超危大工程高支模的施工實例簡析

李康 徐嘉琪

摘要：南海公園堤橋施工因其結構特殊性，變截面箱梁及弧形V墩需要進行高支模的安全驗算。現通過對于堤橋工程的簡要介紹，對工況及施工條件進行分析，得出了既能保證安全又切實可行、符合經濟性的最佳方案，用于實際施工操作。

關鍵詞：堤橋;高支模;驗算;方案

0 ? ?引言

在工程建設中，特別是市政工程中高支模是常見的危大工程，對于超過一定規模的危大工程需要引起施工單位的高度注意。目前政府對于建筑企業采取安全一票否決制，因此安全對于任何施工企業來說都是根本。要保障超危大工程的施工安全，采取的措施首先需在理論上確保安全穩定，以計算數據作為支撐，并經專家論證;然后基于方案指導現場實施，嚴格按照方案的要求進行施工，理論聯系實際。

1 ? ?工程介紹

1.1 ? ?堤橋工程概述

堤橋為預應力混凝土V墩鋼構橋，橋面梁體由兩部分組成：中跨跨中16 m范圍內采用掛孔現澆普通混凝土箱梁，其余位置采用現澆變截面預應力箱梁。

現澆箱梁采用單箱雙室的箱形截面，懸臂長度為1 m，沿分跨線方向，每個斷面箱梁的底高程在同一水平線上，箱梁頂面自路中線向兩側設置1.5%橫坡，箱梁的腹板高度沿道路橫向是變高的。預應力箱梁腹板寬度根據梁體各區段的具體需要，采用70 cm、90 cm、105 cm等形式，其中A-A、D-D、F-F、G-G斷面屬于預應力實心箱梁，最厚位置為2.22 m;B-B、E-E斷面屬于箱室上下底板厚度均為25 cm，腹板寬度均為70 cm的預應力混凝土箱梁;C-C斷面屬于箱室上下底板厚度為50 cm、25 cm，兩側腹板寬度為105 cm，中間腹板寬度為70 cm的預應力混凝土箱梁;最大線性荷載為F-F斷面，斷面面積為23.33 m2，最大線荷載S=23.33×25.5≈594.92 kN/m>20 kN/m。掛孔箱梁為腹板厚度70 cm、最高處1.68 m、底板厚度25 cm的普通混凝土箱梁，斷面形式與B-B、E-E相同，最大線荷載S=0.7×25×1.68≈30 kN/m>20 kN/m。

1.2 ? ?施工總體部署

本工程首先進行基底處理;其次進行腳手架搭設，腳手架采用一次性全部搭設成型的方式;然后進行支架預壓，支架預壓一次性全部完成;再次進行橋梁V墩施工;接著進行堤橋兩端預應力箱梁澆筑;最后進行堤橋中部掛孔普通混凝土箱梁施工。

總體施工流程圖如圖1所示。

1.3 ? ?施工工藝

1.3.1 ? ?基底處理

（1）現狀地質狀況：本次工程中的現澆排架均是以滿堂碗扣式鋼支架的形式設置的。在對施工現場實際情況進行分析及探究中發現，現場土層結構以雜填土、素填土及粉質土為主，個別區域內還存在著淤泥土，土層結構的承載能力相對較差。另外，在樁基施工中，還存在一定數量的泥漿坑，如此就降低了樁基施工質量，威脅施工的安全性。為此，在實際操作中，需要對承臺溝槽、泥漿坑展開回填處理，以保證排架設置的標準性，增強結構安全性。通過對現場標高測量了解到，地面標高在+1～1.5 m，部分地區標高可達到+2 m。承臺開挖部分的底標高約-1 m，考慮經濟優化，基底處理后頂標高為+1 m。現狀地面地質狀況圖如圖2所示。

（2）基底處理方法：

1）現狀地面處理：為保證排架安全，現狀地面40 cm內采用4%石灰土換填（包括操作腳手架區域），頂面現澆25 cm厚C20鋼筋混凝土。

2）承臺溝槽和泥漿坑回填處理：承臺施工完成后，對承臺基坑采用6%石灰土分層回填，石灰土由勝利路西側、新躍路交接處提供，采用分層回填作業，每層的回填厚度不可超過20 cm，特殊情況下可增加到30 cm，以改進承臺回填質量，減少損傷問題的產生。在回填作業中，選用小型沖擊夯采用沖擊或振動碾壓的方式來提高回填密實度。在使用沖擊夯壓實時，要求夯夯重疊，不允許出現任何死角，且夯實次數控制在2次以上。

1.3.2 ? ?腳手架搭設

（1）碗扣式模板支撐架施工流程：施工前做好放線測量工作，且檢查架體地腳排布及質量，之后調整架體搭設及垂直度，質量合格后，進行掃地桿及剪力撐結構的搭設和驗收，最后架設模板，開始施工作業，待施工完成且質量合格后，實施拆模作業。

（2）碗扣式模板支撐架安裝：本工程中使用的碗扣式腳手架支撐結構，鋼管直徑及壁厚分別控制在？準48 mm和2.7 mm。立桿墊座以DZ-1型號為主，支撐面尺寸為120 mm×120 mm。立桿可調座及可調托座以TZ-2-300型和TZ-1型為主，托座采用TZ-2型。

1）布設立桿墊塊：立桿墊座采用DZ-1型號，使立桿處于墊座中心，不另設墊板。

2）頂橫桿安裝：要結合梁底高程變化情況進行橫橋向斷面間距的控制，順橋向斷面則以左、中、右三個方向設置控制點，且做好明確標記，保證頂橫桿安裝的合理性。

3）立桿安裝：本工程腳手架均采用碗扣式，箱梁實心部分腳手架步距為0.6 m，箱室部分腳手架步距為1.2 m，最底層橫桿距離地面20 cm。V墩腳手架立桿橫向間距30 cm，縱向間距30 cm;箱梁B-B、E-E斷面及掛孔箱梁腹板部分立桿橫向間距30 cm，縱向間距60 cm，箱室部分立桿橫向間距90 cm，縱向間距60 cm;箱梁C-C斷面腹板部分立桿橫向間距30 cm，縱向間距60 cm，箱室部分立桿橫向間距60 cm，縱向間距60 cm;箱梁A-A、D-D、F-F、G-G斷面立桿橫向間距30 cm，縱向間距30 cm，立桿上部設置頂托可調支座調整高度。因箱梁B-B斷面與C-C斷面箱室部分腳手架搭設橫向間距不同，為保證腳手架的穩定性，橫向間距60 cm的兩排腳手架根據橫向間距90 cm腳手架增加立桿，使整個腳手架連成一個整體，保證腳手架的穩定性。

2 ? ?計算支撐

以V墩為例，基礎簡化為鋼筋混凝土底板，上部V墩荷載簡化為柱進行計算。

（1）基底反力計算：

1）統計到基底的荷載：

標準值：Nk=1 645.15 kN，Mkx=0.00 kNm，Mky=0.00 kNm;

設計值：N=2 056.44 kN，Mx=0.00 kNm，My=-0.00 kNm。

2）承載力驗算時，底板總反力標準值（相應于荷載效應標準組合）：

pkmax=（Nk+Gk）/A+|Mkx|/Wx+|Mky|/Wy

=（1 645.15+841.95）/65.88+0.00/53.58+0.00/148.23

≈37.75 kPa

pkmin=（Nk+Gk）/A-|Mkx|/Wx-|Mky|/Wy

=（1 645.15+841.95）/65.88-0.00/53.58-0.00/148.23

≈37.75 kPa

pk=（Nk+Gk）/A=37.75 kPa

各角點反力p1=37.75 kPa，p2=37.75 kPa，p3=37.75 kPa，p4=37.75 kPa。

（2）地基承載力驗算：

pk=37.75 kPa≤fa=60.00 kPa，滿足;

pkmax=37.75 kPa≤1.2×fa=72.00 kPa，滿足。

（3）抗彎強度計算：

經計算，得到面板抗彎強度計算值：

f=γ0M/W

=1.100×0.145×1 000×1 000/131 250

≈1.215 N/mm2

面板的抗彎強度設計值[f]取12.00 N/mm2;面板的抗彎強度驗算f<[f]，滿足要求。

（4）抗剪計算：

截面抗剪強度計算值：

T =3Q/2bh

=3×4 089.0/（2×3 500.000×15.000）

≈0.117 N/mm2

截面抗剪強度設計值[T]=1.40 N/mm2;面板抗剪強度驗算T<[T]，滿足要求。

（5）撓度計算：

面板最大撓度計算值：

v=0.008 mm

面板的最大撓度小于300.0/250，滿足要求。

3 ? ?保障高支模安全施工的主要措施

高支模安全施工技術在建筑工程中的應用，雖然解決了施工過程中存在的一些問題，強化了施工效果，但其在施工中存在的安全風險同樣需要工作人員的高度關注。

因此，為保證高支模安全施工的整體效果，降低施工過程中的危險系數，就需要在使用高支模技術時制定健全的管理體系，制定合理的管控及應急解決方案，以改進工程施工的整體質量。

首先，工程負責人應加大對工作人員安全意識的培訓力度，確保工作人員能夠完全按照安全規范的具體要求開展高支模施工作業，從根本上解決高支模施工中存在的安全風險問題，有效避免安全事故的發生。

其次，保證高支模施工中所使用的所有零部件均符合工程施工的具體要求，并嚴格做好質量檢測工作。在零部件安裝中，也要嚴格按照國家及工程的具體要求展開實際操作，以此強化高支模施工的整體效果，提高施工質量。另外，要對安裝作業人員實行培訓教育，確保每個安裝人員均能了解安裝流程及技術要點，且按照規范要求開展操作。同時配備專業人員對安裝環節實行監管，及時解決安裝中存在的各種問題，從而加快高支模施工的進度，避免損失的形成。施工質量的提升可有效降低安全事故的發生概率，維護工作人員的人身、財產安全。

最后，在高支模施工過程中，技術人員還需對現場實際情況展開詳細勘察和了解，且結合施工方案及圖紙設計內容進行對比分析，增強設計的合理性、可行性，同時結合現場實況制定一系列較為有效的安裝和管理方案，確定各構件的安裝位置，做好科學防控，以此促進高支模施工作業的順利進行，增大施工安全系數。

4 ? ?結語

南海公園堤橋工程涉及的危大及超危大項目較多，施工前需組織技術人員對各個方案進行編寫討論。即從將V墩及上部箱梁荷載簡化為柱模型進行地基承載力驗算，到通過混凝土配筋，完成搭設滿堂腳手架前所需的地基配置，再到高支模采用碗扣式滿堂腳手架，進行相關的撓度、抗剪、穩定驗算，經過一次次的演算，在安全穩定的前提下，推導出最經濟合理的施工措施。

[參考文獻]

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[2] 耿東各，張秀川，沈振川，等.復雜高支模施工技術研究與應用[J].天津建設科技，2017，27（6）：5-7.

收稿日期：2020-02-11

作者簡介：李康（1983—），男，江蘇泗陽人，工程師，鹽城南海未來城項目部項目副經理，主要從事施工管理工作。