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(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，成都，610072)

腳手架作為危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程之一，常見(jiàn)的為落地式、附著式、懸挑式等，在建設(shè)領(lǐng)域的混凝土模板支撐工程和結(jié)構(gòu)承重支撐體系中廣泛應(yīng)用。本文中三跨連拱橋拱圈鋼筋混凝土模板承重支撐體系就是采用了碗扣式滿堂腳手架作為支撐，因拱橋支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性、抗沉降能力、抗變形能力等要求較高，經(jīng)扣件式腳手架和碗扣式腳手架比較，選用了碗扣式腳手架，其優(yōu)點(diǎn)為：橫桿和立桿的作用力在軸心，而不是利用扣件的抗滑力傳載作用力，使結(jié)構(gòu)受力更為合理，安全；橫桿的插板放于立桿的扣碗中，連接牢固且配件不易丟失，損耗?。淮罱ㄋ俣雀哂诳奂戒摴苣_手架，規(guī)格較多，搭建多種跨度并且規(guī)格固定，搭建速度快；承受力相對(duì)扣件式鋼管腳手架提高15%以上。因此該工程拱橋支撐體系采用了碗扣式滿堂鋼管腳手架，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全、變形等均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，取得了良好的效果。

1　工程概況

興隆湖位于成都市天府新區(qū)雙流縣興隆鎮(zhèn)境內(nèi)，天府大道百里中軸東側(cè)，鹿溪河的中下游，是天府新區(qū)“三縱一橫一軌一湖”的重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目之一。

拱橋位于興隆湖沿湖岸的環(huán)湖公路上，上跨湖區(qū)入水口鹿溪河，橋梁全長(zhǎng)101.36m，3跨25m的鋼筋混凝土拱橋，矢跨比1/4，拱圈為80cm厚C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。下部采用實(shí)體墩臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)方式，拱圈鋼筋混凝土澆筑支撐采用了碗扣式滿堂支架施工技術(shù)。

2　支架施工工藝技術(shù)

2.1　施工工藝流程

興隆湖拱橋現(xiàn)澆拱圈采用碗扣式滿堂鋼管支架，搭設(shè)支架時(shí)，遵循了以下工藝流程：測(cè)量放線→地基處理→支架搭設(shè)→搭設(shè)15cm×15cm主楞方木→安裝I16工字鋼拱肋→安裝6cm×10cm分配梁方木→支底模→調(diào)整施工預(yù)拱度→底模制安→綁扎鋼筋→側(cè)模、護(hù)拱模板制安、頂模安裝→澆筑拱圈混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆支架→破除支架基礎(chǔ)等工序。

2.2　滿堂支架方案

2.2.1基礎(chǔ)處理

為了控制拱圈施工過(guò)程中沉降變形量，確保支架穩(wěn)定和施工安全，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理。天然基礎(chǔ)大范圍的河道基巖裸露，兩側(cè)河岸有少量覆蓋層，首先進(jìn)行原河道導(dǎo)流，然后清除基礎(chǔ)覆蓋層、淤砂和松散的塊石，然后按照30cm一層回填砂礫石碾壓整平，壓實(shí)度不小于95%，然后在頂面澆筑30cm厚C25混凝土。基礎(chǔ)處理范圍超出橋?qū)挿秶鷥蓚?cè)各2m。

2.2.2支架形式選擇

考慮到拱橋結(jié)構(gòu)對(duì)支架變形量要求的嚴(yán)格性，因此，考慮搭設(shè)碗扣式滿堂支架，該支架為承插式鋼管腳手架，抗剪能力強(qiáng)，傳力均勻，接頭具有可靠的自鎖能力，且便于管理和運(yùn)輸，碗扣支架采用Q235φ48×3.5mm鋼管。

2.2.3設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)腳手架搭設(shè)基礎(chǔ)到拱圈底部的距離，支架最大搭設(shè)高度H=8.3m，立桿步距h取1.2m，立桿縱距取0.6m，橫距取0.9m。立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的自由長(zhǎng)度a取0.1m。主楞采用15cm×15cm的方木，主楞間距0.6m，次楞采用I16工字鋼(Q235鋼，厚度2cm)，次楞間距0.3m，模板底部的6cm×10cm分配梁間距15cm。

2.2.4滿堂架設(shè)計(jì)及搭設(shè)

(1)拱圈現(xiàn)澆支架為滿堂落地支架，拱腳及拱腰位置由于混凝土澆筑產(chǎn)生的側(cè)壓力，模板采用鋼管斜撐加固，縱向間距50cm。端部不能搭設(shè)豎向立桿的地方采用扣件式鋼管斜支撐加強(qiáng)，斜支撐縱橋向間距30cm、橫向間距仍為90cm。支架底部設(shè)掃地桿，其與底座支撐板的高差不大于20cm。

(2)立桿底部配制底座，底座直接安裝在基礎(chǔ)混凝土面上。立桿頂部配置KTC-50頂托；頂托上設(shè)15cm×15cm橫橋向主楞方木，方木接頭處全部搭設(shè)于頂托之上，并用抓釘全部釘牢靠，形成一個(gè)整體。垂直于主楞方木上鋪設(shè)I16工字鋼弧形拱肋，間距30cm，垂直于工字鋼拱肋上安裝6cm×10cm分配梁方木，間距15cm，分配梁上鋪15mm厚竹膠板作為拱圈底模。

(3)支架四周及中間縱、橫向從底到頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐；從支架底部開(kāi)始，每隔2m設(shè)置一道水平剪刀撐，一直延續(xù)到支架頂部。

剪刀撐設(shè)置：支架四周及中間縱、橫向每隔四排從底到頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐，剪刀撐水平傾角在45°～60°之間。在支架頂部、中間、底部設(shè)置水平剪刀撐；水平剪刀撐設(shè)置間距按不大于2m設(shè)計(jì)。剪刀撐采用與支架立桿規(guī)格相同的鋼管，用旋轉(zhuǎn)扣件與立桿扣接；當(dāng)剪刀撐不能與立桿扣接時(shí)，與該立桿相鄰的水平桿扣接；扣接點(diǎn)距碗扣節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大于15cm。每根剪刀撐鋼管的長(zhǎng)度不小于6m，扣接的立桿和水平桿數(shù)量不小于4根。剪刀撐采用搭接接長(zhǎng)，搭接長(zhǎng)度大于100cm，搭接處等間距設(shè)置3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件扣緊，扣件邊緣至桿端的距離大于10cm。

(4)支架搭設(shè)嚴(yán)格按照經(jīng)專(zhuān)家組論證和總監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的專(zhuān)項(xiàng)方案實(shí)施，支架搭設(shè)前對(duì)架子工進(jìn)行安全技術(shù)交底，嚴(yán)格按照《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ166-2008)施工，施工全過(guò)程安排專(zhuān)職安全員旁站監(jiān)督實(shí)施。支架橫平豎直，縱、橫向?qū)R，頂、地托支墊平穩(wěn)，橫桿入碗口，碗扣須鎖緊，確保支架整體穩(wěn)定；可調(diào)底座及可調(diào)托撐絲桿與調(diào)節(jié)螺母嚙合長(zhǎng)度不得少于6扣，插入立桿內(nèi)的長(zhǎng)度不得小于15cm，立桿頂端和底端距水平橫桿距離不超過(guò)30cm。支架的首層應(yīng)采用不同長(zhǎng)度的立桿交錯(cuò)布置，使相鄰立桿的接頭設(shè)置在不同步距內(nèi)。立桿頂托上的下層承重方木接頭一般設(shè)置在頂托上，否則應(yīng)采用綁條釘牢，并加墊木支墊；同一斷面上的承重方木接頭數(shù)量不應(yīng)超過(guò)50%。上層方木應(yīng)交錯(cuò)搭接在下層方木上。支架安裝完畢，對(duì)其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)接及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可安裝模板。

2.2.5支架受力計(jì)算

支架設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行支架各構(gòu)件受力符合性計(jì)算，出具計(jì)算書(shū)。計(jì)算書(shū)依據(jù)腳手架規(guī)范、建筑計(jì)算手冊(cè)及力學(xué)知識(shí)等進(jìn)行，也可設(shè)定好參數(shù)采用建筑安全計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)復(fù)核后采用，主要核算拱圈底模受力、工字鋼拱肋受力、拱圈支撐受力、立桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性受力、可調(diào)托盤(pán)受力、地基承載力、側(cè)面模板受力、拱腳及拱腰模板等的符合性，經(jīng)計(jì)算相關(guān)參數(shù)均滿足規(guī)范要求時(shí)可采用，如有一項(xiàng)不滿足要求，則需分析并調(diào)整參數(shù)后重新計(jì)算，確保支撐體系穩(wěn)定。

2.2.6支架驗(yàn)收

支架搭設(shè)完成經(jīng)自檢合格后，上報(bào)專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師及相關(guān)部門(mén)檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方能進(jìn)行加載預(yù)壓。

2.2.7模板鋪設(shè)

支架搭設(shè)完成經(jīng)驗(yàn)收合格后，上鋪15mm厚竹膠板作為拱圈底模，底模表面光滑，滿足設(shè)計(jì)弧面要求。

2.2.8支架預(yù)壓

2.2.8.1預(yù)壓目的

預(yù)壓目的是通過(guò)模擬施工荷載實(shí)況，驗(yàn)證支架的安全穩(wěn)定性，通過(guò)變形觀測(cè)計(jì)算出彈性變形值，為下階段施工提供合理的底模預(yù)拱度參考，有效控制施工標(biāo)高。

2.2.8.2預(yù)壓荷載

支架預(yù)壓按照拱圈混凝土澆筑工況進(jìn)行，其布置與拱圈荷載分布一致，并按總荷載的1.2倍設(shè)置。預(yù)壓荷載由拱圈鋼筋混凝土自重荷載及模板、機(jī)具、人員等施工荷載組成。荷載系數(shù)取值為1.2，用砂袋堆碼。

2.2.8.3預(yù)壓步驟

(1)預(yù)壓順序

單個(gè)拱圈的預(yù)壓加載順序?yàn)閺墓叭蛇吂澳_→拱頂→拱圈1/4段位置。加載分級(jí)為0-50%-100%-120%三級(jí)。每一道均為逐層預(yù)壓，避免局部荷載過(guò)大，預(yù)壓順序見(jiàn)下圖1。

圖1　支架預(yù)壓順序：A-B-C(單位：mm)

(2)預(yù)壓堆載

預(yù)壓采用砂袋堆載，用塔機(jī)按照上圖的順序逐級(jí)堆載。為了更好地模擬澆筑拱圈混凝土?xí)r支架受力情況，按照下圖方式進(jìn)行砂袋堆碼。預(yù)壓荷載逐級(jí)施加，每級(jí)荷載加載時(shí)間不得少于5min，持荷時(shí)間不得少于20min。每級(jí)加載半小時(shí)穩(wěn)定后，再由測(cè)量組人員觀測(cè)各測(cè)點(diǎn)變形值并做好記錄存檔(包括荷載等級(jí)、加載持續(xù)時(shí)間、實(shí)測(cè)變形值)；測(cè)點(diǎn)觀測(cè)過(guò)程中如變形較大，則需查明原因，確認(rèn)安全可靠后再繼續(xù)施加下一級(jí)荷載。

圖2　拱圈支架預(yù)壓堆碼立面

(3)變形觀測(cè)點(diǎn)布置

按照等效壓重的原則，主要在拱圈拱腳、拱頂、拱圈1/4段范圍布置壓重區(qū)間觀測(cè)點(diǎn)。

為了解支架沉降情況，在預(yù)壓前后分別測(cè)出各測(cè)量控制點(diǎn)標(biāo)高，測(cè)量控制點(diǎn)布置：

①縱向：沿拱圈中心方向(即拱頂中心點(diǎn))每隔3.04m設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

②橫向：每隔5m設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

單跨共72個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，全橋三跨共設(shè)置216個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

(4)卸載步驟

卸荷程序?yàn)椋?20%→85%→50%→0%分級(jí)緩慢卸荷，每級(jí)卸載時(shí)間不得少于5min，持荷時(shí)間不少于20min。由測(cè)量組觀測(cè)相應(yīng)荷載級(jí)別的測(cè)點(diǎn)標(biāo)高后，繼續(xù)卸載，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題及時(shí)上報(bào)。

(5)預(yù)壓變形值的計(jì)算

預(yù)壓變形值是設(shè)置梁體底模預(yù)拱度的依據(jù)之一，為保證其結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用水準(zhǔn)儀及鋼卷尺對(duì)預(yù)壓過(guò)程進(jìn)行測(cè)定，以得到對(duì)施工有指導(dǎo)意義的變形值。預(yù)壓前對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)高程(h1)進(jìn)行一次測(cè)定，預(yù)壓荷載滿荷時(shí)，再一次測(cè)定各觀測(cè)點(diǎn)高程(h2)，全部卸除預(yù)壓荷載后再次測(cè)定各點(diǎn)高程(h3)。

非彈性變形值(w)的確定按下式計(jì)算：

w=h1-h3

彈性變形值(f)的確定按下式進(jìn)行計(jì)算：

f=h3-h2

2.2.9支架拆除

(1)拱圈混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后進(jìn)行支架拆除。支架拆除時(shí)劃分作業(yè)區(qū)，設(shè)警戒區(qū)和警示標(biāo)志，專(zhuān)人指揮，禁止非作業(yè)人員進(jìn)入。

(2)支架拆除和搭設(shè)一樣要求專(zhuān)業(yè)架子工持證上崗、戴安全帽、系安全帶、扎裹腿、穿軟底防滑鞋等防護(hù)用品才允許作業(yè)。拆除前，對(duì)操作班組進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，交底人與被交底人履行簽字手續(xù)才可上崗作業(yè)。

(3)拆除順序遵守由上而下，先搭后拆、后搭先拆。先拆拱頂支架，再拆拱身、拱腳及其余部分支架，拱腳支架拆除時(shí)兩邊對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，防止由于推力過(guò)大而損壞橋墩。即先拆欄桿、腳手板、剪刀撐，而后橫桿、立桿等，并一步一清原則依次進(jìn)行，嚴(yán)禁上下同時(shí)進(jìn)行拆除作業(yè)。

(4)拆除時(shí)要統(tǒng)一指揮，上下呼應(yīng)，當(dāng)解開(kāi)與另一人有關(guān)的結(jié)扣時(shí)，應(yīng)先通知對(duì)方，以防墜落。

(5)大片架子拆除后所預(yù)留的斜道、上料平臺(tái)、通道等，應(yīng)在大片架子拆除前先進(jìn)行加固，以便拆除后能確保其完整、安全和穩(wěn)定。

(6)拆下的材料，嚴(yán)禁拋擲，采用繩索及滑輪緩緩放下，分類(lèi)堆放，當(dāng)天拆當(dāng)天清，拆下的扣件要集中回收處理。

(7)如遇6級(jí)以上強(qiáng)風(fēng)、雨天、雪天等特殊氣候，不進(jìn)行支架的拆除，嚴(yán)禁夜間拆除。

3　效果評(píng)價(jià)

成都天府新區(qū)興隆湖環(huán)湖路1號(hào)橋拱圈混凝土施工滿堂支架?chē)?yán)格按照上述要求進(jìn)行實(shí)施，目前已完工兩年多，拱橋成品線型優(yōu)美，外觀華麗，達(dá)到了設(shè)計(jì)景觀要求，成為興隆湖上一道亮麗的風(fēng)景線，得到各方的肯定。

4　結(jié)語(yǔ)

碗扣式滿堂支架施工技術(shù)目前在建筑領(lǐng)域的房屋建筑工程、市政工程、水利工程、橋梁工程、鐵路工程等得到了廣泛應(yīng)用。在施工前要做好支架設(shè)計(jì)、穩(wěn)定驗(yàn)算和專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)，施工過(guò)程中嚴(yán)格按照專(zhuān)項(xiàng)方案和專(zhuān)家意見(jiàn)實(shí)施，注重基礎(chǔ)、壓載試驗(yàn)、過(guò)程檢測(cè)和過(guò)程控制。嚴(yán)把程序關(guān)、質(zhì)量關(guān)和安全關(guān)，確保支架體系穩(wěn)定，才能高效、快捷、安全地服務(wù)于建設(shè)工程施工。