張秦英

摘要：本文針對鯉城分離式中橋三跨連續(xù)箱梁采用滿堂支架法施工過程，主要從支架方案計算要點、施工方案、施工要點進(jìn)行寫作，重點分析了施工方法、施工順序、施工安全、施工管理等方面，提出了過程控制要求，以企為同類工程施工提供借鑒和參考。

Abstract： This paper applies the full-frame construction method to the three-span continuous box girder of the Licheng split-type middle bridge. It mainly writes the calculation points， construction scheme and construction points of the bracket scheme， analyzes the construction method， construction sequence， construction safety and construction Management and other aspects， and puts forward the process control requirements， to provide reference for the construction of similar projects.

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆梁;滿堂支架;施工技術(shù);研究

Key words： cast-in-place beam;full hall support;construction technology;research

中圖分類號：U445.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）07-0124-03

1 ?工程概況

我集團(tuán)承建莆田至永定高速公路莆田境內(nèi)段工程項目A4合同段，設(shè)計為雙向四車道，行車速度100km/h，整體式路基寬度為26m，汽車荷載等級為公路-Ⅰ級，線路總長7.12公里。其中鯉城分離式中橋是主線連接城富公路（仙游城關(guān)鎮(zhèn)至富洋村）匝道的主要構(gòu)造物，上跨高速公路主線，長79m，與高速公路正交。

鯉城分離式中橋上部結(jié)構(gòu)采用20+30+20m連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)為？準(zhǔn)1.3m圓形實體柱式墩、U臺，基礎(chǔ)為灌注樁基礎(chǔ)和擴(kuò)大基礎(chǔ)。根據(jù)現(xiàn)場地基條件較好，且最大墩高為10.48m，20+30+20m連續(xù)箱梁采用滿堂支架法施工。由于施工影響周邊居民出行，在施工中要設(shè)置門洞，保證暢通。

2 ?施工步驟

根據(jù)施工組織安排，本橋采用3跨同時現(xiàn)澆的方法進(jìn)行施工，現(xiàn)澆箱梁模板設(shè)置在滿堂支架上，其中滿堂支架的搭設(shè)是該施工的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。支架搭設(shè)按以下步驟完成：支架基礎(chǔ)→門洞及滿堂支架搭設(shè)→門洞封閉→支架調(diào)平→箱梁施工完畢→拆除門洞→拆除滿堂支架的施工工序進(jìn)行組織施工。

3 ?支架方案及計算要點

3.1 支架基礎(chǔ)處理

用挖掘機(jī)對支架外3m寬度范圍內(nèi)松軟土全部挖除，采用砂礫石換填，用推土機(jī)對場地全部進(jìn)行推平，并設(shè)置單向橫坡，坡度控制在1%范圍內(nèi)，再用18T振動壓路機(jī)碾壓6～8遍，孔隙率檢測值為14%。地基承載力為150kPa，壓實度、橫坡調(diào)整到位后，澆筑一層10cmC25混凝土基礎(chǔ)。

3.2 支架、模板方案

①模板：現(xiàn)澆箱梁的底模、側(cè)模和內(nèi)膜都采用δ=15mm 的竹膠板。查相關(guān)手冊及質(zhì)量說明文件 ，竹膠板的容許應(yīng)力[σ0]=80MPa，彈性模量E=6*103MPa。

②縱橫向方木布置：縱向方木梁底間距一般為60cm，翼緣板及梁底位置為90cm。橫向方木間距一般為30cm。

3.3 支架布置

支架采用碗扣式支架，碗扣式支架采用直徑為？準(zhǔn)48，厚度為t=3.0mm，材質(zhì)為A3 鋼的鋼管，軸向容許應(yīng)力[σ0]=140MPa。截面積、慣性矩、抵抗矩等詳細(xì)數(shù)據(jù)見查表1。

碗扣式支架立桿、橫桿的布置：門洞范圍外梁底立桿縱向間距為60cm;橫向間距為2*60cm+3*90cm+2*60cm，翼緣板部分為縱向60cm，橫向間距90cm，水平桿間距為120cm;在門洞處采用Φ536鋼管立柱，立柱間距為350cm，上橫向采用I40工字鋼并放，門洞橫梁采用I25工字鋼，間距為45cm，并在梁側(cè)板處加密1根。支架頂口設(shè)置頂拖，支架底口設(shè)置底拖;在水平和高度方向加設(shè)水平連接桿和豎向剪刀撐，具體見圖1。

3.4 門洞橫梁受力檢算

箱梁現(xiàn)澆施工過程中荷載均布于門洞橫梁上，門洞橫梁按簡支梁模型進(jìn)行計算。取跨中及端頭（兩個危險斷面）進(jìn)行跨中彎矩、撓度，端頭剪力計算以驗證結(jié)構(gòu)是否布置合理。

3.4.1 基本計算參數(shù)（表2）

3.4.2 荷載確定

①方木及竹膠板（以砼自重5%計算）：q1=5.63*2.5*5%=8.3kN/m

②箱梁荷載：q2=5.63*2.5=137.9kN/m

③施工載荷：q3=1.2 kN/m

④單根I25b工字鋼所受的均載為：（8.3+137.9）÷23+1.2=11.6kN/m

均布載荷下：Wmax=1/8q×L2=1/8×11.6×72=71.05kN·m

σ=Wmax/Wx=71.05kN·m/423cm3=168MPa

計算結(jié)果表明：該力學(xué)模型截面抗拉抗壓抗彎強(qiáng)度滿足要求。

I25b梁最大撓度：

H=5/384×q×L4/EI=5/384×11.6kN×74m4/210GPa×5280cm4=0.3cm

撓跨比：0.3/700=1/2333

梁端最大剪應(yīng)力τmax=Vmax/（A）=40.6×103/53.2×10-4=7.63MPa

計算結(jié)果表明：該力學(xué)模型截面抗剪強(qiáng)度滿足要求。

3.5 支架立桿計算

考慮碗口式支架鋼管自重，模板自重（含內(nèi)模、側(cè)模及支架）以砼自重，施工人員、施工料具堆放、運輸荷載，傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載，振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，計算單根鋼管豎向允許承載力符合要求。

①碗口式支架鋼管自重，可按表1查取。g=10*33.3=0.333kN（取10m）

②鋼筋砼容重按25kN/m3計算則：

在梁體實體處單根桿受力：9.9*2.5*9.8/18=13.5kN

在梁體箱體處單根桿受力：4.16*2.5*9.8/16=6.37kN

計算采用最大受力桿計算，單根受力為13.5kN

③模板自重（含內(nèi)模、側(cè)模及支架）以砼自重的5%計，則：13.5*0.05=0.675kN

④施工人員、施工料具堆放、運輸荷載：0.625kN

⑤混凝土傾倒時產(chǎn)生的沖擊荷載：0.125kN

⑥混凝土振搗時產(chǎn)生的荷載：0.16kN

單根荷載組合計算強(qiáng)度：q=1.25×（①+②+③+④+⑤+⑥）=19.27kN

支架主要采用？準(zhǔn)48*3.0碗扣式腳手架，單根鋼管豎向允許承載力計算如下。

I=π（D^4-d^4）/64=π（4.8^4-4.2^4）/64=10.78cm4

A=π（D^2-d^2）/4=π（4.8^2-4.2^2）/4=4.24cm2

i=（I/A）^0.5=1.271cm

長細(xì)比：λ= k μL/i

式中 k—計算長度附加系數(shù)，取1.155查（建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范-2001）表5.3.3，得u=1.53;

水平橫桿間距120cm時，則λ= 1.155*1.53*120/1.271=166.8;

查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范得軸心受壓立柱穩(wěn)定系數(shù)為：？準(zhǔn)120=0.270，？準(zhǔn)90=0.661。

所以單根鋼管豎向允許承載力為：

水平橫桿間距60cm時，[N]120=4.569*100*215*0.27/1000=26.5kN

N<[N] 合格

3.6 滿堂支架基礎(chǔ)計算

按箱梁施工中立桿受力最大處的地基承載力計算，地基承載力要符合要求。

過程如下：立桿受力最大值為15.42kN，底托面積為10×10cm2，基礎(chǔ)承載力：15.42×1000÷0.01 =1.542MPa，地基承載力：1.542×0.01÷0.4 =38.55kPa<100kPa。

3.7 翼緣板下支架檢算

由前面計算可知，翼緣板下方支架與箱梁底板（厚度為22cm）下支架相同，因此不再進(jìn)行檢算。

根據(jù)該支架的布設(shè)情況以及上部施工荷載的大小對整個支架體系進(jìn)行了受力檢算，檢算結(jié)果表明該支架強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面都能滿足施工的要求。

4 ?鋼管腳手架的施工方案

4.1 測量放樣

平面測量：在硬化地面測量并標(biāo)出該橋各跨的縱軸線和橋墩橫軸線，并測量標(biāo)出設(shè)計箱梁中心線。搭設(shè)支架過程中，測量人員應(yīng)進(jìn)行支架垂直度檢測，并按支架平面布置圖及梁底標(biāo)高控制支架高度，使支架高度符合要求;最后，搭設(shè)完成后，測設(shè)支架四角點的標(biāo)高，采用拉線法調(diào)節(jié)支架頂托。

鋪設(shè)支架底模完成后，測量放樣出箱梁底模中心及底模邊角位置，并對梁體橫斷面進(jìn)行定位。底模的標(biāo)高=設(shè)計梁底標(biāo)高+支架的變位+（±前期施工誤差的調(diào)整量），以此標(biāo)準(zhǔn)和因素來控制底模立模。底模的標(biāo)高和線形調(diào)整結(jié)束后，報監(jiān)理工程師檢驗復(fù)核，合格后，方可立側(cè)模和翼板底模，測量標(biāo)設(shè)出翼板的平面位置和模底的標(biāo)高。已經(jīng)拼裝完畢，在橋跨的堆載預(yù)壓前，橋跨底板上布設(shè)沉降觀測點，按每箱室三個橫斷面布置;同斷面底板上沉降觀測點于按2.0m的間距布置、在翼板底上均勻布置四個點位。在堆載預(yù)壓前，測設(shè)斷面底模標(biāo)高和支架底部標(biāo)高，等載預(yù)壓的第一天進(jìn)行兩次觀測，以后每天觀測一次，直至日沉降小于2mm為止，再進(jìn)行測定地基的沉降和支架、模板變形，同時確定地基卸載后的回彈量。根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)調(diào)整底模標(biāo)高及支架高度，符合施工要求。

4.2 腳手架搭設(shè)順序及搭設(shè)方法

①在混凝土地基上進(jìn)行彈線，按支架設(shè)計圖紙的尺寸定出腳手架立桿位置，并在需設(shè)立桿的墊層面鋪設(shè)枕木及5cm厚的通長木墊板，應(yīng)順著架體的縱向鋪設(shè)。

②本工程架體搭設(shè)在主體墩身施工完畢后進(jìn)行，從橋臺一端開始搭設(shè)。立好立桿后，及時設(shè)置掃地桿和第一步大小橫桿，掃地桿距離地面的高度為25cm。

③架體與主體結(jié)構(gòu)拉結(jié)要牢靠，隨著架體升高同步設(shè)置剪刀撐，在剪刀撐等安裝完畢后，按要求設(shè)置防護(hù)安全網(wǎng)。

④在支座安裝完成后，可在支座四周鋪設(shè)一層頂面標(biāo)高比支座上平面高出2～3mm的泡沫塑料，有利于拆除橋臺與墩頂處的模板。施工時嚴(yán)禁用氣焊的方法剔除泡沫。

4.3 腳手架安裝技術(shù)要求、使用、拆除以及維護(hù)與管理參照國家、行業(yè)相關(guān)規(guī)定、規(guī)范、要求按程序和步驟進(jìn)行。

5 ?施工要點

①腳手架采用鋼管腳手架，腳手架滿堂搭設(shè)，并采取有效的安全防護(hù)措施。

②架立支架前先對支架基礎(chǔ)進(jìn)行處理，地基處理采用在原土夯實的基礎(chǔ)澆注10cm厚C20號混凝土，混凝土上鋪設(shè)10cm方木作為支架立柱基礎(chǔ)。

③支架應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。在澆筑箱梁砼前，對支架按箱梁自重120%預(yù)壓，待非彈性變形消除后，方可鋪設(shè)底模，側(cè)模采用廠家定制的大塊專用鋼模。

④現(xiàn)澆箱梁的程序為：搭設(shè)支架—檢查、預(yù)壓—鋪底?！惭b箱梁底板鋼筋、波紋管—安裝側(cè)模—安裝腹板和頂板的鋼筋、波紋管—預(yù)埋泄水管、護(hù)欄、伸縮縫、支座鋼板、通氣孔等預(yù)埋件—全面檢查—混凝土一次澆注成型?；炷恋臐仓樞驗榈装?、腹板，最后澆筑頂板混凝土。

⑤澆筑混凝土前要對模板、支架全面檢查，木楔如有松動必須全部打緊。灌注混凝土?xí)r從梁的一端向另一端斜向逐段水平分層灌注，一定要避免振動棒碰到波紋管。

⑥因為連續(xù)的波紋管很長，逐段施工的波紋管接頭采用承插式接頭，這樣穿束時方便許多，長的鋼絞線穿束使用穿束機(jī)進(jìn)行穿束，為使穿束順利，每次澆注混凝土后的檢孔、清孔必須派專人負(fù)責(zé)?；炷翝沧⑼戤吜⒓词褂脵z孔器檢孔，如有堵孔現(xiàn)象立即疏通，使用高壓水、高壓風(fēng)對管道進(jìn)行沖洗，切實保障管道質(zhì)量，做到不銹、不偏、不沉、不浮、不破、不扁、不堵。

⑦張拉操作由受過專門訓(xùn)練的并對這項工作富有經(jīng)驗的人員操作。梁體砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度時開始張拉。張拉即將開始前，所有的預(yù)應(yīng)力鋼材在張拉點之間應(yīng)能自由滑動。每根預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合圖紙的規(guī)定。具體的張拉按雙控程序及圖紙要求進(jìn)行。待全部預(yù)應(yīng)力束張拉完畢后，方可卸架。如量測的伸長值與根據(jù)張拉力計算的伸長值誤差不超過6%，進(jìn)行錨固。如實際伸長值與理論伸長值之差超出6%，必須查明原因，重新張拉，直到合格為止。經(jīng)監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)后進(jìn)行壓漿。

⑧壓漿前先清洗孔道，用無油脂壓縮空氣，吹送清掃孔道。壓漿前，錨具周圍的鋼絲間隙和孔洞應(yīng)填封，以防冒漿，水泥灰漿稠度、外摻劑符合設(shè)計要求，數(shù)量為所壓管道體積的1.5倍。

⑨壓漿時自管道的最低點壓入，使水泥漿在最高點的排氣孔流出，直到流出的稠度達(dá)到注入的稠度。出氣孔順著水泥漿的流動方向一個接一個地封閉，在堵住全部出氣口后，必須繼續(xù)維持規(guī)定壓力，直到水泥漿凝固，方可取出壓漿嘴封堵進(jìn)漿口。壓漿完畢后，澆筑封端砼。

6 ?結(jié)束語

通過上述方案進(jìn)行合理安排，準(zhǔn)確計算核算，嚴(yán)格的施工過程管理、施工檢驗檢查，很好的完成了鯉城分離式中橋三跨連續(xù)式箱梁的施工任務(wù)，本施工方法施工周期短，提高了支架、模板等周轉(zhuǎn)性材料的利用率，節(jié)約了施工成本，降低造價，社會效益顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]《鯉城分離式中橋施工圖》.

[2]《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《材料力學(xué)》.

[3]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）.

[4]《路橋施工計算手冊》.