楊建偉

（河南建達工程建設監(jiān)理公司， 河南 鄭州 450002）

1 工程概況

鄭州北三環(huán)快速路某全互通立交橋為鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結構。全橋共計 62 聯箱梁，主線橋長 3 633 m、寬 12 m～22 m、最大跨距 35 m；匝道橋長 2 881 m、寬 8 m～9 m、最大跨距 32 m；其中 A、B 匝道共 8 聯為 1.5 m 高非預應力現澆鋼筋混凝土箱梁，其余均為 1.8 m 高預應力現澆鋼筋混凝土箱梁；橋梁結構混凝土總澆筑量超過 15 萬 m3。

現場地質為黃河沖積平原，地勘報告顯示自然地面以下0～12.5 m 存在厚度不均勻的雜填土，地表存在河道、魚塘、雜填土(生活垃圾、建筑垃圾)及流砂，現場需換填土方量達23 萬 m3。A、B 匝道平曲線半徑 45 m，小于規(guī)范要求≥65 m的標準，箱梁底模正投影寬度 4.3 m，單側翼緣板懸挑長度1.9 m，梁底相對高度 5.8 m～15.95 m，橋面縱坡 3.85%，橫坡1.5%。支架基礎處理復雜，支架搭設、模板拼裝難度大，安全風險大。

2 方案設計

(1)箱梁支架采用碗扣式鋼管腳手架，即由立桿、橫桿、剪刀撐、掃地桿、頂托和底座組成的滿堂支撐架體系。鋼管為 φ48×3.5 mm、Q235 材質，立桿步距 1.2 m，立桿橫橋距0.6 m、縱橋距 0.9 m。立桿上下分別裝設頂托和底座，底座直接支在混凝土墊層上，沿頂托順橋向鋪設 150 mm×100 mm方木，底模背肋為 100 mm×100 mm 方木 、間距 200 mm，底模采用 δ=18 mm 厚竹膠板；腹板、翼板部位采用 φ48 mm×3.5 mm 鋼管加工成弧形鋼管架，上鋪設 100×50 mm 方木、間距 150 mm 做為側模的背肋，側模采用 δ=8 mm 厚柔性竹膠板；架體剪刀撐連續(xù)設置，分縱、橫(間距 4.8 m)和水平(間距 4.5 m)三相，交角 45o～60o；支架墊層自架體正投影線外擴 1 m，澆筑 150 mm 厚 C20 混凝土，橫向坡度 1.5%，沿墊層邊緣設置排水溝。

(2)方案論證與審批。按照《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》(建質 [2009]87 號)中的要求，“搭設高度超過 8 m、搭設跨度超過 18 m”的模板支撐體系，方案必須進行專家論證。通過專家論證，對方案提出以下補充意見：①主線橋、C、D、F、G 匝道按照設計方案可行；②現場土方換填量比較大，應重點控制回填土的壓實度，滿足方案計算中支架基礎地基承載力取值要求(192 kMP)；③支架墊層混凝土厚度建議增加到 200 mm 厚；④箱梁腹板側模在澆筑混凝土過程中，承受側壓力較大，除采取必要的頂撐外，還應設置防止立桿外傾的內向拉桿，且支架每側應在方案設計基礎上向外增加一排立桿；⑤A、B 匝道平曲線半徑 45 m、正投影寬度 8 m(含雙側翼緣板懸挑長度)，支架搭設高度最大15.95 m，設計采用非預應力箱梁，單位投影面積結構自重比其他箱梁增加近 30%，應充分考慮施工過程中風荷載和施工活荷載的影響，須進行側向抗風壓驗算和架體穩(wěn)定性驗算(抗傾覆)。

(3)針對專家論證會意見，督促施工單位驗算和修改支架方案：①將 A、B 匝道每跨支架由 3 個組成單元調整為 5 個，單元之間用 3 m 長鋼管分別與兩側相鄰四根立桿扣接，步距1.2 m；②A、B 匝道箱梁腹板、中(端)橫梁下順橋向立桿間距，由原設計 0.9 m 改為 0.6 m；③支架與墩柱之間增加鋼管抱箍，水平間距不大于 4.5 m 且不少于 3 道；④橫橋向立桿由原設計 14 根增加到 16 根；⑤翼緣板懸挑外緣增加斜向內撐桿，角度≯60o，間距 0.6 m～0.9 m；⑥架體兩側每隔 6 m 搭設 60o 斜拋撐，拋撐上下兩端 1.0 m 處使用鋼管連接；⑦支架墊層混凝土厚度改為 200 mm 厚，強度等級不變。

(4)審查修改后的支架搭設專項方案。經復核方案、計算書簽字蓋章手續(xù)，總監(jiān)批準后監(jiān)督施工單位實施。

3 支架搭設過程中的監(jiān)理控制

3.1 架體材料、構配件的控制

(1)進場架體材料和構配件的廠家及規(guī)格應保持前后統一性，以保證各種構配件安裝的匹配性。

(2)架體材料和構配件必須具備產品合格證、材質證明文件及法定檢測單位出具的型式檢驗報告。

(3)實測鋼管壁厚、扣件單重、頂撐與底座鋼板厚度必須符合規(guī)范要求；各類構配件表面完好無裂紋、無銹蝕。

(4)架體材料和構配件應按品種、規(guī)格分別存放和使用；周轉過程中，應及時分揀、維修殘次構配件。

3.2 地基處理的監(jiān)理控制

(1)對于原有種植土、河道和魚塘的淤泥質土、生活垃圾、建筑垃圾等雜填土，必須經過統一清挖、換填和碾壓，滿足方案設計 93% 的壓實度要求。實施中重點控制換填清理范圍、分層碾壓厚度和碾壓遍數，并按批量進行現場環(huán)刀取樣進行壓實度檢測。

(2)對于局部含水量較大的土基以及碾壓后呈現“彈簧狀”的土基，必須監(jiān)督施工單位翻曬或摻加一定量的生石灰進行干燥處理，并及時進行碾壓。

(3)混凝土墊層必須振搗密實、表面平整、坡度一致，厚度符合設計要求。

3.3 基礎承載力現場檢測控制

方案計算書中單根立桿承受荷載 Fmax=35.35 kN、支架傳遞到基礎的軸心力為 128.39 kPa，安全保證系數取 1.5，經計算地基承載力=192 kPa。根據本工程地勘報告所示土的類別、現場回填方法及便宜程度，決定采取輕型靜力觸探的方法檢測地基承載力，對換填后 0.9 m 以內的地基土按 3 個斷面(0～0.3、0.3～0.6、0.6～0.9)分別計取錘擊次數，運用公式R=8×N－20 計算；當各斷面錘擊次數≥27 次時，承載力滿足要求，檢測頻率≮1 點/10 m2。

3.4 支架搭設過程的監(jiān)理控制

(1)監(jiān)督安全技術交底。施工單位在作業(yè)前，必須對操作工人進行安全和技術交底?！鞍踩痹谶@里專指工人作業(yè)時必須遵守的安全操作規(guī)程、現場安全生產環(huán)境與個體防護教育的宣教?！凹夹g”在這里指本項目支架方案中要求的各項工藝要求和操作標準，例如支架平面布置，桿件的跨距、步距，剪刀撐、拉撐、抱箍的布置方式與間距，頂撐、底座絲桿伸出量，脊梁、背肋的鋪裝間距；強調重點部位支架(如中橫梁、腹板、翼緣板)及其節(jié)點工法；明確質量、安全保證體系、報驗程序及獎罰措施；監(jiān)督被交底人向交底人簽署書面交底文件。通過安全技術交底，要在技術上達到明確標準、強調重點，思想上提高認識、消除惡習，杜絕安全事故的發(fā)生。

①首層驗收：支架控制線(中心線和邊線)、架體單元劃分、架體構造外形、桿件步距與跨距。驗收標準：腹板、中(端)橫梁等荷載集中區(qū)域立桿跨距與方案一致；架體結構和任何 4 根小橫桿組成的四邊形均為矩形；底座絲桿伸出量≯150 mm，首層小橫桿高度且≯550 mm；單元支架周邊立桿350 mm 處設置 1 道掃地桿；相鄰立桿接頭區(qū)域≮600 mm 且不得在同一步內接頭。

②碗口節(jié)點：桿件(配件)有無缺失、是否插接入位、碗扣的緊固程度。

③立桿自由端：上層水平桿至頂撐底長度≯700 mm，頂撐絲桿伸出量≯300 mm，旋轉螺母緊固。

④剪刀撐：縱橋向、橫橋向、水平三相設置，間距≯4.5 m，其中支架外側剪刀撐須連續(xù)設置；最上和最下層剪刀撐應處于最外層水平桿內緣；剪刀撐角度控制在 45o～60o，搭接處扣接方法符合技術規(guī)程要求。

⑤腹板頂撐：檢查頂撐、背肋、墊木間距和牢固程度，重點檢查傳力拉桿的角度(60o)、長度(6 m)和扣接位置(與立桿在碗扣節(jié)點上下 150 mm 范圍內扣接)。

⑥單元架體連接：水平連桿間距同支架步距，與立桿在碗扣節(jié)點上下 150 mm 范圍內扣接。

⑦監(jiān)督檢查預壓后的支架加固及預拱度調校。

3.5 支架預壓的監(jiān)理控制

支架搭設完成后，應進行配載預壓，消除支架基礎以及架體桿件與模板之間的非彈性變形，測算架體彈性變形量，檢驗架體的強度和穩(wěn)定性。

(1)組織各方全方位驗收支架，復核變形觀測點設置；

考慮自重、跨中車輪荷載、預應力三者共同作用時的剪力滯系數沿跨徑分布如圖11所示，仍取預應力度為1時，也就是預應力恰好平衡掉由活載和自重產生的跨中截面底板的拉應力，此時，剪力滯系數沿縱向分布又發(fā)生了變化，變得較為均勻，且跨中截面的最大剪力滯系數變?yōu)?.2左右。對于跨徑較大的箱梁橋時，總重所占的比重更大，采用全預應力減小剪力滯系數的效果更好，相對于短跨徑而言，效益更好。

(2)復核預壓配載總質量。預壓配載總質量為橋體結構荷載與施工荷載的 1.2 倍；計算三階段加載荷載控制量即0～50%、50%～100%、100%～120% 的數值；

(3)采用袋裝細砂作為預壓配載，復測砂袋單重，核對各階段預壓沙袋數量；

(4)預壓加載必須對稱均勻加載，弧線起坡段箱梁底模應采取加釘木條等臨時防滑措施；

(5)對加載進行全過程監(jiān)控，觀測和記錄加載前與各級加載后的架體變形量；

(6)預壓過程中，要及時了解氣象信息，陰雨天氣應對沙袋進行遮蓋，避免沙袋吸水后荷載超重造成架體坍塌。

4 使用與拆除支架中的監(jiān)理控制

4.1 箱梁施工期間對支架的控制

(1)外排立桿懸掛安全警示標志，施工便道與支架安全距離＞3 m；

(2)機物料吊裝作業(yè)必須輕吊輕放，聽從司索指揮；

(3)作業(yè)面機物料需分散堆放，嚴禁在翼緣板上部堆放成捆鋼筋、模板；

(4)施工用臨時電纜線路嚴禁直接張掛在架體之上；

(5)箱梁澆筑混凝土時應從一端左右兩側均勻放料，嚴禁先澆筑弧內側腹板混凝土；

(6)雨天及混凝土養(yǎng)護后，應及時排走墊層積水。

4.2 支架拆除中的監(jiān)理控制

(1)復核梁體混凝土齡期及同條件試塊強度試驗報告，現場抽測回彈梁體混凝土強度，均達到設計要求時方可批準進行架體拆除；

(2)拆架區(qū)域封閉禁行，設置安全警示標志并派專人值守；

(3)清理架體上留存的材料、雜物，拆除臨時固定在架體上的所有器具、線纜；

(4)各跨支架的拆除應從高到低、由外向內、從上至下，并遵循“先搭后拆、后搭先拆、一步一清”原則進行；

(5)剪刀撐、抱箍、內斜撐、外拋撐必須隨架體逐層拆除；

(6)拆除的桿件應成捆采用機械吊運或人工傳遞到地面，嚴禁直接拋擲或整體推倒。

(7)相鄰跨支架的拆除，應留足安全距離。

5 關鍵環(huán)節(jié)解析

碗扣式腳手架強調的是整體受力，立桿采用承插連接，橫桿同立桿靠碗口連接。每個碗扣都是一個受力中心，其具有抗彎、抗剪、抗扭的力學性能。每個碗口節(jié)點的框架平面內，立桿與小橫桿端部弧形楔塊緊密、牢固地鉸接在一起，類似于網架結構的球型節(jié)點，一個個排列有序、錯落有致的碗扣節(jié)點組成了無數個立方體。因此結構穩(wěn)固可靠，承載力大，相對于普通扣減式鋼管腳手架承載力提高約 15%。筆者所介紹的 A、B 匝道箱梁支架，為保證其整體性和穩(wěn)定性，搭設完成的架體應該是立方體結構。無論從縱、橫、豎哪個面看都應該是面積不同的矩形，而不是一般意義上的四邊形。因此，首先要解決好支架內外弧差大的問題，需將每跨支架分成 5 個獨立的單元架體，沿弧線排列搭設，然后將各單元架體連接成一個整體；其次，要解決好因跨度大、架體高、梁底正投影面積小、以及在橋面縱橫坡度變化頻繁等因素的影響下架體穩(wěn)定性不足的問題，需增加抱箍、內斜撐、外拋撐等構造措施；再次，要加大關鍵節(jié)點的檢查頻率，提高碗口節(jié)點安裝的合格率；最后，要控制好施工中各種荷載的均勻加載，避免突發(fā)事件。

6 結 語

項目監(jiān)理部在對該工程箱梁支架的搭設、使用和拆除過程中，從窄幅、小半徑、變坡、高支架、大跨度等關鍵點切入，詳細分析箱梁支架搭設中存在的技術難點和安全風險，提出合理化建議和改進措施。在箱梁支架搭設過程中，嚴格按照監(jiān)理規(guī)范的要求實施事前、事中和事后控制，且重點強調事前預控和事中監(jiān)督，有效地杜絕了各種安全事故的發(fā)生，履行了監(jiān)理在工程施工中的安全監(jiān)督責任。

[1]JGJ 166—2008,建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)程[S].

[1]JTG/T F50—2011,公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[1]JGJ/T 194—2009,鋼管滿堂支架預壓技術規(guī)程[S].

[1]周建強.碗扣式腳手架支撐體系研究與應用[D].重慶：重慶交通大學,2010.