滿堂支架技術在現澆箱梁施工中的應用

沈 敏 中國鐵路上海局集團有限公司東華地鐵公司

1 工程概況

1.1 工程簡介

本工程位于嘉海公路以西1.6 km 處，路線全長960 m，橋梁全長692 m，兩端道路長度總長268 m，道路寬度40 m。橋梁起點樁號為K0+171.29，終點樁號為K0+863.29，橋梁下部結構為鉆孔樁、承臺、墩臺和蓋梁，上部結構為現澆箱梁及裝配式預應力混凝土小箱梁。本橋孔跨布置采用8 聯（4×30+3×30+3×30+3×30+1×30+2×30+3×30+4×30）m，第六聯采用2×30現澆箱梁。

本工程高大支模架區域為2 m×30 m現澆箱梁，縱向長度60 m，橫向長19.99 m，。立桿底部進行基礎處理。箱梁頂面標高9.697 m，支模架支設高度最高達到9.70 m。本工程的箱梁高度1 800 mm，箱梁橋面寬度19.99 m，底寬14.29 m，分為左右兩個單幅，墩號為14#、15#、16#墩，跨度為30 m。

1.2 地質情況

根據設計地質報告如下：

（1）素填土，雜色～灰黃色，松散，以粉質黏土為主，含建筑垃圾及少量碎石，偶見植物根莖，局部見腐植質，質不均一。

（2）粉質黏土：褐黃色，軟可塑，略具層理，光澤反應較光滑，干強度和韌性中等，含鐵錳質氧化斑點。

（3）淤泥質粉質黏土：灰色，流塑，粘塑性較好，見黑色有機質斑點及腐殖質。切面較光滑，干強度中等，韌性中等。

1.3 水文情況

本場地內原有較多河溝和魚塘，因城市發展和建設需要，魚塘已回填，場地周圍還有少量河溝。

2 總體施工方案

橋面投影范圍加寬2 m 范圍內進行原地面清表，清表完成后進行原地面壓實，壓實結束后進行50 cm 厚宕渣換填壓實，上鋪設5 cm 厚碎石找平，20 cm 厚C25 砼墊層，采用重型觸探對地基承載力進行檢測，地基承載力滿足達到250 kPa，基礎范圍為橋面垂直投影每側加寬2 m，距離基礎兩側1 m位置設置排水溝，防止積水浸泡基礎。

現澆箱梁支架均采用碗扣式滿堂支架，立桿縱向間距90 cm、橫向間距60 cm，步距120 cm。

采用堆載砂袋配重預壓支架，分級加載，預壓的最大荷載為箱梁重量加上施工荷載總重量的1.2 倍，各監測點連續24 h的沉降量平均值小于1 mm后進行卸載。

3 施工工藝及方法

3.1 工藝流程

基礎處理→彈線并復核 → 搭支模架→調整托梁→擺主梁→ 安放梁底模并固定 → 梁底起拱 → 扎梁筋 → 安側模 → 側模拉線支撐（板高加對拉螺栓）→ 復核板模尺寸、標高、位置 → 與相鄰模板連固。

3.2 支模架的構造措施

3.2.1 基礎處理及要求

（1）支模架基礎進行處理：500 厚宕渣墊層，50 厚碎石找平，200厚C25砼，處理至±0.000。

（2）所有立桿底部均設有底托，底托與基層接觸面為150 mm×150 mm鐵板。

（3）高大支模區域外側四周設置排水明溝，保證區域內無積水。

3.2.2 立桿構造要求

（1）模板支架的傳力路線為:荷重→底模→小梁(方木)→主梁(工字鋼)→橫向水平桿→縱向水平桿→立桿→墊板→基礎→地基。

（2）現場采用碗扣式鋼管架作為本模板工程的支撐體系，豎向、水平剪撐采用鋼管扣件式。

（3）底排設置縱橫向掃地桿，由于下部為底托，掃地桿離地高度調整為300 mm。

（4）結構和構件各部分形狀尺寸、相互位置正確。

（5）具有足夠的承載能力，剛度和穩定性，可靠地承受施工中所產生的荷載。

（6）架體步距1 200 mm。

（7）支架立柱無混用。

（8）立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差小于《扣件架規范》的要求；過程中均衡受載。

（9）立柱配置可調底座，頂部采用可調托座。立柱上端包括可調螺桿伸出頂層水平桿的長度不得大于0.7 m。鋼管立柱大于30 cm增設縱橫水平桿。

（10）支模架四周立面設置了通高專用斜桿。

3.2.3 水平桿構造要求

每步的縱橫水平桿雙向拉通。

3.2.4 剪刀撐構造要求

（1）垂直剪刀撐：沿高支架四周連續設置，中間約每6 跨立桿設置一組。設置方法由基礎面連續設置到頂。

（2）水平剪刀撐：自頂步起向下設置水平剪刀撐。第一組位置在頂步 7.5 m 處，第二 3.9 m 處，第三 0.3 m 處，共設三組。

（3）每道剪刀撐寬度為7跨，剪刀撐斜桿與地面傾角控制在45°左右。

（4）剪刀撐的接長宜采用搭接，搭接長度不小于1 000 mm，采用三只扣件等間距固定，鋼管伸出扣件邊緣不小于100 mm。接頭應錯開。

3.2.5 架體穩定措施

在高大支模區14#～16#墩的立柱上均設置拉結點，上下不少于二道，設置位置在2.70 m和6.30 m處。

3.2.6 其他

（1）鋼管、扣件必須經檢測合格后使用，底托、頂托等不符合規范要求的材料嚴禁使用。

（2）嚴格按照設計尺寸搭設。

（3）模板、支撐主、小梁、主梁、對拉螺栓、機械設備符合相關規范要求；

3.3 支模架的驗收標準與要求

模板支架投入使用前，項目部根據批準的專項施工方案組織驗收，由項目負責人組織驗收，驗收合格，經施工單位項目技術負責人和總監理工程師簽字后方可進入后續工序的施工。

（1）現場的碗扣架構配件應具備以下證明資料

①主要構配件有產品標識及產品質量合格證；

②供應商應配套提供管材、零件、鑄件、沖壓件等材質、產品性能檢驗報告。

（2）構配件進場質量檢查的重點

①鋼管管壁厚度；

②焊接質量；

③外觀質量；

④可調底座和可調托撐絲桿直徑、與螺母配合間隙及材質。

模板支架驗收主要檢查現場實際搭設情況與方案的符合性。各主要受力構件、構造桿件與方案一致：

①保證架體幾何不變性的剪刀撐、拋撐等設置已經完善；

②基礎無不均勻沉降，立桿底座與基礎面的接觸無松動或懸空情況；

③立桿上碗扣可靠鎖緊；

④立桿連接銷安裝、斜桿扣接點符合要求、扣件擰緊程度。

4 支架預壓觀測

嚴格控制實際施工荷載不超過設計荷載，避免混凝土堆放過高，超過設計荷載，堆載高度不大于100 mm。對出現的超過最大荷載有相應的控制措施，鋼筋等材料不能在支架上方大量堆放。預壓方法為采用砂袋堆載預壓。

4.1 預壓目的

預壓目的：由于碗扣鋼管桿件的彈性變形、非彈性變形及桿件連接縫隙、緊固程度等原因，會引起支架在上部荷載的作用下產生較大的變形，使支架發生下沉現象，嚴重時會引起砼梁部出現裂縫。因此在澆筑箱梁砼前對支架進行預壓，以消除支架的非彈性變形。同時，通過預壓找出彈性變形的變化規律以確定預留沉落量。

4.2 預壓荷載確定

按均布荷載進行簡化計算。

箱梁每平米重量：1912×2.6/2/60×20=2.1 t/㎡；

按箱梁自重的120%系數,每單位面積重量為:

2.1×1.2=2.5 t/m2；

確定:預壓荷載2.5 t/m2。

4.3 預壓順序

預壓順序按照混凝土的澆筑順序進行，先澆筑混凝土的部位先預壓，后澆筑混凝土的部位后預壓，預壓過程采用五級加/卸載，即加載：預壓前→20%→50%→80%→100%→120%持荷72 h 卸載：120%→100%→80%→50%→20%→預壓完成。根據本工程的幾何特點及混凝土澆筑順序，預壓的順序為：

（1）按設計標高調整好底模標高，并對觀測點進行初始觀測。然后開始預壓，先壓跨中處(兩端對稱預壓)，再依次加載向兩側梁端的位置排列預壓件。

（2）全部重量達到20%、50%、80%時對底模、支架等處的觀測點進行標高和平面位置坐標測量，并詳細作好記錄，分析支架的變形規則。

（3）繼續按上一步的步驟進行加載，待加載至總重量的100%時繼續對觀測點進行測量并詳細作好記錄。

（4）預壓至總重量的120%時停止加載并持荷不小于72 h。在這期間對底模、支架等處的觀測點每4 h 進行一次觀測，作好詳細記錄。

4.4 沉降觀測

沉降觀測點的布設:加載前布設各觀測點,沉降觀測點設于底模和底模相對應的地面墊木上，每排設五點，排間距5 m。測量:對各沉降觀測點進行水準測量。測量時間：加載前、加載至計算荷載的60%、80%、100%及加載完成后每4 h測量一次。將每次測量數據記入記錄表內。

4.5 觀測要求

在堆載預壓的過程中均認真對各觀測標、觀測點進行觀側，觀測人員固定、設備固定。在加載前先進行首次觀測，在每級加載完成后，先停止下一級加載，并每間隔12 h 對支架沉降量進行檢測，當支架頂部監測點12 h 的沉降量平均值小于2 mm 時，可進行下一級加載；支架可一次性卸載，預壓荷載應對稱、均衡、同步卸載。每次觀測的項目主要有：

（1）測量支架沉降觀測標下端面到支架基礎面之間的距離，并在基礎面對應位置做好紅油漆標記。

（2）測量支架基礎面上的觀測標（觀測點）高程。

每次觀測完畢后及時對數據進行整理，變形量過大或變化異常時，立即停止堆載，查明原因，采取正確的應對措施。

4.6 預壓成果

預壓時間的確定：預壓時間至以各沉降觀測點不再下沉為止。

預壓結束后，對預壓過程中的測量記錄結果進行整理，繪制沉降曲線圖，編寫預壓試驗總結報告。

5 監測要求

梁板高大支模采用碗扣式腳手架支撐體系，在搭設和鋼筋安裝、砼澆搗施工施工過程中，隨時監測。

（1）砼澆筑前全數進行一次監測；澆筑過程中每30 min至少進行一次，全部澆筑完成后半小時內監測一次，之后二天內每天不少于二次監測。每次監測均做好記錄。

（2）班組日常進行安全檢查，項目每周進行安全檢查，公司每月進行安全檢查，所有安全檢查記錄必須形成書面材料。

（3）日常檢查、巡查重點部位。桿件的設置和連接、掃地桿、支撐、剪刀撐等構件是否符合要求。

地基是否積水，底座是否松動，立桿是否符合要求。

碗扣是否可靠鎖緊；立桿連接銷是否安裝、斜桿扣接點是否符合要求、扣件擰緊程度；

①架體是否不均勻的沉降，垂直度。

②施工過程中是否有超載的現象。

③安全防護措施是否符合規范要求。

（4）支模架在承受六級大風后進行全面檢查，合格后才開始澆砼，澆砼的過程中，由項目部安全、質檢人員對架體檢查，隨時觀測架體變形。發現隱患，立即停止施工，采取措施保證安全后再施工。構件允許偏差見表1。

表1 構件允許偏差表

6 結束語

該現澆箱梁滿堂支架經預壓驗證和澆筑前、中、后檢查，各項指標均滿足允許偏差，該現澆箱梁養生到期，經拆模后驗證梁體質量，線型平順，外觀光潔，無裂紋、撓度超標等缺陷，充分證明了大跨度高支架采用常規架管優化組合的可行性。通過力學檢算驗證支模架的強度、剛度和穩定性等安全力學性能指標，在當前常見的現澆箱梁輔助工程措施技術具有推廣應用價值，更多地實現安全生產、節約成本的目的。