公路改建橋梁工程滿堂支架現澆施工要點探討

趙寶平

(山西省公路局晉中分局，山西 晉中 030600)

0 引言

滿堂支架施工屬于較為成熟的梁體現澆施工工藝，因其具有造價低、施工便捷、適應性強、占地少、支架設備節省等技術優勢，在確保梁體工程施工質量及提升工效方面應用廣泛。滿堂支架現澆連續箱梁施工技術具有特殊性，其施工質量受施工過程中地基承載力試驗、地基處理、支架預壓、沉降觀測、混凝土施工等環節的影響較大，為此，對于具體工程而言，必須充分考慮項目區水文地質條件，結合地基、支架等變形影響，充分預估和判斷工程橋梁不均勻沉降發生的可能性，并進行預壓沉降量觀測，將滿堂支架施工變形量控制在設計范圍。

1 工程概況

國道307線張靖村至壽陽縣境內縣城段于1996年按二級公路標準進行改建，路面寬度10 m，其中K465+730～K467+500段長1.77 km，因該路段與石太鐵路兩次交叉(一次上跨、一次下穿)同時受地形所限，當時未進行改建，因此造成該段公路技術指標低、視距差、交通事故頻發。2014年1月～2015年12月發生交通堵塞天數335 d。由此看來，該路段是一處真正的瓶頸路段，嚴重影響著國道307線的安全與通暢，因此，急需對該路段進行改建。本次改建段落為國道307線張靖至西豐頭段(K465+730～K467+500)，該段公路為二級公路技術標準，設計速度60 km/h，路基寬度為10 m，路面結構層采用瀝青混凝土路面。橋涵設計汽車荷載等級采用公路—Ⅰ級，寬度與路基同寬。本項目的建設能夠解決該段公路“瓶頸”，改善道路技術標準，保障過往車輛及行人生命安全，有效杜絕交通事故的發生。

2 滿堂支架現澆施工要點

國道307線張靖村至壽陽縣境內縣城段豐子溝橋橋梁上部結構采用2 m～13 m現澆板梁，中心樁號為K466+680，現澆板采用滿堂支架現澆施工。

2.1 地基處理

地基處理的主要目的在于提升地基承載力，確保內部防排水設施的完善，便于開展支架現澆施工。在地基混凝土澆筑處理前，必須徹底清理區域內淤泥、雜物及泥漿，并分層換填壓實，以提升地基承載力，待壓實度達90%以上且整體整平后，進行石灰土分層填筑和壓實，待壓實度達93%后澆筑10 cm厚的C15混凝土硬化。為方便排水，混凝土頂面應高出地面至少30 cm，并設置2%～4%的橫坡，在地基周圍設置排水溝，有效防止因雨水浸泡地基而導致支架不均勻沉降、地基軟化等。地基處理結束后，應進行地基承載力驗算，達設計規范后開始下一道工序。

2.2 支架搭設

根據工程實際及施工組織設計，本工程采用WDJ碗扣式鋼管支架搭設組合[1]，進行支架搭設施工前，先確定出支架荷載，再根據荷載值確定桿件距離和桿件受力狀況、選擇搭設方案，并進行支架穩定程度論證等。在與地平面成45°夾角的縱橫方向按照一定間距布置鋼管以增強支架穩定性能，使其所產生的剪力撐穩定作用于底模板和地面，按照設計及規范要求進行誤差控制。

2.2.1測量放樣及立桿墊板布設

測量人員通過全站儀在地基上放出箱梁豎向投影線，并撒上白灰做出標記，施工現場技術人員按照投影線確定單幅箱梁中心線，也撒白灰標記，再根據中心線向兩側對稱進行碗扣支架布設施工。

在立桿位置布設立桿墊板，本工程選用厚度5 cm的木板作為墊板材料，墊板放置時必須保證平穩、牢固，對于墊板底部可能出現的懸空現象，應通過水泥砂漿找平處理。

2.2.2安裝碗扣支架

本工程在具體安裝立桿、橫桿的過程中，根據施工設計規范沿模板底部向上進行，并始終確保立桿底部可調節底座承托處于墊板重心。根據工程實際，各作業面的最底部立桿和每個橫桿必須安裝完好后再向上逐層安裝，在立桿和橫桿全部安裝結束后進行斜撐桿的安裝，斜撐桿與碗扣支架的連接通過扣件完成。

2.2.3安裝頂托及縱橫梁

本工程支架立桿頂部為可調頂托，為保證支架高空作業的安全性與便捷性，應先在地面調整好頂托伸出量后再將其運送至支架頂部安裝。嚴格按照梁底設計高程確定縱橫方向的標高控制點，準確調出頂托標高后將其伸出量嚴格控制在30 cm范圍內。

頂托標高設定并調整后，將方木縱橫梁置于其上方距離縱梁20 cm～30 cm的位置，并根據橋梁寬度確定橫梁長度。為便于外模支架支撐及施工人員行走方便，橫梁設置相較于模板應寬出50 cm左右。在安裝縱橫方木的過程中，必須使縱橫方木接頭錯開，避免相鄰的橫向方木接頭處于同一斷面。

2.3 支架的壓載

采用支架壓力加載試驗和壓力承載情況的具體模擬以檢驗支架地基承載力受力及穩定情況，這樣才能有效防止支架梁可能出現的基礎沉降及縱橫向裂縫，擬定出科學合理的支架現澆施工方案，對于出現可能性很大的地基沉降以及支架各處可能發生的非彈性變形等有效預防和消除。箱梁底板投影范圍也就是支架預壓范圍，支架預壓荷載根據箱梁自重的120%確定[2]。

2.3.1支架的加載、卸載

常見的支架加載方式有砂袋、水袋、水箱、水預壓等，在進行加載方式選擇時必須以便捷、投資少、周轉性強為依據。針對箱梁底部施工重點范圍，將其加載總重量按照箱梁總重量的1.5倍及以上確定，確保不同加載點壓重的均勻性和對稱性。以每個孔為單位逐孔進行支架加載預壓，一個孔卸載后應隨即將荷載轉移至相鄰孔位，一聯結束后荷載轉移至下一聯。根據工程實際施工及箱梁混凝土澆筑過程，將加載方案具體細化為一次性壓力加載及分級壓力加載兩種，前者是將全部荷載重量統統布壓于支架結構，并進行基礎沉降及變形觀測，而后者先依據設計規范進行荷載重量等級的劃分，按程序分別布壓于支架結構，再進行沉降觀測。本工程按照60%,100%和125%三級劃分加載重量，并在布壓和加壓過程中，均勻加載，逐層向上，杜絕偏心受壓等的發生。

支架加載結束，待基礎與支架沉降趨于穩定，且達設計規范要求后按照與加載相反的次序進行支架壓力卸載。

2.3.2沉降觀測

本工程按照預壓加載前、60%荷載、100%荷載、125%荷載及卸載后[3]等階段進行沉降觀測，并在各觀測階段觀測兩次。預壓加載前先測量各觀測點標高，加載后再次測定標高，嚴格控制觀測間隔時間，相鄰兩次沉降觀測間隔時間應控制在3 h～4 h。對于本工程所采取的分級加載，各級荷載加載后應通過觀測待其沉降穩定后再進行下級加載。

在箱梁底模和基底處布設沉降觀測點并進行編號，在完成支架搭設并安裝好底模后，沿著橋跨及基底方向在每跨的跨中、L/4斷面進行觀測點的布設(L為跨長)，在支撐地面跨既有公路段布設觀測點，詳見圖1。

支架加載過程中設置5個測點并進行各測點高程觀測與記錄，進行100%預壓荷載加載前按照12 h時間間隔進行沉降量觀測，100%預壓荷載加載后則按24 h間隔進行觀測。觀測結果詳見表1。

表1 沉降量觀測結果

當支架加載過程中預壓監測值無法達設計要求時，應依據實際情況適當延長預壓時間，表1中負值代表下沉，正值表示反彈。本工程滿堂支架預壓沉降量變動值基本在設計規范所規定的范圍。

3 滿堂支架現澆施工質量控制

3.1 支架基礎處理質量控制

在進行支架基礎處理的過程中，應當采用低標號混凝土進行橋下地面硬化處理，同時通過布設縱橫向排水溝渠加強地基排水，有效預防因地基積水軟化而導致支架下沉，影響支架施工效果。橋梁工程滿堂支架施工常常因施工振動沖擊、不均勻荷載、風力、橫向超高等原因而增加水平向荷載，最終導致支架倒塌，所以，必須嚴格控制水平荷載，并加強支架橫向荷載穩定驗算。

3.2 支架搭設及承載驗算質量控制

澆筑混凝土前應當進行支架預壓，具體而言，凈壓5 d以上待其達穩定狀態后再持壓2 d以上，24 h沉降控制在±1 mm后，即達沉降穩定。本工程現澆梁其余方面的施工誤差控制標準詳見表2。

表2 本工程現澆梁施工誤差控制標準[4]

4 結語

滿堂支架現澆施工屬于橋梁工程基礎性施工工藝，其施工控制與工程安全和質量密切相關，為保證橋梁工程滿堂支架現澆施工質量，必須加強地基處理、支架搭設、支架壓載、預壓及沉降觀測、支座安裝、鋼筋安裝、預應力鋼絞線安裝、模板制安、混凝土澆筑養護及預應力施工等環節的質量控制。本公路改建橋梁工程竣工運行以來，性能穩定可靠，未出現縱向裂縫、橋面坑槽、鋪裝龜裂、鋼筋網保護層不穩等工程質量問題。