戴曉學(xué)

（中鐵二十一局集團(tuán)第二工程有限公司，甘肅 蘭州730000）

客運(yùn)專線現(xiàn)澆梁滿堂支架法施工工藝淺析

戴曉學(xué)

（中鐵二十一局集團(tuán)第二工程有限公司，甘肅 蘭州730000）

滿堂支架法是橋梁現(xiàn)澆法施工中常用的一種方法，但其關(guān)鍵施工工藝必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制。本文結(jié)合寶蘭客專七里河大橋現(xiàn)澆梁的滿堂支架施工的具體情況，對(duì)滿堂支架施工過程中的地基處理、支架預(yù)壓、模板工程等施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的論述和分析。文章對(duì)采用滿堂支架法施工的橋梁的施工工藝，具有一定的指導(dǎo)意義。

橋梁工程；滿堂支架法；施工工藝

1 概述

滿堂支架法是橋梁工程施工中較為常見的一種方法，這種方法的施工工藝是采取按一定間隔、密布搭設(shè)起支承作用的腳手架作為支架，在支架上立模板、澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板及支架。近幾年來，隨著國內(nèi)鐵路、公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，采用滿堂支架施工的橋梁也越來越多，這就大大推進(jìn)了滿堂支架的應(yīng)用進(jìn)程，滿堂支架施工工藝也不斷進(jìn)行改進(jìn)。

七里河大橋?yàn)槟硨毺m客運(yùn)專線上的大橋，全長(zhǎng)166.32m，共計(jì)簡(jiǎn)支箱梁4孔，其中32.6m箱梁2孔，24.6m箱梁2孔。采用滿堂支架法進(jìn)行施工。本橋橋址地層為第四系全新統(tǒng)人工填筑砂質(zhì)黃土，沖積砂質(zhì)黃土、粉砂及粗圓礫土，第四系上更新統(tǒng)沖積砂質(zhì)黃土、細(xì)圓礫土及卵石土。

2 地基處理及支架搭設(shè)

2.1 地基處理

滿堂支架搭設(shè)前，應(yīng)先對(duì)支架基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理：先清除表層軟土及泥漿池泥漿等，然后再進(jìn)行開挖和分層壓實(shí)，并對(duì)壓實(shí)密度進(jìn)行檢測(cè)。達(dá)到設(shè)計(jì)要求后分兩層填筑壓實(shí)50cm厚的卵礫石土，每層25cm，并保證地基承載力達(dá)到要求。然后澆筑15cm標(biāo)號(hào)為C20混凝土對(duì)基頂進(jìn)行硬化，混凝土澆筑時(shí)必須進(jìn)行測(cè)量控制并設(shè)置橫向排水坡度。

2.2 支架搭設(shè)

搭設(shè)支架的鋼管采用直徑為 48mm、壁厚3.5mm的鋼管?？v橋向除梁端梁高變化區(qū)域按照30cm布置外，其余縱向間距均為60cm，即（90×2+ 60×3+30×4+90×4+30×4+60×3+90×2），橫桿豎向間距為1.2m。

支架搭設(shè)時(shí)，先在硬化后的混凝土面上彈出支架的設(shè)計(jì)位置，然后按放樣位置布置立桿和水平桿。立桿垂直不傾斜，每根立桿下設(shè)底托，底托和墊層間的縫隙采用砂子填塞密實(shí)，在鋼管頂端設(shè)置可調(diào)節(jié)頂托。支架接近高程時(shí)，由測(cè)量人員在底板、翼板邊緣處縱向每隔10m提供一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)掛線找平。支架驗(yàn)收合格，鋪設(shè)方木及底模，通過可調(diào)頂托進(jìn)行調(diào)整達(dá)到要求后進(jìn)行預(yù)壓作業(yè)。

3 支架預(yù)壓及卸載

3.1 預(yù)壓的必要性

為了驗(yàn)證支架的設(shè)計(jì)質(zhì)量，消除地基和支架非彈性變形的影響，為梁體澆筑預(yù)拱度的設(shè)置提供依據(jù)，在支架搭設(shè)完畢并正式投入使用前，必須對(duì)支架進(jìn)行堆載預(yù)壓試驗(yàn)。堆載試驗(yàn)根據(jù)箱梁混凝土荷載分布，采用預(yù)制塊預(yù)壓。

3.2 測(cè)點(diǎn)的布置

預(yù)壓前先在底模和下部支架頂端布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，將鋼筋固定在底模上，下端距混凝土基礎(chǔ)約50cm，同時(shí)在支架基礎(chǔ)上對(duì)應(yīng)位置預(yù)埋鋼筋，在兩鋼筋重合部分同一水平位置作一標(biāo)記。測(cè)量位置設(shè)在支點(diǎn)、梁跨的1/4、1/2處，共設(shè)5個(gè)觀測(cè)斷面，每個(gè)斷面在基礎(chǔ)和支架分別橫向設(shè)5點(diǎn)。

3.3 預(yù)壓

經(jīng)計(jì)算，取梁體混凝土重量、鋼絞線、鋼筋、模板及施工荷載總和的120%，即1000t作為預(yù)壓荷載。預(yù)壓材料采用C20預(yù)制塊，每個(gè)為1.0×1.0×1.0m，重量2.3t左右，采用Φ20mm圓鋼作為吊環(huán)，共一套。加載時(shí)采用分級(jí)加載方式：0→60%→100%→120%。分級(jí)加載時(shí)精確計(jì)量。

每級(jí)加載完成1h后進(jìn)行支架的變形監(jiān)測(cè)，以后間隔6h監(jiān)測(cè)記錄各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量，當(dāng)相鄰兩次監(jiān)測(cè)位移平均值之差不大于2mm時(shí)，方可進(jìn)行后續(xù)加載。

全部預(yù)壓荷載施加完成后，應(yīng)間隔6h監(jiān)測(cè)記錄各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量，當(dāng)連續(xù)12h監(jiān)測(cè)位移平均值之差不大于2mm時(shí)，方可卸載預(yù)壓荷載。支架卸載6h后，應(yīng)監(jiān)測(cè)記錄各檢測(cè)點(diǎn)位移量。

3.4 卸載

當(dāng)預(yù)壓沉降穩(wěn)定后，記錄各測(cè)點(diǎn)的最終沉降值，從而推算出各測(cè)點(diǎn)的高程，然后卸載。卸載完成后，再次精確測(cè)出各測(cè)點(diǎn)的高程，此高程減去加載終了時(shí)的高程，即為支架支撐的彈性變形值，余下的沉降值為支架系統(tǒng)不可恢復(fù)的塑性變形值。

卸載應(yīng)分級(jí)卸載，卸載完成后需再次對(duì)所有支架頂托、底托、連續(xù)部位重新進(jìn)行一次全面檢查、緊固。同時(shí)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，再次進(jìn)行支架頂面高程的調(diào)整，使預(yù)留拱度值更為準(zhǔn)確。

3.5 預(yù)留上拱度

支架變形應(yīng)按照彈性變形及非彈性變形來進(jìn)行考慮分析。支架在投入加載后，上部構(gòu)造要發(fā)生一定的下沉和產(chǎn)生一定的撓度。因此，為使梁體在澆筑完成并卸載后能獲得滿足設(shè)計(jì)要求的梁底線性，在梁底底模鋪設(shè)時(shí)預(yù)留一定數(shù)值的上拱度。確定預(yù)拱度時(shí)采用的公式見式（1）：

δ1——箱梁自重產(chǎn)生的彈性變形量；

δ2——支架彈性壓縮量；

δ3——支架與方木、方木與模板、支架與下墊墊木之間的非彈性壓縮量；

δ4——支架基礎(chǔ)地基的彈性壓縮量；

δ5——支架基礎(chǔ)地基的非彈性壓縮量。

通過預(yù)壓施工，可以消除δ3、δ5的影響，則在底模安裝時(shí)，其預(yù)拱度的設(shè)置按△=δ1+δ2+δ4計(jì)算，在模板的高程控制時(shí)加入預(yù)拱度數(shù)值?？紤]到張拉時(shí)起拱，預(yù)拱度的設(shè)置要適當(dāng)減小。

在加載過程中應(yīng)注意觀察，如發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降明顯、基礎(chǔ)開裂、局部位置和支架變形過大現(xiàn)象，應(yīng)立即停止加載并卸載，及時(shí)查找原因，采取補(bǔ)救措施。

3.6 數(shù)據(jù)計(jì)算、分析、整理

1）荷載作用變形量計(jì)算。荷載作用變形量按以下式子計(jì)算：

加載前的初始讀數(shù)-滿載穩(wěn)定后的終讀數(shù)=總變形量

加載前的初始讀數(shù)-空載穩(wěn)定后的終讀數(shù)=非彈性變形量

總變形量-非彈性變形量=彈性變形量

2）數(shù)據(jù)處理。以變形量為縱軸Y，以觀測(cè)間隔時(shí)間為橫軸T，繪制不同點(diǎn)的變形速率圖。以梁水平縱向?yàn)閄軸，不同點(diǎn)的彈性變形量為Y，連接各點(diǎn)繪制出梁的縱向彈性變形曲線。

3.7 預(yù)壓試驗(yàn)報(bào)告的整理

1）依據(jù)梁?？v向的彈性變形曲線、設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力干縮自重等造成的拱度曲線、設(shè)計(jì)要求的成品梁的拱度曲線的疊加得出模架立模時(shí)的拱度曲線。

2）根據(jù)觀測(cè)的彈性變形量再綜合對(duì)最終的拱度調(diào)整，相對(duì)量不大時(shí)可忽略不計(jì)。

3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，遵照規(guī)范要求，對(duì)原始數(shù)據(jù)加以分析、匯總，并與設(shè)計(jì)計(jì)算值加以對(duì)比，依據(jù)對(duì)比結(jié)果給出試驗(yàn)結(jié)論，最后整理成現(xiàn)場(chǎng)預(yù)壓試驗(yàn)報(bào)告。

4 支座、模板及預(yù)埋件工程

4.1 支座安裝

為確保支座的正確安裝就位，制梁前，采用全站儀在支承墊石上放出每個(gè)支座縱、橫向支承中心線。支座安裝采取將梁支承中心線、支座板中心線和支座對(duì)稱中心線六線互相重合的方法來保證支座的精確就位。同一梁端支座板應(yīng)安裝在同一水平面上，平面高差不得大于1mm；順橋向支座板中心線應(yīng)與梁順橋向支承中心線重合，偏差不得大于0.5mm；橫橋向支座板中心線應(yīng)于梁橫橋向支承中心線重合，偏差不得大于0.5mm。

本橋采用球形鋼支座，支座安裝前應(yīng)對(duì)支座名稱、規(guī)格型號(hào)、使用說明書等進(jìn)行詳細(xì)檢查。支承墊石表面鑿毛處理，清除錨栓孔中雜物，用水浸濕墊石表面。安裝支座就位后，用鋼楔塊楔入支座四角，找平支座，并將支座調(diào)整到設(shè)計(jì)高程，在支座地面與支承墊石之間留20～30mm空隙。仔細(xì)檢查支座中心位置和高程后，用高強(qiáng)度無收縮材料灌漿。梁內(nèi)支座鋼板與支座同時(shí)安裝，并將四角的緊固螺栓擰緊，確保底模與支座不漏漿。

4.2 模板安裝

頂托調(diào)整完畢后，在其上安放雙鋼管，在鋼管上安放10cm×10cm的方木，間距25cm（底板），在腹板底部按13cm間距加密，其上鋪12mm厚的竹膠板作為底模，竹膠板與縱向方木用釘子釘牢。側(cè)模采用鋼模。內(nèi)模采用木模。

模板采用人工配合吊車安裝。先安裝底模，在安裝側(cè)模，從中間往兩側(cè)依次進(jìn)行。內(nèi)模待底板和腹板鋼筋綁扎成型后再安裝。在模板安裝過程中，相鄰模板間縫隙采用雙面膠對(duì)接，必須對(duì)模板接縫寬度、錯(cuò)臺(tái)、平整度進(jìn)行檢查修整，對(duì)模型的長(zhǎng)度寬度等幾何尺寸進(jìn)行檢查，偏差超限時(shí)必須進(jìn)行改正。

根據(jù)測(cè)出梁段荷載作用下支架產(chǎn)生的彈性變形值，將此彈性變形值、張拉以后的起拱量疊加，算出施工時(shí)應(yīng)當(dāng)采用的預(yù)拱度，利用支架頂可調(diào)頂托重新調(diào)整底模高程。

4.3 預(yù)埋件安裝

本橋段各現(xiàn)澆梁的預(yù)埋件有：預(yù)埋波紋管、綜合接地、泄水孔、接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)、防震落梁擋塊、梁面套筒等。各預(yù)埋件安裝的具體要求不盡相同，進(jìn)行預(yù)埋件安裝時(shí)，主要注意以下幾點(diǎn)：（1）安裝前應(yīng)仔細(xì)檢查預(yù)埋件的質(zhì)量及相關(guān)證書，確保預(yù)埋件質(zhì)量合格；（2）仔細(xì)閱讀安裝說明書，按照正確地安裝程序和安裝方法進(jìn)行安裝；（3）確保預(yù)埋件安裝位置符合規(guī)范要求的精度；（4）確保預(yù)埋件安裝牢固，在施工過程中不會(huì)產(chǎn)生位移。

5 結(jié)語

采用滿堂支架法進(jìn)行現(xiàn)澆梁施工具有施工工期短、施工快、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于橋下無通航要求、施工工期緊張、跨度大的橋梁工程。七里河大橋采用滿堂支架法施工，通過對(duì)地基處理、支架搭設(shè)預(yù)壓、模板安裝等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保了工程質(zhì)量，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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