預壓處理，以消除支架、支撐方木和模板的非彈性變形和地基的壓縮沉降影響，同時取得支架彈性變形的實際數值，作為模板的預設值數據設置的參考。

2.2.2 支架預壓方法

在施工箱梁前需進行支架預壓和地基非彈性變形試驗，采用逐孔滾動預壓。在安裝好底模后，可對支架進行預壓。預壓重量為設計荷載（箱梁混凝土自重）的110%。加載時按照30%、60%、100%、110%預壓重量分四級加載，預壓荷載有現場技術員在支架搭設完畢后對施工隊進行交底，并在預壓時，現場指導，加載時加載重量的大小和加荷速率與地基的強度增長相適應，待地基在前一級荷載作用下，達到一定固結度后，再施加下一級荷載，特別是在加載后期，必須嚴格控制加載速率，防止因整體或局部加載量過大、過快而使地基發生剪切破壞。在預壓前對底模的標高觀測一次，在每加載一級后預壓的過程中平均每2 h觀測一次，將預壓荷載按加載級別卸載后再對底模標高觀測一次，預壓過程中進行精確的測量，測出梁段荷載作用下支架將產生的彈性變形值及地基下沉值。同時在支架外側2 m處設置臨時防護設施，防止地表水流入支架區，引起支架下沉。測出各測點加載前后的高程。endprint

加載用鋼筋或水泥塊過磅后均勻堆碼，用吊車分碼吊至支架頂，由人工配合擺放，分層堆碼，堆積高度不易過高，小于3 m為宜，架體預壓見圖1。加載中由技術人員現場控制加載重量和加載位置，避免出現過大誤差而影響觀測結果。預壓應避過雨雪天氣，防止沙袋重量變化，影響預壓過程。

2.2.3 測量方法

橋跨支架預壓前，在橋跨底板和架體地基對應位置上布置沉降觀測點，按照L/2跨中、兩端L/4跨中布置。沉降觀測點于底板和翼緣板同斷面按同間距布置。鄭新主線：布置7點，見圖2，其中箱梁橫斷面圖中三角形點為沉降布置點。

支架搭設完成后，在支撐體系的龍骨上進行預壓。預壓采用砂袋預壓的方法。預壓重量按箱梁自重110%計算。預壓過程中分30%、60%、100%、110%四級加載和多次觀測，觀測支架變化量采用每4 h觀測1次，沉降觀測穩定后進行卸載，穩定標準為連續24 h沉降變化±1 mm。預壓時間采用預壓2 d，穩定1 d。預壓盡可能模擬箱梁的受力狀態進行。卸載過程和卸載完畢亦進行觀測，結合預壓觀測及設計預拱度重新測量調整方木標高，設置架體變形量。

2.2.4 預設變形量

梁體在自重和預加應力荷載作用下產生豎向位移，根據設計說明，箱梁不需設置反拱，但在施工中需考慮支架的彈性變形，利用支架（底模）調整標高。

2.2.5 支架調整

架體預壓前，支架（底模）按照計算標高調整，確保支架各桿件均勻受力。預壓后架體在預壓荷載作用下基本消除了地基塑性變形和支架豎向各桿件的間隙即非彈性變形，并通過預壓得出支架彈性變形值，根據實測的支架變形值，結合設計標高，確定和調整梁底標高：梁底立模標高=設計梁底標高+支架彈性變形值+非彈性變形+地基塑性變形。

2.2.6 預壓重量計算（以49m箱梁為例）

整跨混凝土共計875.5 m3。（875.5 m3包含翼板砼方量，預壓時一般不計翼板方量，本工程考慮預壓質量，計算翼板砼方量），折算每跨鋼筋混凝土重量是2321 t。預壓重量分別按照每跨鋼筋混凝土重量的30%，60%，100%，110%分別進行預壓。

3 質量保證措施

3.1 模板支架搭設保證措施

（1）滿堂架搭設前將基礎地面鋪筑好，承載力達到設計要求，腳手架必須配合施工進度搭設。（2）每根立桿底托必須牢固坐落在砼面層上，掃地桿縱橫向都須設置；立桿要豎直設置，不得彎折，2 m高度的垂直偏差最大為15 mm。（3）考慮各種不利因素的影響，支架縱橫向均勻設置縱向剪刀撐，支架的四邊與中間每隔5排立桿設置一道縱橫向剪刀撐，由底至頂連續設置，兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔3步設置一道水平剪刀撐，以確保整體穩定。剪刀撐的斜桿接長采用搭接，搭接長度不小于1m，采用2個以上的旋轉扣件固定，扣件的邊緣至桿端距離要大于100 mm。

3.2 模板支架拆除措施

（1）箱梁模板的拆除必須待混凝土達到設計或規范要求的脫模強度。拆除時應保證混凝土表面及棱角不因拆模而受損傷時方可拆除。箱梁張拉前，腹板模板應松開。（2）先拆梁側模再拆梁板底模，箱梁底模板拆除應先降低頂托，空出工作面，用倒鏈輕輕拉動模板，然后用木錘輕輕擊打多層板，拆除一塊，逐步一塊一塊拆除，注意不要使其自由下落，應用繩索吊下。（3）拆下的模板應及時清理粘結物，修理并涂刷隔離劑，分類整齊堆放備用；拆下的連接件及配件應及時收集，集中統一管理。（4）模板拆除后，再拆除滿堂腳手架，先拆除最上一步水平桿，空出工作面，再逐步往下拆除立桿，應注意鋼管應人工傳至地面，不得隨意扔下。

4 結語

鄭州市中州大道與鄭新快速通道立交工程鄭新主線橋上部結構施工采用碗扣式滿堂支架組織該工程連續箱梁預應力混凝土逐段現澆施工，保證箱梁施工的質量、進度和安全，從而保證了整個工程的順利進行。

參考文獻

[1] 建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ166-2008）.

[2] 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ130-2011）.

[3] 混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB50204）.

[4] 建筑施工腳手架實用手冊[M].中國建筑出版社.

[5] 公路橋涵地基與基礎設計規范JTG D63-2007.endprint

加載用鋼筋或水泥塊過磅后均勻堆碼，用吊車分碼吊至支架頂，由人工配合擺放，分層堆碼，堆積高度不易過高，小于3 m為宜，架體預壓見圖1。加載中由技術人員現場控制加載重量和加載位置，避免出現過大誤差而影響觀測結果。預壓應避過雨雪天氣，防止沙袋重量變化，影響預壓過程。

2.2.3 測量方法

橋跨支架預壓前，在橋跨底板和架體地基對應位置上布置沉降觀測點，按照L/2跨中、兩端L/4跨中布置。沉降觀測點于底板和翼緣板同斷面按同間距布置。鄭新主線：布置7點，見圖2，其中箱梁橫斷面圖中三角形點為沉降布置點。

支架搭設完成后，在支撐體系的龍骨上進行預壓。預壓采用砂袋預壓的方法。預壓重量按箱梁自重110%計算。預壓過程中分30%、60%、100%、110%四級加載和多次觀測，觀測支架變化量采用每4 h觀測1次，沉降觀測穩定后進行卸載，穩定標準為連續24 h沉降變化±1 mm。預壓時間采用預壓2 d，穩定1 d。預壓盡可能模擬箱梁的受力狀態進行。卸載過程和卸載完畢亦進行觀測，結合預壓觀測及設計預拱度重新測量調整方木標高，設置架體變形量。

2.2.4 預設變形量

梁體在自重和預加應力荷載作用下產生豎向位移，根據設計說明，箱梁不需設置反拱，但在施工中需考慮支架的彈性變形，利用支架（底模）調整標高。

2.2.5 支架調整

架體預壓前，支架（底模）按照計算標高調整，確保支架各桿件均勻受力。預壓后架體在預壓荷載作用下基本消除了地基塑性變形和支架豎向各桿件的間隙即非彈性變形，并通過預壓得出支架彈性變形值，根據實測的支架變形值，結合設計標高，確定和調整梁底標高：梁底立模標高=設計梁底標高+支架彈性變形值+非彈性變形+地基塑性變形。

2.2.6 預壓重量計算（以49m箱梁為例）

整跨混凝土共計875.5 m3。（875.5 m3包含翼板砼方量，預壓時一般不計翼板方量，本工程考慮預壓質量，計算翼板砼方量），折算每跨鋼筋混凝土重量是2321 t。預壓重量分別按照每跨鋼筋混凝土重量的30%，60%，100%，110%分別進行預壓。

3 質量保證措施

3.1 模板支架搭設保證措施

（1）滿堂架搭設前將基礎地面鋪筑好，承載力達到設計要求，腳手架必須配合施工進度搭設。（2）每根立桿底托必須牢固坐落在砼面層上，掃地桿縱橫向都須設置；立桿要豎直設置，不得彎折，2 m高度的垂直偏差最大為15 mm。（3）考慮各種不利因素的影響，支架縱橫向均勻設置縱向剪刀撐，支架的四邊與中間每隔5排立桿設置一道縱橫向剪刀撐，由底至頂連續設置，兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔3步設置一道水平剪刀撐，以確保整體穩定。剪刀撐的斜桿接長采用搭接，搭接長度不小于1m，采用2個以上的旋轉扣件固定，扣件的邊緣至桿端距離要大于100 mm。

3.2 模板支架拆除措施

（1）箱梁模板的拆除必須待混凝土達到設計或規范要求的脫模強度。拆除時應保證混凝土表面及棱角不因拆模而受損傷時方可拆除。箱梁張拉前，腹板模板應松開。（2）先拆梁側模再拆梁板底模，箱梁底模板拆除應先降低頂托，空出工作面，用倒鏈輕輕拉動模板，然后用木錘輕輕擊打多層板，拆除一塊，逐步一塊一塊拆除，注意不要使其自由下落，應用繩索吊下。（3）拆下的模板應及時清理粘結物，修理并涂刷隔離劑，分類整齊堆放備用；拆下的連接件及配件應及時收集，集中統一管理。（4）模板拆除后，再拆除滿堂腳手架，先拆除最上一步水平桿，空出工作面，再逐步往下拆除立桿，應注意鋼管應人工傳至地面，不得隨意扔下。

4 結語

鄭州市中州大道與鄭新快速通道立交工程鄭新主線橋上部結構施工采用碗扣式滿堂支架組織該工程連續箱梁預應力混凝土逐段現澆施工，保證箱梁施工的質量、進度和安全，從而保證了整個工程的順利進行。

參考文獻

[1] 建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ166-2008）.

[2] 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ130-2011）.

[3] 混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB50204）.

[4] 建筑施工腳手架實用手冊[M].中國建筑出版社.

[5] 公路橋涵地基與基礎設計規范JTG D63-2007.endprint

加載用鋼筋或水泥塊過磅后均勻堆碼，用吊車分碼吊至支架頂，由人工配合擺放，分層堆碼，堆積高度不易過高，小于3 m為宜，架體預壓見圖1。加載中由技術人員現場控制加載重量和加載位置，避免出現過大誤差而影響觀測結果。預壓應避過雨雪天氣，防止沙袋重量變化，影響預壓過程。

2.2.3 測量方法

橋跨支架預壓前，在橋跨底板和架體地基對應位置上布置沉降觀測點，按照L/2跨中、兩端L/4跨中布置。沉降觀測點于底板和翼緣板同斷面按同間距布置。鄭新主線：布置7點，見圖2，其中箱梁橫斷面圖中三角形點為沉降布置點。

支架搭設完成后，在支撐體系的龍骨上進行預壓。預壓采用砂袋預壓的方法。預壓重量按箱梁自重110%計算。預壓過程中分30%、60%、100%、110%四級加載和多次觀測，觀測支架變化量采用每4 h觀測1次，沉降觀測穩定后進行卸載，穩定標準為連續24 h沉降變化±1 mm。預壓時間采用預壓2 d，穩定1 d。預壓盡可能模擬箱梁的受力狀態進行。卸載過程和卸載完畢亦進行觀測，結合預壓觀測及設計預拱度重新測量調整方木標高，設置架體變形量。

2.2.4 預設變形量

梁體在自重和預加應力荷載作用下產生豎向位移，根據設計說明，箱梁不需設置反拱，但在施工中需考慮支架的彈性變形，利用支架（底模）調整標高。

2.2.5 支架調整

架體預壓前，支架（底模）按照計算標高調整，確保支架各桿件均勻受力。預壓后架體在預壓荷載作用下基本消除了地基塑性變形和支架豎向各桿件的間隙即非彈性變形，并通過預壓得出支架彈性變形值，根據實測的支架變形值，結合設計標高，確定和調整梁底標高：梁底立模標高=設計梁底標高+支架彈性變形值+非彈性變形+地基塑性變形。

2.2.6 預壓重量計算（以49m箱梁為例）

整跨混凝土共計875.5 m3。（875.5 m3包含翼板砼方量，預壓時一般不計翼板方量，本工程考慮預壓質量，計算翼板砼方量），折算每跨鋼筋混凝土重量是2321 t。預壓重量分別按照每跨鋼筋混凝土重量的30%，60%，100%，110%分別進行預壓。

3 質量保證措施

3.1 模板支架搭設保證措施

（1）滿堂架搭設前將基礎地面鋪筑好，承載力達到設計要求，腳手架必須配合施工進度搭設。（2）每根立桿底托必須牢固坐落在砼面層上，掃地桿縱橫向都須設置；立桿要豎直設置，不得彎折，2 m高度的垂直偏差最大為15 mm。（3）考慮各種不利因素的影響，支架縱橫向均勻設置縱向剪刀撐，支架的四邊與中間每隔5排立桿設置一道縱橫向剪刀撐，由底至頂連續設置，兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔3步設置一道水平剪刀撐，以確保整體穩定。剪刀撐的斜桿接長采用搭接，搭接長度不小于1m，采用2個以上的旋轉扣件固定，扣件的邊緣至桿端距離要大于100 mm。

3.2 模板支架拆除措施

（1）箱梁模板的拆除必須待混凝土達到設計或規范要求的脫模強度。拆除時應保證混凝土表面及棱角不因拆模而受損傷時方可拆除。箱梁張拉前，腹板模板應松開。（2）先拆梁側模再拆梁板底模，箱梁底模板拆除應先降低頂托，空出工作面，用倒鏈輕輕拉動模板，然后用木錘輕輕擊打多層板，拆除一塊，逐步一塊一塊拆除，注意不要使其自由下落，應用繩索吊下。（3）拆下的模板應及時清理粘結物，修理并涂刷隔離劑，分類整齊堆放備用；拆下的連接件及配件應及時收集，集中統一管理。（4）模板拆除后，再拆除滿堂腳手架，先拆除最上一步水平桿，空出工作面，再逐步往下拆除立桿，應注意鋼管應人工傳至地面，不得隨意扔下。

4 結語

鄭州市中州大道與鄭新快速通道立交工程鄭新主線橋上部結構施工采用碗扣式滿堂支架組織該工程連續箱梁預應力混凝土逐段現澆施工，保證箱梁施工的質量、進度和安全，從而保證了整個工程的順利進行。

參考文獻

[1] 建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ166-2008）.

[2] 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ130-2011）.

[3] 混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB50204）.

[4] 建筑施工腳手架實用手冊[M].中國建筑出版社.

[5] 公路橋涵地基與基礎設計規范JTG D63-2007.endprint