劉文竹

（貴陽(yáng)城市建設(shè)工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽(yáng) 550003）

0 引言

道路模板工程支撐體系是道路建設(shè)中的重要組成部分，承擔(dān)著支撐道路模板、確保道路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要任務(wù)。隨著道路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和技術(shù)的不斷創(chuàng)新，道路模板工程支撐體系施工技術(shù)的研究與應(yīng)用顯得尤為重要。該文旨在對(duì)道路模板工程支撐體系施工技術(shù)進(jìn)行深入研究，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有支撐體系施工技術(shù)的分析和總結(jié)，以提高道路模板工程的施工質(zhì)量和效率。

1 工程概況

貴惠大道跨線橋匝E 大橋第一聯(lián)箱梁高度為1.6 m、第二聯(lián)箱梁高度為1.8 m。支架設(shè)計(jì)為0.6 m×0.6 m 步距1.2 m；其中第一聯(lián)保證交通設(shè)兩個(gè)車(chē)行道，門(mén)洞部分支架門(mén)洞兩側(cè)支架縱橫立桿加密為0.3 m×0.3 m步距1.2 m，加密部分支架基礎(chǔ)為寬度1 m、厚度0.4~0.8 m，基礎(chǔ)端部設(shè)防撞墩；現(xiàn)有道路寬度11 m以上，可設(shè)置兩個(gè)車(chē)行道，凈寬7.4 m，門(mén)洞長(zhǎng)47 m。第二聯(lián)拆遷完成后才能施工，保證加油站出口正常通行，需在3#~4#墩之間設(shè)置門(mén)洞，門(mén)洞與花冠路斜交，寬度可保證4 m，門(mén)洞長(zhǎng)25 m。模板支撐體系的搭設(shè)不僅要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和構(gòu)造搭設(shè)，還需要符合相關(guān)的檢查標(biāo)準(zhǔn)要求，遵循支架設(shè)計(jì)原則，綜合施工的經(jīng)驗(yàn)，因此該工程采用碗扣式滿堂支架的方案、門(mén)洞位置采用貝雷架搭設(shè)以保證施工期間的車(chē)輛通行。

2 道路模板施工工藝

2.1 施工技術(shù)參數(shù)

支架采用DN48×3.0 mm 碗扣式支架，分為兩聯(lián)，第一聯(lián)的門(mén)洞部分立桿間距0.3 m×0.3 m，橫管步距1.2 m；立桿之間的間距0.6 m×0.6 m，步距1.2 m。懸臂段及工作跑道立桿間距0.9 m×0.6 m。第二聯(lián)的門(mén)洞部分立桿間距0.3 m×0.3 m，步距0.6 m；立桿之間的間距0.6 m×0.6 m，步距1.2 m[1]。懸臂段及工作跑道立桿間距0.9 m×0.6 m。碗扣支架底部立于堅(jiān)硬的地基上，如場(chǎng)地支承條件不能滿足支架施工要求，采用厚20 cm C30 混凝土硬化支架基礎(chǔ)。鋼管頂部采用UD-4O 型頂托、底部采用底托支承。

2.2 施工工藝

2.2.1 施工方法

首先是匝E 號(hào)大橋第一聯(lián)的門(mén)洞基礎(chǔ)，基礎(chǔ)凈間距為7.4 m，寬度1.0 m，長(zhǎng)度47 m；最小高度0.4 m、最大高度0.8 m，由于道路縱斷面高差較大，基礎(chǔ)分為3個(gè)臺(tái)階，每個(gè)基礎(chǔ)頂面水平，高程為1 070.800、1 071.190、1 071.600；門(mén)洞支架的門(mén)洞部分立桿間距0.3 m×0.3 m，步距1.2 m；其他支架的橫向間距或排距0.60 m；縱距0.60 m；懸挑部分支架的縱橋向0.90 m，橫橋向0.60 m，步距1.20 m[2]。

其次是匝E 號(hào)大橋第二聯(lián)的門(mén)洞基礎(chǔ)，基礎(chǔ)凈間距4 m，寬度1.6 m，長(zhǎng)度左25 m；右25 m，最小高度0.4 m且在同一斷面處標(biāo)高相等。門(mén)洞支架的門(mén)洞部分立桿間距0.3 m×0.3 m，步距1.2 m；其他支架的橫向間距或排距0.60 m；縱距0.60 m；懸挑部分支架的縱橋向和橫橋向和匝E 號(hào)大橋第一聯(lián)相同，步距1.20 m。

關(guān)于支架構(gòu)造設(shè)置，在立桿底、頂設(shè)置底托和頂托；關(guān)于托梁，第一聯(lián)的頂托之上為10 號(hào)工字鋼，10 號(hào)工字鋼之上為貝雷架；兩側(cè)面為2 根φ48 鋼管。第二聯(lián)的門(mén)洞部分頂托之上也為10 號(hào)工字鋼，10 號(hào)工字鋼之上也為貝雷架；其他部分的托梁為2 根φ48 鋼管。次龍骨采用的是4 205 木方；縱橋向和橫橋向的周邊及內(nèi)部都是每隔不大于6.0 m 設(shè)置一道剪刀撐；豎向則每隔不大于8 m 設(shè)置一道水平剪刀撐[3]。

在支架的兩邊都要設(shè)置工作跑道，在工作跑道臨邊處要設(shè)置高度不低于1.2 m 的護(hù)欄，欄桿和擋腳板都應(yīng)該搭設(shè)在外立桿的內(nèi)側(cè)，外立桿之間的距離小于1.5 m，將上欄桿上皮的高度控制在1.2 m，設(shè)置擋腳板的高度高于0.18 m，將中欄桿放置在中間的位置[4]。第一聯(lián)設(shè)置在左幅，第二聯(lián)設(shè)置在右幅，第一聯(lián)跑道工作跑道和欄桿的平面圖見(jiàn)圖1。

圖1 第一聯(lián)工作跑道及欄桿大樣圖

2.2.2 基礎(chǔ)處理

根據(jù)對(duì)花冠路北段道路工程的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，匝E 號(hào)大橋第一聯(lián)支架一部分在新建花冠路及其花池上，另一部分在貴州省軍民融合式加油站花池上；第二聯(lián)部分在軍區(qū)圍墻拆除后的地面上。門(mén)洞基礎(chǔ)、花池、承載力不滿足要求或不平整的地面等采用C30 混凝土硬化，混凝土厚度不得小于20 cm，斜坡面可硬化成臺(tái)階式路面，軟土地基硬化前采用級(jí)配碎石回填夯實(shí)，由于承臺(tái)基坑開(kāi)挖后需回填碾壓密實(shí)，承臺(tái)周邊的回填材料采用粒徑滿足要求的石方進(jìn)行回填并分層碾壓，以滿足支架基礎(chǔ)承載力的要求。為保證支架的安全，支架基礎(chǔ)按要求進(jìn)行預(yù)壓。

2.2.3 支架預(yù)壓

將梁體自重、地面沉降及支架的彈性和非彈性變形等因素都考慮進(jìn)去，在對(duì)底模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整后，再對(duì)其進(jìn)行配載預(yù)壓。配載采用纖維噸袋裝碎石，加載重量不得小于支架承受的混凝土結(jié)構(gòu)恒載與模板重量之和的1.1 倍。預(yù)壓采用纖維噸袋裝碎石時(shí)要求準(zhǔn)確測(cè)量碎石的堆積密度，且裝袋時(shí)要求過(guò)秤稱(chēng)重，測(cè)出袋裝標(biāo)準(zhǔn)重量。普通鋼筋混凝土箱梁支架底模標(biāo)高根據(jù)理論預(yù)拱度（L/400）進(jìn)行設(shè)置，調(diào)整支架頂托至要求高度。纖維噸袋裝碎石堆放采用吊車(chē)起吊、人工配合的方式進(jìn)行。加載順序和梁體混凝土澆筑順序相同，自中間向兩墩，力求與實(shí)際施工盡量接近。由于碎石的密度比混凝土的小，碎石袋的堆放高度較高，為保證預(yù)壓的安全，在碎石袋兩側(cè)布置鋼管作為擋護(hù)，鋼管立桿間距1.5 m，橫管間距1.0 m，兩側(cè)鋼管每隔3 m 用手拉葫蘆連接控制。擋護(hù)沿橋縱向，根據(jù)堆積高度的增加，相應(yīng)增加橫桿和立桿。支架的預(yù)緊力是按照預(yù)緊力的大小來(lái)分等級(jí)的，每一等級(jí)都不低于3 級(jí)。3 個(gè)等級(jí)的加載順序適宜為單元內(nèi)預(yù)壓荷載值的60%、80%、100%。

3 箱梁高度1.6 m 的碗扣支架計(jì)算——以第一聯(lián)為例

圖2展示了樓板支撐架立桿穩(wěn)定性荷載的計(jì)算單元。樓板支撐架立桿采用的規(guī)格為φ48×3.0 mm 的鋼管，其中鋼管慣性矩的計(jì)算公式為I=π(D4-d4)/64，抵抗距的計(jì)算公式為W=π(D4-d4)/32D。

圖2 樓板支撐架立桿穩(wěn)定性荷載計(jì)算單元

3.1 板面板計(jì)算

由于面板是一種受彎構(gòu)件，因此對(duì)其進(jìn)行了抗彎承載力及剛度的驗(yàn)算。模板按三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算；標(biāo)準(zhǔn)靜載荷如下：

標(biāo)準(zhǔn)的活載荷：

在該工程中，截面抵抗矩W=22.50 cm3；截面慣性矩I=16.88 cm4。

3.1.1 撓曲強(qiáng)度的計(jì)算

撓曲強(qiáng)度的計(jì)算公式如下：

式中，P——以N/cm2計(jì)的面板彎曲強(qiáng)度的計(jì)算數(shù)值；S——板件最大彎曲間距（N·mm）；L——板件的凈橫截面阻力力矩；模板的設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度，為35.00 N/cm2；S=0.100。

這里，q——以kN/m 計(jì)的載荷設(shè)計(jì)值；經(jīng)過(guò)計(jì)算

經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出了面板彎曲強(qiáng)度的計(jì)算值

進(jìn)行了面板彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算，結(jié)果符合規(guī)范。

3.1.2 剪切力的計(jì)算

剪切力的計(jì)算公式如下式：

式中，最大剪力T為3.864 kN，經(jīng)過(guò)計(jì)算截面剪切強(qiáng)度的值E為0.644 N/mm2。截面剪切強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值〔E〕通過(guò)了對(duì)面板剪切強(qiáng)度的驗(yàn)算，得到了符合規(guī)范的結(jié)果。

3.1.3 撓度計(jì)算

面板最大撓度計(jì)算值v=0.677×25.080×2 004/（100×9 898×168 750）=0.163 mm，面板的最大撓度小于200.0/250，滿足要求[5]。

3.2 支撐龍骨的計(jì)算

按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，均布荷載為10.732 kN/m；最大彎矩為0.386 kN·m；最大剪力為3.864 kN；最大支座力計(jì)算得7.083 kN，龍骨的截面力學(xué)參數(shù)為截面慣性矩和截面抵抗矩，其中截面抵抗矩為53.33 cm4；截面慣性矩取106.67 cm4[6]。

3.2.1 龍骨抗彎強(qiáng)度計(jì)算

抗彎計(jì)算強(qiáng)度為7.24 N/mm2，龍骨的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于17.0 N/mm2滿足要求。

3.2.2 龍骨抗剪計(jì)算

最大剪力的計(jì)算公式為Q=0.6ql，且截面抗剪強(qiáng)度必須滿足E=3T/2bh<[E]，截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值E=3×3 863.52/（2×200.00×40.00）=0.724 N/mm2，截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[E]=1.70 N/mm2，龍骨的抗剪強(qiáng)度小于截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值計(jì)算滿足要求。

3.2.3 龍骨撓度計(jì)算

在計(jì)算龍骨撓度時(shí)選用靜荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，將變形受力計(jì)算的最大支座力除以龍骨下小橫桿間距得到均布荷載，得到q為8.360 kN/m，最大變形v為0.688 mm，經(jīng)計(jì)算龍骨的最大撓度小于600.0/400，滿足要求[7]。

3.3 基礎(chǔ)承載力計(jì)算

立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)小于地基承載力的設(shè)計(jì)值，滿足下式的要求

式中，U——立桿基礎(chǔ)底面的平均壓（kN/m2），U=N/A，經(jīng)計(jì)算U為80.57 kN/m2，N為上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值（kN），取20.14 kN；A——基礎(chǔ)底面面積（m2）；A取0.25 m2，fg——地基承載力設(shè)計(jì)值（kN/m2），取68.00 kN/m2。

地基承載力設(shè)計(jì)值為腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)與地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值的乘積，其中腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)取0.40，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值取170.00 kN/m2，經(jīng)過(guò)計(jì)算，地基承載力沒(méi)有在要求范圍內(nèi)，因此建議加大地基的承載力。

4 模板支撐體系的注意事項(xiàng)

（1）結(jié)合設(shè)計(jì)縱面圖計(jì)算地面到梁底的高度，預(yù)估支架搭設(shè)的材料數(shù)量。

（2）將立桿底部支撐在堅(jiān)硬的基礎(chǔ)上；處理土質(zhì)基礎(chǔ)時(shí)需要先平基后，然后鋪設(shè)級(jí)配碎石，最后澆筑適當(dāng)厚度的混凝土。

（3）復(fù)核頂托標(biāo)高，確?？v橫向水平。

（4）將碗扣型支架的底層縱向和橫向橫桿用作清掃桿，其離地高度不大于350 mm，豎桿的底部設(shè)有可調(diào)節(jié)的基座小車(chē)；由可調(diào)節(jié)螺紋組成的豎直支柱的上端延伸到最上面的水平支柱的長(zhǎng)度不能超過(guò)650 mm。

（5）將豎向剪刀撐設(shè)置在模板支架的四周，中間縱橫，由下到上連續(xù)設(shè)置，并且保證間隔小于6.0 m。

（6）剪刀撐的斜桿與地面夾角在45~60°之間，斜桿每步與立桿扣接。

（7）安全等級(jí)為I 級(jí)的模板支架在架體頂層水平桿設(shè)置層、豎向每隔不大于8.0 m 設(shè)置一道水平剪刀撐。

（8）每道水平剪刀撐應(yīng)連續(xù)設(shè)置，剪刀撐的寬度宜為6~9 m。

（9）為了保證支架能夠承受荷載的作用，在測(cè)量H1 之前，完成底模鋪設(shè)后對(duì)支架進(jìn)行全面的檢查。

（10）放好基礎(chǔ)模板后，在進(jìn)行H1 測(cè)定之前，要加強(qiáng)對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的全面檢測(cè)，以保證支撐結(jié)構(gòu)在受力狀態(tài)下不出現(xiàn)不正常的變形。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)道路模板工程支撐體系施工技術(shù)的研究，可以更好地了解其在道路建設(shè)中的重要作用，為道路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。該文圍繞貴惠大道跨線橋匝E 大橋工程闡述了道路模板支撐體系的施工方案即碗扣式滿堂支架，闡述了施工的具體步驟和方法，結(jié)合該工程實(shí)例的具體參數(shù)對(duì)箱梁高度1.6 m 的碗扣支架進(jìn)行了計(jì)算，發(fā)現(xiàn)均滿足要求，最后總結(jié)了模板支撐體系的施工的注意事項(xiàng)。希望該文的研究成果能對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者和工程師提供參考和借鑒，推動(dòng)道路模板工程支撐體系施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。