探討現澆箱梁盤扣式支架技術

王洪家

（黔東南公路建設養護有限公司,貴州 凱里 556000）

0 引言

隨著城市化進程的持續推進，人們交通出行的需求不斷提高，各種高大難建的橋梁工程越來越多。盤扣式鋼管支架在現澆箱梁施工中的應用日益廣泛，其施工效果得到業界的普遍認可[1-3]。某公路橋梁現澆箱梁施工，采用承插型盤扣式鋼管支架，該文結合工程實例，詳細介紹現澆箱梁承插型盤扣式支架技術。

1 工程概況

某公路橋梁長537 m，橋面寬37.6 m，梁底寬33.6 m，現澆箱梁采用支架施工方案，梁底設雙向橫坡，坡度2%，其中2聯現澆箱梁采用變截面，1聯、3聯、4聯現澆箱梁采用等截面。需確定合理的箱梁支架頂托、分配梁的布局，確保梁底雙向橫坡坡度及線型偏差在合理范圍。

2 盤扣式支架組成

2.1 主要構件

該公路橋梁現澆箱梁施工使用的盤扣式支架組要包括以下部分：

（1）A型Q345A鋼制立桿，Φ60 mm×3.2 mm。

（2）Q235B鋼制水平桿、水平斜桿，Φ48 mm×2.5 mm。

（3）Q195鋼制豎向斜桿Φ48 mm×2.5 mm。

（4）Q235B鋼制底托、頂托。

（5）ZG230-450鋼制插銷、套管、連接盤、扣接頭。

2.2 組成形式

現澆箱梁盤扣式支架組成形式見圖1。

圖1 盤扣式支架組成示意圖

3 盤扣式支架性能分析

3.1 承載力

該公路橋梁現澆箱梁施工盤扣式支架立桿為直徑60 mm，高3.2 mm的Q345A鋼管，單桿承載力最高為350 kN，容許軸力93.9 kN；而碗扣式支架立桿為直徑48 mm、高度3.5 mm的Q235鋼管，容許軸力只有19.6 kN。可見盤扣式支架的剛度明顯大于碗扣式支架，可有效提高支架承載力。

3.2 防腐性

該公路橋梁澆箱梁施工盤扣式支架防腐采用熱鍍鋅浸鋅工藝，支架整體使用年限至少25年。而扣式支架僅在表面噴油漆防腐，防腐效果差，整體使用壽命更短。

3.3 穩定性、安全性

盤扣式支架為二力桿體系，立桿、橫桿、斜桿相交于一點，受力分布合理，力的傳遞路線清晰；而碗扣式支架的立桿、橫桿通過扣件連接，無斜桿，無法分散彎矩，因此，碗扣式支架節點抗扭能力差，整體結構穩定性不足[4-5]。

4 支架設計

4.1 荷載組合計算

基于實際的現澆箱梁自重初步設計支架，計算支架模板自重、混凝土自重的均勻分布荷載，將支架分為一般區域、過渡區域、實心區域、腹板區域、翼板區域，分區計算荷載組合:

式中，N——計算荷載組合；N——計算梁體自重；G——永久荷載值；Q——活荷載值；K1、K2、K——計算梁體分區計算的占比。

4.2 受力驗算

按照施工設計要求及相關規范驗算支架立桿、可調托座的承載力以及面層、底層抗壓強度。箱梁各立桿承載力驗算結論數據見表1，混凝土面層、地基底層抗壓強度驗算結論數據見表2。

表1 箱梁各立桿承載力驗算結論數據

表2 混凝土面層、地基底層抗壓強度驗算結論數據

按腹板最不利處，可連續計算三跨對面板的集中荷載，并通過計算驗證面板的剛度、抗彎能力、抗剪能力，具體數據見表3。

表3 面板抗彎、抗剪、剛度驗算結論數據

針對腹板區域、實心區域最不利處，分別通過計算驗證橫梁、縱梁的剛度、抗彎能力、抗剪能力，具體數據見表4。

表4 橫梁、縱向分配梁抗彎、抗剪及剛度驗算結論數據

5 施工關鍵技術

5.1 地基處理

回填承臺后，利用壓路機平整支架搭設場地，并充分壓實，確保支架基礎壓實度滿足要求[6-7]。

（1）支架基礎寬度應至少大于支架寬度1.5 m。

（2）支架基礎壓實度不低于94%，土體承載力不低于300 kPa，支架搭設場地內橫坡坡度為2%。

（3）鋪筑厚度為20 cm的碎石墊層，并充分夯實，再澆筑厚度20 cm的C25混凝土面層。

5.2 支架搭設

支架搭設應遵循制定的施工設計方案。

（1）用不同長度的立桿交錯搭設支架首層，確保支架立桿接頭不在同平面。

（2）托座絲桿露出長度不超過40 cm，插入立桿深度不低于15 cm，支架頂層水平桿距離模板底不超過65 cm。

（3）支架最外層的豎向斜桿需滿布設計[8]。

5.3 底模與側模安裝

橫向分配梁工字鋼、槽鋼制作，搭設橫向分配梁時需根據實際需要合理搭設；縱向分配梁由方木制成[9]。

用厚20 mm的防水竹膠板制作模板，底模與側模安裝流程如圖2所示，安裝模板應保證密實，連接部位應粘貼雙面膠，避免漿液漏出。

圖2 模板安裝流程圖

5.4 支架預壓及沉降觀測

5.4.1 支架預壓

安裝好模板后，采用混凝土塊堆載預壓法對進行支架預壓。預壓載荷逐級施加，分4次施加載荷，對應的載荷值為：20%、50%、100%、120%。

箱梁節段劃分如圖3所示，箱梁各節段支架預壓取值如表5所示，支架預壓操作如圖4所示。

圖3 箱梁節段劃分示意圖(單位：cm)

表5 箱梁各節段支架預壓取值表

圖4 支架預壓示意圖

5.4.2 沉降觀測

沉降觀測點設置在每跨支架的縱向0.25L、0.5L、0.75L和距橋墩中心前后1.5 m處；每個斷面橫向布設8個觀測點。經沉降測所有觀測點的沉降變形均在安全范圍之內。

5.5 現澆箱梁主體施工

箱梁主體采用傳統混凝土現澆施工技術。

5.6 支架拆除

（1）混凝土養護7 d，當強度達到設計值的90%時可拆卸支架。

（2）從跨中向橋墩依次循環拆卸支架構件。

（3）遵循先搭后拆原則，先拆頂層，再逐步向下拆除，不可同時拆除上下層，嚴禁拋擲。

6 結論

該文以某公路橋梁工程施工現澆箱梁為依托，分析盤扣式支架的構成、承載力以及穩定性等，得出以下結論：

（1）盤扣式支架承載力強、穩固耐用、安全便捷，沉降變形均在安全范圍之內。

（2）盤扣式支架由承插連接，通過插銷錨固，支架搭設速度快，支架步距較大，內部空間充裕，可方便檢查支架搭設情況，排查安全隱患。

（3）盤扣式支架具有拆裝方便、結實耐用、重復利用性好等優點，綜合經濟性不遜于碗扣式支架，整體使用效能優于碗扣式支架。

綜上所述，城市現澆箱梁施工中盤扣式支架具有較大的競爭優勢和較高的應用價值。