摘"要:現澆梁采用滿堂支架施工,作為橋梁現澆連續箱梁的常見施工方法,對支架的基礎與支架均有明確要求。地基承載力、支架的強度與穩定性是否達標,直接關系到橋梁施工的安全與工程質量。本文結合實際案例,深入探討預應力混凝土現澆箱梁滿堂支架施工技術,以期為實際工程提供有益參考。
關鍵詞:滿堂支架;基礎;現澆連續箱梁施工工藝文章編號:2095-4085(2024)07-0019-03
0"引言
在現澆梁施工中,滿堂支架技術的應用非常廣泛,其具有施工速度快、方便作業、可重復利用等諸多優勢。但是在滿堂支架搭建的過程中還存在諸多安全隱患,所以必須嚴格按照相關要求進行操作。
1"工程概況
某市一級公路跨線橋采用互通立交橋形式,橋型布置為2×30+(30+47+35)+3×20,結構類型為預應力混凝土現澆箱梁+鋼箱梁+鋼筋混凝土現澆箱梁。其中預應力混凝土現澆箱梁采用的是承插型盤扣式支架現澆,支架高度4~8m,梁體高度1.8m,頂板寬度18.6m,底板寬度13.6m,為單箱三室箱梁。墩柱斷面為1.8m×1.5m,樁基直徑1.6m。縱坡3.5%,橫坡2%,箱梁采用C50混凝土。
2"滿堂支架施工技術
2.1"滿堂支架地基處理
2.1.1"場地平整、壓實及硬化
支架搭設前,必須對地基進行處理,支架基礎處理寬度為支架搭設寬度兩側各加1.5m。承臺基坑處用粘性土對開挖基坑進行分層回填處理,局部壓路機無法操作的部位采用挖掘機配備振動夯進行夯實;其余一般路段均采用挖掘機和推土機對原地面整平后,用18t以上壓路機壓實,壓實度不小于93%。接下來,進行20cm厚的4%灰土施工,并確保其壓實度不低于96%。隨后,澆筑20cm厚的C20混凝土面層于灰土層之上。基礎處理完畢后,必須經過嚴格的試驗檢測,要確保基礎承載力符合標準,驗收合格后方可進行支架的搭設工作。
2.1.2"排水處理方式
支架搭設基礎設置坡度1%的橫向排水坡,排水坡沿橫向兩側設置。根據現場條件,支架基礎東西側設置斷面為0.4m×0.4m的排水溝,排水溝的縱向排水坡度為3%,以便將雨水及時排除。
2.2"支架搭設
2.2.1"支架搭設要求
立桿通過水平桿連接,水平桿步距均為150cm。并利用豎向斜桿和水平斜桿設置水平,以確保支架的整體穩定性。
當支架的架體高度超過4個步距時,應設置水平剪刀撐,沿高度每間隔4~6個標準步距設置。當支撐架搭設高度超過8m,周邊有結構物時,應沿高度每間隔4~6個步距與周邊結構形成可靠拉結。盤扣支架搭設過程中應隨搭設層鋪設作業腳手板。
立桿頂端可調托撐伸出頂層水平桿的懸臂長度應控制在650mm內;可調托座和可調底座螺桿插入立桿的長度應超過150mm;絲桿外露長度不得大于400mm;可調底座調節絲桿外露長度應在300mm以內;而水平桿作為掃地桿的最底層,其同地面之間的距離應小于550mm。
在拼裝每一跨承插型盤扣式件時,需緊密結合具體墩高,精準統計所需工程材料數量。同時,應以分節高度為依據,嚴格控制標高,確保施工精度。對于不足之處,應提前備齊材料,以確保施工順利進行[1]。
立桿上托縱橋向放置10號工鋼作為分配梁,分配次梁則設置于工鋼橫向上,大小為80mm×80mm;通過驗算設置方木間距,把底模鋪設于方木上,以鏡面竹膠板作為底模,厚度為15mm。
對于梁端支承墊石四周而言,主要選用方木支撐底模。在具體安裝過程中,需要參考高度明確方木厚度,并通過木楔對楔緊進行調整,當支架被拆除之后,再進行退楔拆方木操作。當支架被成功搭建后,對底模版進行鋪設前,需要系統檢查支架,如桿件底座等。結合預壓結果分析砼在沒有凝固前荷載對支架形成的彈性、非彈性變形,明確支架高程。
在對支架進行搭設的過程中,需要給予預拱度更多的重視。對于預拱度而言,應結合梁體自重、模版、支架等相關因素進行綜合考慮。
2.2.2"支架搭設方法
(1)搭設支架的具體順序。按照縱向的方式,從一端依次進行下一端。此過程中需要根據立桿后水平桿再斜桿的順序,依次建立起架體單元,讓整體支架體系得到拓展。當一步架搭設完成之后,需嚴格結合有關規范要求進行檢查,對其水平度、垂直度進行調整,要確保位置準確。
(2)立桿通過立桿連接套管連接。在同一水平高度內相鄰立桿連接套管接頭的位置應錯開布置,支架高度大于8m 時錯開高度不應小于50cm。當一排支架搭設完成之后,需要安裝水平與豎向斜桿。一步架搭設后,應進行全面檢查,然后對其水平度、垂直度予以調整,再安裝上層步架。搭設首層支架的過程中,需要對其高度進行跟蹤測量與調整,并一直維持到頂層。完成后方可安放托座,同時結合設計標高調整托座,確保其處在設計標高的位置。
搭設支架的過程中,需全面檢查頂部標高、縱橫穩定性以及平面位置等,在確保滿足規定標準后,才能夠開展后續施工操作。要安排專人負責對支架盤扣松緊狀況進行檢查,然后于無荷載的狀況下,查看立桿底座是否存在松動抑或是空浮的問題,然后將可調底座旋緊,也可用薄鋼板調整墊實。每天下班前對支架上未使用完的橫桿和立桿均須吊下或者采取措施固定。對于盤扣式支架鋼管,不可使用存在銹蝕嚴重、彎曲以及裂紋等情況的鋼管。
支架搭設至頂層后,沿箱梁翼緣板外側搭設作業層平臺;作業層平臺滿鋪腳手板,外側設置防護欄桿;防護欄桿在頂層作業面外側立桿上增加一個步距,設置高度為1.5m;立桿的0.5m和1m的盤扣節點處布置上、中兩道水平桿,并沿防護欄桿外側滿掛密目安全網。
(3)托座安裝。要想讓支架高空作業變得更加簡便,需在地面上將頂托伸出量調好,然后運到支架頂進行安裝。結合梁底高程變化,對斷面間距進行明確,并設置三個控制點,分別為左、中、右,運用拉線內插的方式,將各個頂托的標高調出,要避免托座絲桿外露伸出量超過40cm。
(4)當支架搭設到腹板底部時,應扣除方木、模板等結構的厚度標高位置,根據支架、模版的具體排列圖,按順序對方木、槽鋼、工鋼進行鋪設,完成后再鋪上竹膠板。
2.2.3"支架的檢查與驗收
當支架成功搭設后,需要做好檢查與驗收等相關工作。
(1)檢查是否按照規定的平面尺寸搭設支架,以及桿件尺寸和間距是否符合設計要求等。
(2)仔細檢查支架基礎的平穩性和牢固性,以及底座與基礎的密貼程度。同時,務必保證立桿與基礎之間無松動或懸空現象,以保障支架和桿件受力均勻。
(3)搭設的架體三維尺寸與設計要求相符與否;搭設方法以及斜桿、水平桿的設置同盤扣支架技術規程規定相符與否;支架各桿件數有沒有出現松動的情況,有沒有按照相關要求設置立桿、水平桿、斜桿和水平剪刀撐,連接鎖定到位與否。
(4)檢查盤扣支架豎向斜桿的扣接頭是否打緊;水平桿的扣接頭和水平桿之間是否保持垂直;根據設計要求嚴格檢查各種桿件的安裝部位、形式和數量。確保盤扣支架的每一個插銷均未有松動。
(5)確保懸挑位置的準確性,完整安裝各階段的水平桿和豎向斜桿,在安裝插銷時一定要擰緊,做好相應安全防護措施。
2.3"滿堂支架預壓
2.3.1"支架預壓目的
(1)驗證支架整體的穩定性。
(2)驗證地基承載力是否能滿足要求[2]。
(3)消除支架非彈性變形,測得彈性變形,為確定箱梁的預拱度提供依據。
(4)在預壓過程中,對支架產生的彈性變形展開測量,將測量結果聯系起來調整滿堂支架。
2.3.2"支架預壓及預拱度設置
(1)預壓方法。根據設計文件及《鋼管滿堂支架預壓技術規程》(JGJ/T194-2009)的相關要求,支架預壓在滿堂支架和底模板安裝完畢后進行堆載預壓,預壓材料選擇單個重量為1t的砂袋。加載時分三次進行,每級持荷時間不小于30min,最后一級為1h,然后穩定時間48~72h。
采用沙袋進行預壓,按實際重量以控制總的預壓重量。支架預壓應分三級進行均勻加載,具體加載重量和方式如下:首先進行0~50%的加載,隨后增加至80%的加載重量,最后達到110%的加載重量。
(2)預壓監測。支架預壓時采用傳統的光學儀器對支架基礎沉降、支架變形、位移和應變進行實時監測和觀測。分別在各跨支座L/4、L/2、3L/4處設置光學儀器觀測點,按照中心線、箱體 1/4 軸線、箱體邊線1/4軸線及箱體邊線在每個觀測面布設5個觀測點。作用是針對對應測點下的地基沉降、位移值以及支架的變形值展開觀測,待沉降趨于穩定時便可不用再觀測。
(3)支架調整。在正式開始架體預壓前,根據計算標高調整支架(底模),需保證支架各桿件都能夠受到相同的力。通過預壓,架體因為受到預壓荷載的影響,地基塑性變形以及非彈性變形(支架豎向各桿件的間隙)基本上消除了,還得到了支架彈性變形值[3]。
將上述實際測量到的支架變形值聯系起來,根據設計標高,明確梁底標高,并做出調整。設計梁底標高與支架彈性變形值之和即為梁底立模標高 。
(4)預拱度設置。鑒于在支架上澆筑混凝土以及后期的施工、拆架均會影響到上部結構,導致一定的撓度出現,故應在施工過程中實施預留預拱度控制。
按照以上計算之和將預拱度的最大值明確,設于跨中,根據二次拋物線公式y=f 撓*(L-x)/L2計算分類其它各點。當支架超載預壓完成后,以預拱度計算結果為基礎,設置在相應位置上。調節預拱度時,用水準儀精確測量。
2.4"滿堂支架拆除
(1)模板支撐架應經現場負責人、監理確認混凝土及預應力管道壓漿達到設計強度(應有強度報告),合格后方可拆架。
(2)在拆除模板支架前,應安排專人對模板支撐架上的材料和雜物進行檢查,確保將其完全清除,同時還需把安全區規劃出來,將警示標志設置于顯眼處。在拆除架體過程中,安排專人負責警戒,嚴禁有其他人員在下方作業。
(3)按照先拆除后搭設,后拆除先搭設的原則拆除模板支撐架。以頂層為起始點,慢慢向下展開,諸如上下同時拆除和拋擲的情況都是不允許的。
(4)采取安全的方式一層一層的拆除支撐桿件與配件,并在分類后,將其打包運輸裝車,過程中一定要對現場物品的安全予以有效保證。拆除時務必要將協調配合工作落到實處,不允許一個人對較重桿件和配件予以拆除。
(5)在拆除模板支撐架的過程中,為避免支撐架在拆除過程中發生較大搖晃,應嚴格控制拆除的最小留置區段的高寬比,應不能超過3∶1。利用安全繩、安全鉤將拆下的所有桿件安全放到地面,嚴禁拋擲。在每個步距內,拆除順序是先斜桿,再橫桿,最后立桿。
(6)拆除注意事項
1)混凝土及預應力管道壓漿達到設計強度(應有強度報告),合格后方可拆架。
2)支撐架的拆除必須經驗算復核并符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2015)及其它有關規定。在拆模時間上要做出嚴格限制,必須在通過拆模申請和審批的前提下才能拆模。在拆除架體的過程中一定要將施工方案設計充分結合起來。
3)支撐架拆除前應派專人檢查支撐架上的材料、雜物是否清理干凈,支撐架拆除前必須劃出安全區,并設置醒目的警示標志。派專人進行警戒,架體拆除時下方不得有其他人員作業。
4)應根據先上后下、后搭先拆、一步一清的原則(即從撓度變形較大處開始拆除)來進行拆除。拆除部件的順序反于安裝順序,上下同時進行是堅決不允許的。須嚴格按照全孔多點、對稱、均勻、緩慢的原則來進行拆除。支架的拆除順序應該是先中跨后邊跨,從跨中慢慢向兩端支點對稱進行。嚴禁分里面拆除,又或是在同一時間段進行上下兩步拆除。除了將循環拆除落到實處外,還應切實做到一步一桿一清。
5)在拆除腳手板的過程中,應按照從外到內的順序進行豎立和搬運,這樣能夠避免相關人員因腳手板垃圾物件從高空墜落而受到傷害。
6)在卸料過程中,由作業人員按順序向地面傳遞各配件,堅決不允許拋擲。
7)第一時間檢查和整修運送到地面的構配件,并做好保養工作。把桿件與螺紋上的沾污物清理干凈,針對存在嚴重變形情況的,立即送回修整;在仔細檢查配合,完成相應的修正工作后,需將其分類存放,認真保管。
8)在將桿件拆除過程中,一定要通知到人,做好協調作業工作,第一時間拆除已松開連接的桿部件,并將其運出,以免有誤扶、誤靠的情況發生。在結束每天的工作后,需認真對崗位附近情況進行檢查,一旦發現有隱患部位存在,應第一時間采取修復措施。
3"結語
滿堂支架施工作為混凝土現澆箱梁的關鍵首要環節,務必對地基處理、支架架設與拆除順序、支架加載預壓等工序給予高度重視。在施工過程中,應嚴格遵循施工規范操作,確保每一道工序都精準到位,從而保障工程安全、優質地圓滿完成。
參考文獻:
[1]JGJ231-2010.建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程[S].
[2]JGJ 79-2012.建筑地基處理技術規程[S].
[3]DB34/T1983-2013.安徽省公路水運工程施工滿堂鋼管支架技術規程[S].