鄭雪偉 陳青

摘 要：伴隨我國經(jīng)濟騰飛，人民生活得到大幅提升，各大中型城市私家車保有量迅猛增加，導(dǎo)致上下班高峰期交通堵塞成了常態(tài)。為了解決城市道路擁堵問題，從施工難度、建設(shè)費用分析城市高架通道具有較大優(yōu)越性。在修建過程中高架橋模板和支架支撐體系的質(zhì)量對工程安全性影響很大，因此必須加強對現(xiàn)澆箱梁模板和支架的設(shè)計分析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆箱梁；模板設(shè)計；支架安裝；質(zhì)量控制

前言

隨著我國加快高速公路建設(shè)，橋梁建設(shè)增多，現(xiàn)澆箱梁因為適應(yīng)性強將被更多使用。在實際工程實施過程中支架設(shè)計出現(xiàn)安全系數(shù)偏小，斜撐和剪力撐設(shè)置不合理，產(chǎn)生位移變形和模板缺陷、模板不牢等問題[1]，對工程質(zhì)量造成隱患，引發(fā)安全問題。本文對現(xiàn)澆箱梁的模板以及支架設(shè)計進行分析，提高工程建設(shè)質(zhì)量。

1 支架分類

按照構(gòu)造形式不同，可以將現(xiàn)澆梁支架分為支柱式、梁式及梁柱式。立柱式支架構(gòu)造簡單，經(jīng)常用于小跨徑橋梁。支架由排架、縱梁等構(gòu)成，縱梁下通常設(shè)置卸落裝置。梁式支架兩側(cè)以立柱支撐，頂部有承受模板的承重梁，依據(jù)橋梁跨徑承重梁可使用工字梁、鋼板梁或者鋼析架[2]。梁柱式支架由于可在中間加設(shè)立柱，因此可用于大跨徑橋梁。

2 現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計

以杭州之浦路互通320國道連續(xù)箱梁為例進行設(shè)計。此工程采用滿布式碗扣支架，支架基礎(chǔ)分層夯實整平。

2.1 支架總體布置

支架的設(shè)計必須能夠承受施工荷載。根據(jù)梁要承受的總荷載、立桿所支撐面積及承受載重，計算出立桿安全經(jīng)濟的步距。本工程中計算出立桿在橋梁跨中處橫向間隔0.9m，順橋0.9m，橫桿步距1.2m，計算受力滿足要求。為便于支架安裝拆卸和調(diào)整高度，在立桿上下均設(shè)置調(diào)整承托。使用普通扣件鋼管調(diào)正碗扣支架和箱梁板面，經(jīng)由扣件式鋼管連接斜撐、平桿成為整體。縱肋條以剛性連接木接頭，盡量固定于混凝土墩，并設(shè)一些使用轉(zhuǎn)角以及扣件式鋼管的剪刀撐，從而增加支架縱向穩(wěn)定性。橫向頂托支撐使用間距90cm的10cm*15cm的方木。同時支架兩側(cè)設(shè)計1m寬人行道，并以安全網(wǎng)擋護。

2.2 地基處理

為確保工程質(zhì)量，必須清理干凈場地內(nèi)的淤泥、雜物，必要時分層換填好土并整平后進行壓實，壓實度要達到規(guī)范要求。回填材料可采用建筑垃圾或者灰土，通過整平、碾壓達到對地基的加固。接著澆筑15～20cmC15水泥混凝土對其進行硬化處理，覆蓋彩條布養(yǎng)護處理。地基面要確保橫坡度為2～4%，且在支架外圍順著橋梁方向設(shè)置排水溝槽及時將降水排出。由于做支撐用的支柱要承受較大的荷載作用，應(yīng)該安放枕木等達到擴大基礎(chǔ)受力面積的目的。

2.3 支架搭設(shè)

地基處理合格，用水泥砂漿進行找平后，沿橫向鋪設(shè)10cm*10cm方木。支架可以在底部墊有150mm*210mm*8mm規(guī)格鋼板的WDJ碗扣式支架，并將支架底部承重均座置于方木上。通過計算得出順著橋梁方向支撐部件的間距設(shè)為120cm，垂直橋向以90cm設(shè)為間距。一般情況下需要加密橫梁和腹板位置的支架，不改變其橫向間距但縱向間距可以調(diào)整為60cm。上下層之間設(shè)置橫桿間距限制為120cm以內(nèi)，而且至少使用兩層橫桿連接單根立桿。

沿著橋梁方向應(yīng)通長設(shè)置一道間隔4.5m的剪力撐，而垂直橋梁方向剪力撐要相距三跨設(shè)置，從而強化找呢哥哥體系的穩(wěn)定性。同時剪力撐相交支架立桿和水平桿的位置安裝轉(zhuǎn)口數(shù)量要高于85%。最后為了安全施工，必須設(shè)置防護欄，采取加固桿件等措施。支架頂部高度可以通過安裝可以調(diào)節(jié)的頂托控制，頂托變化高度使橫向布置的10cm*10cm方木受力均勻。橫向方木可以亦設(shè)置間隔20cm的10cm*10cm耙釘釘牢的方木。需要注意的是，為使架子上端穩(wěn)定牢靠，可調(diào)頂托高度浮動需以30cm為上限。

2.4 支架預(yù)壓

在支架設(shè)計時，應(yīng)該將梁自重、地面沉降和支架變形等因素考慮進來，在對底模標高粗調(diào)后應(yīng)使用砂袋或者水袋施以大于梁自重的荷載進行預(yù)壓[3]。預(yù)壓時間可以由地質(zhì)狀況、梁重與支架類型等經(jīng)現(xiàn)場預(yù)壓試驗結(jié)果判定，一般在2～3天左右，最終使支架不會發(fā)生沉降。

3 現(xiàn)澆箱梁模板設(shè)計

箱梁的模板包括底模、內(nèi)模、外模和端模、堵頭板。外模會使用完整的鋼模，一般由專業(yè)模板加工廠制作，待檢驗合格運至現(xiàn)場安裝。底模、內(nèi)模以及端?？梢杂芍衲z板與方木拼接。

3.1 設(shè)計方法

現(xiàn)澆箱梁的底模板以竹膠板鋪設(shè)，厚度為1.5cm，縱向加勁肋使用方木，規(guī)格為10cm*10cm，背楞間距設(shè)為0.6m或0.9m，選擇工14安放在滿堂支架頂托。側(cè)模面板使用竹膠板以及肋部使用方木、背楞布置安放與底模情況相同。內(nèi)?？墒褂煤穸葹?.5cm的舊竹膠板。為使竹膠板安裝穩(wěn)固，需要在其接縫位置設(shè)置小方木從而整平板面。

對于滿堂支架的橫桿和立桿，可以設(shè)置鋼管，規(guī)格為φ48-3.5mm，并使用頂托作為支架和背楞的體系支撐。使用三維有限元軟件對模板和支架建立有限元軟件模型，從而驗算初始設(shè)計的模板以及支架體系受力狀況。

3.2 材料參數(shù)

模板和支架所使用的不同材料說明及其參數(shù)見表1。

3.3 箱梁模板和支架模型建立

3.3.1 模型建立

以初始設(shè)計的現(xiàn)澆箱梁模板和支架結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小為基礎(chǔ)，使用邁達斯（MIDAS）有限元軟件創(chuàng)建箱梁模板和支架的體系模型。

在使用有限元軟件所建立的模型中，以梁單元模擬整個體系的支架、木肋以及背楞，通過4節(jié)點板單元模擬面板以分析其受力。實體工程中支架、木肋以及背楞和面板之間的支撐依靠存在如下關(guān)系：背楞靠支架支持，背楞憑借木肋支撐，面板由木肋提供支持，在這些支撐關(guān)系中都是處于單純受力狀態(tài)。因此對模型中各構(gòu)件的受力情況進行分析時，涉及到不同構(gòu)件之間的支撐關(guān)系通過僅受壓彈性連接來模擬，將支撐剛度視為無限大。

3.3.2 設(shè)計荷載

箱梁模板需要承受梁自重、結(jié)構(gòu)和施工荷載作用，包括澆筑混凝土的壓力，施工中產(chǎn)生的沖擊荷載等，設(shè)計時必須對不同荷載的組合情況進行分析。最后通過有限元軟件的計算，對不同荷載組合作用下模板底、頂部和木肋底、頂面應(yīng)力，位移以及背楞、支架應(yīng)力、位移進行驗算，確保設(shè)計體系受力均滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)束語

現(xiàn)澆箱梁施工中加強對模板和支架的質(zhì)量控制，能夠確保工程結(jié)構(gòu)幾何尺寸、高程標準、外觀質(zhì)量以及整體強度、剛度滿足橋梁設(shè)計要求，確保整體工程質(zhì)量優(yōu)良。而加強模板和支架設(shè)計分析，可以為后期施工可供科學(xué)合理的理論參考，從而取得良好的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻

[1]李浩.支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工控制技術(shù)[J].長安大學(xué)，201l，2011，15（6）.

[2]羅端高，郭結(jié)義.高箱梁模板支架設(shè)計及施工技術(shù)[J].公路工程，2011，36（2）：133-136.

[3]張峰.現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工安全性分析[J].交通標準化，2012（11）：120-122.