摘要：模板支撐體系是用于在建筑施工中支撐混凝土澆筑的臨時(shí)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，以保持構(gòu)件形狀穩(wěn)定性并確保最終質(zhì)量，在橋梁建設(shè)過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用。本文旨在研究城市高墩立交橋梁現(xiàn)澆施工中盤扣式滿堂支架工藝的應(yīng)用，以某項(xiàng)目為背景，設(shè)計(jì)計(jì)算支架系統(tǒng)，并詳細(xì)分析跨線橋高墩現(xiàn)澆連續(xù)箱梁盤扣式滿堂支架施工工藝及其關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)踐驗(yàn)證顯示，該支架系統(tǒng)在力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)方面具備顯著優(yōu)勢(shì)，為跨線橋高墩現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：城市橋梁工程；現(xiàn)澆連續(xù)箱梁；盤扣式滿堂支架施工；技術(shù)研究

中圖分類號(hào)：TU111.4" "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" "文章編號(hào)：２０９６-2118（2024）04-0043-04

Research on Key Construction Technology of Cast-in-Place Continuous

Box Girder Support for High Pier of Overpass Bridge

ZHU Lin

（CCCC Construction Group Co.，Ltd.，Beijing 100010，China）

Abstract：Formwork support system is a temporary structural system used to support concrete placement in building construction，to maintain components shape stability and ensure final quality，it plays a vital role in the process of bridge construction.The purpose of this paper is to study the application of tray buckle full hall support technology in cast-in-place construction of urban high pier overpass bridge，in the context of a project，the support system is designed and calculated，and the construction technology and key links of tray buckle full hall support for cast-in-place continuous box girder of high-pier overpass bridge are analyzed in detail.The practical verification shows that the support system has significant advantages in mechanical properties and economy，and provides a strong foundation for the construction of cast-in-place continuous box girder support for high piers of cross-line bridges.

Keywords：urban bridge engineering；cast-in-place continuous box girder；tray buckle type full hall support construction；technical research

0 引言

橋梁現(xiàn)澆箱梁施工中，模板支撐體系作為整個(gè)現(xiàn)澆箱梁施工過(guò)程中的危險(xiǎn)性較大的一個(gè)工程部分，其結(jié)構(gòu)的安全性關(guān)系到整個(gè)橋梁建設(shè)的質(zhì)量和安全[1-2]。保證模板鋼管支撐體系施工安全對(duì)建設(shè)工程順利完成至關(guān)重要。盤扣式滿堂支架施工技術(shù)具有施工簡(jiǎn)單可靠、適應(yīng)能力強(qiáng)、材料設(shè)備多次周轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在高墩柱的條件下，合理選擇支架變得尤為重要[3]。合理選擇支架可以確保工程的進(jìn)度、質(zhì)量、安全和效益[4]。

1 工程概況

為了開展跨線橋高墩現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架關(guān)鍵施工技術(shù)研究，本文以?？谑行阌^(qū)長(zhǎng)天路南延線二標(biāo)項(xiàng)目為工程背景，該工程包括椰海大道跨線橋工程及長(zhǎng)天路南延長(zhǎng)線新建工程。項(xiàng)目起點(diǎn)位于永萬(wàn)西路延長(zhǎng)線，線路由北向南布線，終點(diǎn)位于長(zhǎng)天互通立交分界點(diǎn)。線路起止點(diǎn)樁號(hào)為ZBK0+000～ZBK3+200，全長(zhǎng)3.2 km。采用雙向4車道城市主干路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)速為60 km/h。其中椰海大道跨線橋路線長(zhǎng)約801.25 m；長(zhǎng)天路南延長(zhǎng)線新建工程路線長(zhǎng)約2 398.75 m。圖1為長(zhǎng)天路南延線現(xiàn)場(chǎng)施工示意圖，圖2為椰海大道跨線橋主體完工圖。

2 支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

傳統(tǒng)碗口式腳手架采用1.48 mm×3.5 mm的Q235鋼管，節(jié)間距通常為60 cm。然而，在經(jīng)濟(jì)和結(jié)構(gòu)安全性等方面存在一定的局限性。因此為了解決這些問(wèn)題并確保結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)的合理性，研發(fā)新型支架具有重要的理論和實(shí)踐意義。在該項(xiàng)目中，采用了創(chuàng)新的盤扣式滿堂支架（見(jiàn)圖3），現(xiàn)澆連續(xù)箱梁盤扣式滿堂支架系統(tǒng)選用48.3 mm×3.2 mm的Q355鋼管，并且桿件節(jié)間距最大可達(dá)到180 cm。與傳統(tǒng)碗口式腳手架相比，該支架在材料和結(jié)構(gòu)形式上有較大差異，這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)將對(duì)工程的實(shí)際施工產(chǎn)生積極影響。

3 支架的受力分析

3.1 荷載分析

支架所受荷載主要包括箱梁自重、模板所受的側(cè)向壓力荷載以及風(fēng)荷載。其中，箱梁自重荷載在橫梁實(shí)心段與腹板段取值均為45 kN/m3。模板所受的最大側(cè)向壓力與模板自重、混凝土自重、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載、支撐間距以及施工臺(tái)面寬度等5個(gè)參數(shù)有關(guān)，其計(jì)算公式如下：

最大側(cè)壓力=（模板自重+混凝土自重+振搗產(chǎn)生荷載）×（支撐間距/施工臺(tái)面寬度）（1）

式（1）中：模板自重與混凝土自重均為0.75 kN/m3；振搗產(chǎn)生荷載為2 kN/m3，支撐間距為支架的橫向間距，m；施工臺(tái)面寬度為橋面板寬度，m。擬建項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候，每年7月—10月為臺(tái)風(fēng)盛行季節(jié)，當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力風(fēng)級(jí)取決于受臺(tái)風(fēng)的影響程度。因此，工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中，還需要綜合考慮風(fēng)荷載的影響。

3.2 支架驗(yàn)算

盤扣式滿堂支架與傳統(tǒng)碗口式支架在構(gòu)造和材料上存在較大的差異。盤扣式滿堂支架采用可拼接式雙U型鋼模型，其中轉(zhuǎn)角底部可進(jìn)行鎖緊連接，并且整根底模U型鋼是連續(xù)緊密連接，確保底部模型不會(huì)外移。同時(shí)，可調(diào)支撐鋼和兩對(duì)對(duì)拉螺栓被放置在模型外側(cè)，以防止模型的外移。荷載首先作用在底模板上，然后按照“底?！v向方木→U型鋼→碗扣支架→基礎(chǔ)”的傳力順序傳遞。

為確保結(jié)構(gòu)的安全性和使用性，在32 m高度最不利情況下，需要對(duì)立桿進(jìn)行驗(yàn)算，作為軸向受力構(gòu)件。盤扣式滿堂支架DURALOK支撐系統(tǒng)中，立桿選用規(guī)格為Q355鋼管，回轉(zhuǎn)半徑i=1.598 cm。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB 55006—2021），Q355鋼管的折減系數(shù)為0.623。按照立桿穩(wěn)定條件驗(yàn)算其結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知：立桿的安全系數(shù)均＞1.5，表明立桿具備較強(qiáng)的安全穩(wěn)定性。同時(shí)，由于橋面距地面較高，立桿作為支架系統(tǒng)的重要承載構(gòu)件，除了承受來(lái)自上部的軸向荷載之外，還需要考慮風(fēng)荷載的影響。因此，在考慮風(fēng)荷載的情況下，立桿處于壓彎狀態(tài)。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，立桿所受應(yīng)力為204.83 MPa，＜300 MPa的允許應(yīng)力，滿足要求。因此可以得出結(jié)論，在風(fēng)荷載的作用下，立桿仍能滿足結(jié)構(gòu)安全的要求。

4 分析施工工藝要點(diǎn)

4.1 處理地基

1） 清理干凈箱梁下方松軟土層，在回填施工時(shí)，使用承載力比較強(qiáng)的土壤，地基的承載能力得到了根本性的提升。在回填施工時(shí)，采取設(shè)置橫坡的方式，確保坡度能夠被控制在2%以內(nèi)，使得雨水等能夠被及時(shí)地排除干凈，并避免積水導(dǎo)致地基松軟問(wèn)題。如果縱向坡度較大，可通過(guò)設(shè)置臺(tái)階來(lái)平整底托支墊，并對(duì)縱向坡度進(jìn)行分段管理，從而提高整個(gè)工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量和效率。

2） 將排水溝設(shè)置在便道側(cè)，以避免雨水等流向支架區(qū)域，從而有效解決支架下沉問(wèn)題。通過(guò)設(shè)置水溝，可以有效控制水位標(biāo)高，并及時(shí)排出支架區(qū)域的水流，顯著提升了支架的穩(wěn)定性，將施工風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題發(fā)生的概率降至最低。

3） 在設(shè)置支架基礎(chǔ)的地基承載力時(shí)，要依托地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確保各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。在施工之前，需清理干凈地面表層雜質(zhì)，確?；A(chǔ)層面的純凈度合格。在構(gòu)建基礎(chǔ)層時(shí)，需使用素土分層碾壓回填施工的辦法，使得地基表層的穩(wěn)定性和均勻性得到保證，同時(shí)也會(huì)使地基的承載能力得到不斷提升。在檢測(cè)地基承載能力時(shí)，使用的主要方法為動(dòng)力觸探法，準(zhǔn)確獲取地基承載力信息，并可及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格的位置。在處理承載力不合格的位置時(shí)，主要采用片石換填法進(jìn)行處理。通過(guò)使用片石換填法，可以最大程度提升地基的承載力和穩(wěn)定性，使其與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相一致。在壓實(shí)支架基礎(chǔ)時(shí)，使用的主要方法為寬填筑法，需要比支架搭設(shè)寬度再增加2 m左右，基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性隨之升高，從而使得支架的穩(wěn)定性也得到保證。

4） 在支架基礎(chǔ)施工過(guò)程中，應(yīng)將地面混凝土硬化工作放在核心位置上。地面混凝土硬化層厚度需達(dá)到20 cm以上，硬化范圍比支架搭設(shè)寬度再增加1.5 m以上。地面混凝土承載力提升以后，支架的基礎(chǔ)會(huì)變得更加牢固。地基高度需超出四周地面約0.2 m，以將雨水等給地基造成的侵蝕控制在最低限度，并確保地基能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用。

5） 做好臨時(shí)排水溝設(shè)置工作，在硬化場(chǎng)兩側(cè)挖掘臨時(shí)性排水溝，排水溝的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為30 cm×30 cm，及時(shí)將積水全部排除干凈，使得支架的穩(wěn)定性得以保證。地基上出現(xiàn)積水后，排水溝能夠及時(shí)發(fā)揮自身作用，從而保證了地基的安全性。排水溝的設(shè)置，應(yīng)全面考慮使其能夠及時(shí)將積水排除干凈，避免積水對(duì)地基穩(wěn)定性造成影響。在排水溝施工結(jié)束后，應(yīng)將溝中存留的所有雜物清理干凈，確保沒(méi)有任何雜物存在，以防止對(duì)后續(xù)排水造成不利影響。排水溝出口位置應(yīng)與城市排水系統(tǒng)連接起來(lái)，確保及時(shí)排除所有積水，使地基始終保持在良好運(yùn)行狀態(tài)，避免任何損害。

4.2 搭設(shè)支架

1） 在設(shè)置盤扣式滿堂支架時(shí)，其搭設(shè)高度需依托板底標(biāo)高和地面高程進(jìn)行合理化設(shè)置。搭設(shè)支架時(shí)，主要采用滿堂支架式，將主龍骨、次龍骨和模板依次放置在頂托表面上。確定支架搭設(shè)高度時(shí)，需要事先確定好板底標(biāo)高。板底標(biāo)高是指地面與板頂面間的垂直距離，在排水需求和設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理化設(shè)置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)信息和設(shè)計(jì)圖紙信息來(lái)確定板底標(biāo)高。結(jié)合板底標(biāo)高和地面高程對(duì)支架搭設(shè)高度進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。支架高度要滿足主龍骨、次龍骨和模板的安裝需求，保證板頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。在搭設(shè)支架時(shí)，需要有效控制其高度以確保安全性和穩(wěn)定性。

2） 在搭設(shè)支架前，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所得數(shù)據(jù)信息進(jìn)行原地面地基承載力測(cè)試，以確保地基承載力與支架設(shè)置要求保持一致。如果原地面地基承載力無(wú)法達(dá)到支架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，需采用換填的方法進(jìn)行處理，在換填施工時(shí)使用片石完成相關(guān)任務(wù)。通過(guò)換填片石后，地基的承載力將發(fā)生根本性改變，使得支架能夠發(fā)揮最佳水平。確定換填片石的深度時(shí)應(yīng)以承載力檢驗(yàn)深度為依據(jù)，并結(jié)合工程相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。

3） 搭設(shè)支架施工任務(wù)完成后，需要高效管理集中荷載的大小和位置，以確保支架系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)集中荷載的大小要給予高度關(guān)注，將局部荷載或單點(diǎn)荷載施加到支架上，該荷載必須滿足相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)承載力超出支架受力范圍時(shí)，支架會(huì)發(fā)生變形，并且其穩(wěn)定性也會(huì)受到不同程度的影響。集中荷載應(yīng)該均勻分布，避免過(guò)于集中在某一位置，以防止應(yīng)力全部集中在一個(gè)點(diǎn)上。如果荷載過(guò)于集中在某一區(qū)域或者某個(gè)點(diǎn)上，支架就會(huì)發(fā)生變形甚至被損壞。在搭設(shè)和使用支撐體系時(shí)，需要對(duì)堆載集中的問(wèn)題進(jìn)行有效回避。集中堆載指將堆載比較大的物體集中堆放在支架某處，從而導(dǎo)致局部荷載過(guò)于集中，對(duì)支架系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和安全性造成不同程度的影響。盤扣式麻糖支架搭設(shè)的相關(guān)信息見(jiàn)表2。

4.3 拆除支架

拆除支架和模板前，確保預(yù)應(yīng)力管道壓漿漿體強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照以下標(biāo)準(zhǔn)操作。

1） 在拆除支架時(shí)，遵循的施工順序從上而下。先拆除后搭設(shè)的支架和模板，再拆除先搭設(shè)的支架和模板，可以顯著提高整體拆除過(guò)程的安全性。

2） 拆架操作應(yīng)按照相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，逐漸從跨中向兩端支點(diǎn)進(jìn)行拆除，且不能在同一平面上進(jìn)行。

3） 經(jīng)過(guò)合理調(diào)節(jié)頂托位置，精確拆除頂托方木和模板，以確保相關(guān)施工任務(wù)有序進(jìn)行。

4） 模板拆除施工應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況進(jìn)行合理設(shè)置，如果過(guò)早拆除模板，將給施工帶來(lái)麻煩。

5） 在拆除支架前，要進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置工作，并準(zhǔn)確測(cè)量標(biāo)高。觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在梁頂位置，在拆除前對(duì)標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，有效觀測(cè)標(biāo)高變化情況。同時(shí)安排專人在梁底負(fù)責(zé)安全指揮工作，一旦發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題，及時(shí)停止拆除工作，以防止出現(xiàn)安全事故問(wèn)題。

6） 在拆除過(guò)程中，一旦出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止施工，并找到出現(xiàn)問(wèn)題原因，制定有效解決措施。在拆除施工時(shí)，如果有梁體沉降等異常情況發(fā)生，則必須立即停止拆除工作，并在解決問(wèn)題后方可繼續(xù)施工。

5 結(jié)語(yǔ)

該工程項(xiàng)目中主梁使用的是16MN鋼材（碳錳鋼），與普通Q235碗口支架比較，其強(qiáng)度更高。經(jīng)過(guò)全面的測(cè)算后發(fā)現(xiàn)，滿堂支架體系具有較高的安全性和承載能力，并且節(jié)間間距也能滿足最大施工要求，從而將節(jié)點(diǎn)數(shù)量控制到最少，將支架材料用量降至最低。在支架材料選擇上采用了內(nèi)外鍍鋅處理技術(shù)，以避免損壞或變形的問(wèn)題出現(xiàn)，并將整個(gè)工程項(xiàng)目的施工風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)降至最低，同時(shí)縮短了腳手架搭建和拆除的時(shí)間，確保整個(gè)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)收益和施工速度。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]韓勇.超高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)豎向預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)淺析[J].湖南交通科技，2013，39（4）：83-85.

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[3]張永強(qiáng).高架橋現(xiàn)澆箱梁施工工藝以及質(zhì)量控制分析[J].中國(guó)住宅設(shè)施，2023（1）：121-123.

[4]李俊高.高墩大跨徑現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)[J].交通世界，2022（26）：110-112.

編輯：劉 巖