丘陵區超高滿堂支架澆注箱梁施工技術

劉崇敬

(中交二航局四公司，安徽 蕪湖　241000)

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丘陵區超高滿堂支架澆注箱梁施工技術

劉崇敬

(中交二航局四公司，安徽 蕪湖241000)

摘要：結合某高速公路樞紐工程施工的實際情況，介紹了地形復雜丘陵區超高滿堂支架現澆箱梁的施工技術，為同類工程施工提供了一定的經驗、教訓。

關鍵詞：丘陵區；超高滿堂支架；施工技術

1工程概況

某高速公路樞紐工程由兩條分離式的主線和八條互通匝道組成，互通立交中的曲線橋均設計為預應力混凝土現澆連續箱梁結構，設計采用搭設支架逐聯現澆工藝，每聯現澆箱梁混凝土一次澆注完成。

本工程箱梁現澆支架平均高度22 m、局部橋跨支架高達46 m，個別位于山坡、凹地上的橋跨原地面高差達30 m，給施工安全、技術管理帶來了相當大的難度。

主線橋箱梁為單箱雙室結構，截面面積在7.0～8.0 m2之間；匝道橋箱梁為單箱單室結構，截面面積在5.0～6.0 m2之間。連續箱梁每3～4跨為一聯、單跨跨徑為30～40 m，單聯混凝土澆筑量在500～900 m3，總計有現澆箱梁54聯、174跨。

2支架設計

2.1支架形式的選擇

目前常用的支架有滿膛支架與少支點的支架，而滿膛支架有普通腳手鋼管、碗口式鋼管、HR門型鋼管等形式，通過對四種施工方案進行了技術、經濟比較，最終決定采用HR型可調重型門型支架作為現澆箱梁的承重支架。

2.2支架結構設計

(1)門型支架構件特性

在滿膛支架結構類型中，門型支架受力更科學，可靠性好，便于規范施工，而且效率高。根據產品使用說明及初步計算結果，可調重型門型支架系統由門型架、交叉拉桿、底托、頂托、調節桿、插銷、普通扣件腳手管和扣件組成，門型架主受力桿采用Φ57×2.5 mm大口徑鋼管組成，自身穩定性好，單榀門型架允許承載力為7.5 t。門型架單片標準高度為190 cm、寬100 cm ，交叉桿一種規格可調整為90～180 cm之間的各種長度。

(2)門型支架的結構設計

門架跨距按橫橋向布設，支架搭設寬度與箱梁同寬，支架步距1.90 m、跨距為1.20 m,間距為0.7 m，門架橫橋向采用交叉拉桿聯結、縱橋向普通腳手鋼管設置水平聯結。根據《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范》規定的構造要求及現場實際澆筑高度的要求，設置水平加固桿、封口桿及縱橫向剪刀撐等。

水平桿的設置：橫橋向水平桿設置間距為高度方向上步距1.90 m、縱橋向間距1.70 m，在每排門型架頂橫桿中央設置一道水平桿。為加強支架受力支點剛度，掃地桿及頂層門架水平桿加強為兩道,水平桿接長采用兩個扣件搭接接長；

剪刀撐的設置：橫橋向剪刀撐在每排門型架中央設置一道；縱向剪刀撐縱橋向間距5.70 m(每三排門型架)、橫橋向跨距1.20 m左右交叉間隔設置，剪刀撐鋼管接長采用兩個旋轉扣件搭接接長，角度在450～600之間；

調節桿設置：調節桿伸出高度小于0.60 m時不設水平桿,伸出高度在0.6～0.9之間時用普通腳手管在兩個方向拉緊,伸出高度大于0.90 m的縱橫向設置兩層水平桿拉緊。

(3) 門型支架受力驗算

承載力驗算：由于主線及匝道箱梁每延米最大重量為20 t/m(截面面積最大8 m2)，經驗算單個門型架受力為3.10 t ≤容許承載力7.5 t，對箱梁腹板下門型架局部受力進行驗算，得出最不利情況下腹板下門型架最大受力為5.20 t(單個門型架位于中腹板中央)，小于容許承載力，故按照初步布設方案設置門型架間距完全滿足受力需要。

支架穩定性驗算：根據《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范》相關規定，“敞開式腳手架因受風荷載作用很小，只要支架搭設滿足構造要求”以及“支架高度小于最大搭設高度”時，其穩定性可以得到保證，不必進行驗算。為確保支架受力安全，按照支架搭設及模板支立完成、箱梁鋼筋尚未綁軋時風荷載作用下的最不利情況，對支架橫向穩定性進行驗算。支架在最大現澆高度46 m時抗傾覆安全系數為1.30、支架高度在25 m時抗傾覆安全系數為4.20，因此在最不利情況下其橫向穩定性滿足受力要求。

(4)箱梁滿膛支架的結構確定

結合箱梁模板支立、支架搭設高度、現場地形等實際情況，箱梁現澆支架采用如附圖所示的結構形式。

3支架施工

3.1地基處理

地基處理在支架搭設60 d前進行，將表層耕植土、有機土、淤泥部分挖除，換填砂性土或山皮土，采用振動壓路機進行碾壓至地表沒有明現輪跡為止，然后放置60 d以上并經過2～3次雨水浸泡，使地基土經過雨水浸泡內部密室、完成地基的塑性變形，支架搭設施工時，用壓路機再碾壓一遍，然后鋪設15～20 cm碎石整平，鋪設枕木，開始支架搭設施工。

對于地勢低洼易積水、地表土質較差的區域，支架搭設前進行二次碾壓并澆筑10～15 cm素混凝土，以達到擴大基礎受力面積、避免箱梁施工過程中受雨水下滲浸泡承載力下降，確保基礎受力安全。

地面高低不平的區域，地基平整時沿縱橋向可分段進行處理，分段長度一般不小于半個橋跨長度(確保支架分段長度足夠大，使整體穩定性得到保證)，分段之間設置臺階并采用塊石或混凝土防護臺階的邊坡。

位于山坡上的支架，由于地面坡度、高差大，不易挖臺階處理，的方式，采用混凝土擴大基礎、貝雷桁片支撐，分段整平處理。

3.2構件的檢查

門型架及其配件的規格、性能及質量應符合現行行業標準《建筑施工門式腳手架安全技術規范》的規定，對有缺陷的門型架及其配件要進行修復，如果不能恢復應作報廢處理。水平加固桿、封口桿、掃地桿、剪刀撐等采用Ф48×3.5的鋼管及配套扣件，其性能、質量須分別符合《碳素結構鋼》和《鋼管腳手架扣件》等有關規范的規定。

3.3門型架底座安放

地基處理好后，鋪設10～15 cm的瓜子石，沿著門架的布設間距放置枕木,在枕木上面放置門型架立柱的底座，調整底座高度，安裝門型架。

3.4門型支架的搭設

門型架安裝從一端向另一端延伸，并逐層改變搭設方向，一步搭設完后用水平尺吊錘檢查并調整其垂直度和水平度,確保滿足規范要求；

交叉拉桿架要隨門架的安裝及時設置，鎖臂、搭鉤必須處于鎖住狀態；

水平加固桿及封口桿在滿堂支架的每步、每列、每排通長設置，并用扣件扣牢；

剪刀撐設置在支架的外側周邊和內部，斜桿傾角宜在450左右，剪刀撐要隨門架的搭設高度升高及時安裝。

3.5安裝調節桿和頂托

在安裝調節桿之前要對支架頂部標高進行控制,確定調節桿伸出的長度。調節桿要用插銷固定在門型架上,調節桿頂面用普通鋼管設置的水平拉桿在兩個方向拉緊，在支架預壓完成后調整頂托頂面標高、設置預拱度，準備鋪設箱梁底模。

4鋪設底模

頂托安裝完畢，在頂托上鋪設橫橋向8×12 cm木枋、其上再沿縱橋向按30/15 cm間距鋪設8×10 cm木枋(箱梁腹板下加密)，然后鋪設竹膠板作為箱梁的底模。

5模板體系

由于支架高度高、且箱梁位于不同的平面曲線上，為保證現澆箱梁的外觀質量光潔度、表面平整度和線形，減小模板荷載，便于模板安裝，箱梁底模、側模及芯腔內模均采用木模結構。

箱梁設計采用等高結構，路面橫坡由箱梁整體扭轉形成，所以箱梁底模利用在支架頂的調節桿及頂托調節器進行底模標的高調整。在支架頂的橫梁上按設計的間距(30 cm或15 cm)鋪設鋪設寬10×8 cm的木枋作為受力主肋，竹膠板作為底模面板，鋪設結束后由全站儀測放出的底模邊線，沿著底模邊線位置安裝側模扳。

外模采用竹膠板面板、7 cm×7 cm的木枋作背肋，滿膛支架固定模板背肋。為確保外觀質量，箱梁內外模板之間不設置對拉螺桿，用用鋼管對側模進行支撐，具體結構。

由于箱梁梁高僅為1.60 m，其內腔最小凈空高度僅0.90 m，為確保在有限的空間內能夠進行模板的拆裝作業，內模采用木模結構。先將內模按照2 m分節拼裝成為骨架，腹板側模和下倒腳壓模先安裝，頂板的底模及上倒腳底模在箱梁底板腹板鋼筋綁扎完成、內模分節拼裝后再安裝。綁扎箱梁底板及腹板鋼筋后，人工搬運、安裝箱梁芯腔內模分節骨架、鋪設芯腔頂模，最后綁扎箱梁頂板鋼筋，澆筑箱梁混凝土。為確保芯腔模板穩定及內側模受力平衡，在底模上設置架立鋼筋安放、固定內模分節骨架，內模安裝完成后用腳手鋼管對內模左右兩側的側板進行頂撐，確保腹板尺寸準確、防止脹模。內模分節之間的拼縫采用油毛氈包裹防止漏漿。

6混凝土箱梁施工工藝

箱梁鋼筋及預應力工程其它工序均采用常規

工藝施工， 混凝土采用泵送施工工藝，緩凝時間大于12 h，每聯箱梁混凝土采用全斷面一次澆筑完成，箱梁高度范圍內混凝土下料分為三層,第一層下料為底板及30 cm高的腹板，第二層至腹板頂,第三層至頂板及翼緣板部分。混凝土澆筑時從一端向另一端分層逐段推進，縱向分段長度要根據混凝土出凝時間以及澆筑時的氣溫、日照強度、風力和現場混凝土坍落度等確定，一般為10～30 m。澆筑箱梁底板時，箱梁芯腔內需安排混凝土工進行底板混凝土的整平、振搗及收光，確保箱梁芯腔外觀質量。

7結束語

(1)通過技術經濟比較，選用安全、可靠的支架體系，采用標準化、規范化的構件，便于現場管理和提高工效；

(2)可調重型門型支架體系穩定性好，承載力大，易于規范施工；

(3)加強管理和監督支架基礎處理工作，采用換填、碾壓、混凝土硬化等措施確保地基有足夠的承載力。每聯箱梁支架施工前均有總工、相關技術員根據現場不同情況確定采取不同基礎處理措施，并由現場技術人員監督實施，杜絕偷工減料的情況發生；

(4)對于擴大基礎，由技術人員根據現場地質情況，參照地質勘察報告確認該處地基承載力，驗算后確定擴大基礎形式，嚴禁現場盲目決策、野蠻施工；

(5)對于過高的支架，加設縱橫向水平桿、剪刀撐及加寬等措施，減小單個門型架的受力、增強支架的穩定性；

(6)預留通道時，設置醒目的安全標志，防止撞擊；通道頂用竹耙、全網完全遮擋，避免高空墜物傷人；

(7)設置專人負責支架施工，支架搭設過程中全過程控制各工序施工質量，認真檢驗、驗算現場出現的情況，認真檢查支架搭設及構件聯結質量，注意使頂托和底托與門型架頂緊，使每根力桿受力均勻。

參考文獻：

[1]交通部第一公路工程總公司.《公路施工手冊橋涵》[M].北京：中國交通出版社，2002.

[2]北京市建筑科學技術研究院.《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范》[M].北京：中國建筑工業出版社,2000.

[3]南通華榮鷹架制造有限公司. HR新型可調重型門式腳手架產品使用說明書.

收稿日期：2015-09-15

作者簡介：劉崇敬(1973-)，男，工程師。

中圖分類號：U448.21+3

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)05-0111-02