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1 工程概況

周市立交位于昆山市快速內(nèi)環(huán)的東北角，是快速內(nèi)環(huán)中東環(huán)與北環(huán)交通快速轉(zhuǎn)換的樞紐節(jié)點(diǎn)（圖1）。該立交設(shè)置互通橋梁7 座，分別為被交道、A～F匝道，橋梁總長(zhǎng)4 735.630 m，其中被交道橋長(zhǎng)1 043.04 m，A匝道橋長(zhǎng)667.698 m，B 匝道橋長(zhǎng)835.943 m，C匝道橋長(zhǎng)558.24 m，D匝道橋長(zhǎng)228.586 m，E匝道橋長(zhǎng)981.429 m，F(xiàn)匝道橋長(zhǎng)420.694 m。

圖1 周市立交平面示意

本工程周市立交B匝道5～8聯(lián)， E匝道5～11聯(lián)箱梁的支架搭設(shè)高度均超過20 m，最高將近30 m。由于匝道標(biāo)準(zhǔn)段箱梁寬度較窄（9 m），支架高寬比最大超過3∶1，且其又在平曲線上，施工中容易產(chǎn)生支架失穩(wěn)，因此超高支架的底部架體尺寸必須擴(kuò)大，以避免高支架搭設(shè)及箱梁施工中產(chǎn)生安全隱患。

2 關(guān)鍵施工技術(shù)

2.1 支架的形式

本工程箱梁支架采用WDJ碗扣式支架，規(guī)格為φ48 mm×3.5 mm（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，計(jì)算時(shí)鋼管壁厚取2.8 mm計(jì)算）。該腳手架具有接頭構(gòu)造合理、力學(xué)性能良好、工作安全可靠、構(gòu)件輕、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了傳統(tǒng)式普通鋼管支架用材量大、零部件多、搭拆勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。該腳手架立桿軸心受力，根部有可調(diào)節(jié)支座，對(duì)箱梁支架搭設(shè)十分方便（圖2）。

圖2 碗扣節(jié)點(diǎn)構(gòu)成

1）碗扣節(jié)點(diǎn)構(gòu)成：上碗扣、下碗扣、立桿、橫桿接頭和上碗扣限位銷。

2）碗扣架用鋼管規(guī)格為φ48 mm×3.5 mm。

3）碗扣式支架用鋼管應(yīng)采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《直縫電焊鋼管》（GB/T 13793—2008）或《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T 3092—2008）中的Q235A級(jí)普通鋼管，其材質(zhì)性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 700—2006）的規(guī)定。

2.2 地基處理

1）地基處理的好壞對(duì)于確保箱梁設(shè)計(jì)線形和整體質(zhì)量至關(guān)重要，為保證支架的剛度與穩(wěn)定性，在搭設(shè)支架前必須對(duì)既有地基進(jìn)行處理，以滿足承載力要求。

2）本工程超高支架下地基處理方法基本分為2 種。

（1）第1種是現(xiàn)狀綠化或河塘區(qū)域。該區(qū)域箱梁地基需加強(qiáng)處理，地基處理方法是：首先，對(duì)滿堂支架下方的地基土處理需按道路土路基施工質(zhì)量規(guī)范進(jìn)行施工及驗(yàn)收，對(duì)中央分隔帶部分采用車行道部分處理要求進(jìn)行處理。施工前對(duì)路基進(jìn)行檢查，如有浮泥、淤泥，應(yīng)清理出支架支承區(qū)，然后將土夯實(shí)，并在夯實(shí)的土層上鋪筑厚15 cm碎石。鋪筑好的碎石層應(yīng)密實(shí)平整，然后立模澆筑厚15 cm素混凝土，素混凝土頂面要做到平整。箱梁地基投影范圍內(nèi)需做好排水工作，不得有積水現(xiàn)象。

（2）第2種是位于現(xiàn)狀道路上。根據(jù)國家規(guī)范，公路一級(jí)車輛質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值為55 t，承載力完全滿足支架搭設(shè)的地基要求，故直接搭設(shè)，基本不用地基處理。當(dāng)現(xiàn)狀道路地面不平時(shí)，用8#槽鋼進(jìn)行找平，部分分隔綠化帶按第1種情況進(jìn)行處理。

若遇到管線溝槽、承臺(tái)基坑回填土及農(nóng)田地基就必須進(jìn)行處理，處理方法與第1種地基處理方法相同。

2.3 超高支架（≥20 m）搭設(shè)方案

周市立交B匝道5～8聯(lián)，E匝道5～11聯(lián)箱梁的支架搭設(shè)高度均超過20 m，最高將近30 m。根據(jù)計(jì)算，支架布置如下：

1）中、端橫梁部位：在箱梁的中橫梁位置單側(cè)1.8～2.4 m范圍內(nèi)的立桿縱橫間距設(shè)置為60 cm×60 cm；2）腹板部位：縱橫間距設(shè)置為90 cm×60 cm；3）空腹部位：柱網(wǎng)設(shè)置為90 cm×90 cm。

經(jīng)計(jì)算可知，立桿實(shí)際壓彎強(qiáng)度194.2 MPa，小于立桿容許壓彎強(qiáng)度205 MPa。

為防止支架失穩(wěn)，消除安全隱患，故在支架高度10 m以下采用支架整體加寬，10 m以上支架搭設(shè)按照箱梁寬度兩邊同時(shí)逐步縮小的形式進(jìn)行搭設(shè)（圖3），加寬范圍為箱梁投影線兩側(cè)各向外4.0 m，以此滿足規(guī)范要求高寬比不大于3的要求，高寬比基本控制在2以內(nèi)。

另外，考慮到因支架高度過高，荷載上去后有可能造成底部立桿扭曲變形，為確保箱梁支架穩(wěn)固、安全，故在支架底部對(duì)橫桿步距進(jìn)行加密，由1.2 m步距加密為0.6 m。

2.4 支架預(yù)壓

箱梁支架預(yù)壓對(duì)地基和支架分2 次進(jìn)行預(yù)壓，通過預(yù)壓獲取支架非彈性變形數(shù)值，確保箱梁支架預(yù)拱度和沉降控制要求。

箱梁支架預(yù)壓在該聯(lián)支架搭設(shè)完成并通過驗(yàn)收以及底模鋪設(shè)好后進(jìn)行。預(yù)壓材料采用砂袋，根據(jù)事先計(jì)算的相應(yīng)部位的質(zhì)量來放置壓重，預(yù)壓質(zhì)量為1.2倍的鋼筋混凝土荷載。

圖3 匝道標(biāo)準(zhǔn)段箱梁支架橫斷面

2.4.1 加載及卸載順序

按荷載總重的0→25%→50%→100%→50%→0%進(jìn)行加載及卸載，并測(cè)得各級(jí)荷載下的測(cè)點(diǎn)的變形值。

2.4.2 加載方法及預(yù)壓時(shí)間

預(yù)壓采用沙袋，每個(gè)沙袋質(zhì)量為2 t。

預(yù)壓加載采用分級(jí)加載，每級(jí)為2 000 kN，按比例分配到端橫梁及跨中部，采用250 kN汽車吊吊運(yùn)至箱梁模板上，然后再采用人工先均勻地搬運(yùn)至箱梁底模上，一直達(dá)到設(shè)計(jì)箱梁的荷載。底模上的加載不能在同一位置出現(xiàn)集中荷載，等前次的荷載均勻分布至模板上再繼續(xù)上吊。加載過程要求做到連續(xù)性，一次性加載完成。

加載過程中每級(jí)持荷時(shí)間不小于30 min，最后一級(jí)為1 h，穩(wěn)定時(shí)間為48 h，預(yù)壓最后3 d的沉降值不大于3 mm，分別進(jìn)行各級(jí)荷載下支架、支架梁以及地面的變形和沉降值觀測(cè)。每次預(yù)壓時(shí)間不小于7 d。

堆載時(shí)，項(xiàng)目部安排專人對(duì)支架的變形及沉降進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)立桿的沉降變形較大，或者發(fā)現(xiàn)橫桿出現(xiàn)變形時(shí)，立即停止加載，開始查找原因，對(duì)有問題的桿件進(jìn)行更換，消除這些不利的變形因素后方可繼續(xù)進(jìn)行堆載。

堆載完畢后，對(duì)混凝土硬地坪進(jìn)行全面檢查，對(duì)出現(xiàn)較大沉降或裂縫的部位進(jìn)行加固處理。

2.4.3 觀測(cè)布點(diǎn)要求

觀測(cè)點(diǎn)上下設(shè)置2 層，分別布設(shè)在地上第1道橫桿和頂部（靠近木方格柵處）的支架上，縱橋向按箱梁跨中、1/4跨處和兩側(cè)端部共5 個(gè)斷面進(jìn)行布置，而每個(gè)斷面在翼緣板兩側(cè)和箱體中部各設(shè)置上、下2 點(diǎn)，共6 點(diǎn)，即每跨共計(jì)30 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。同時(shí)在支架基礎(chǔ)上也相對(duì)應(yīng)地布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。

2.4.4 觀測(cè)方法和頻率

為了找出支架和基礎(chǔ)在上部荷載作用下的塑性、彈性變形以及沉降，觀測(cè)時(shí)間為空載觀測(cè)1 次，1/2滿載測(cè)1 次，滿載測(cè)1 次，滿載后6 h、12 h，36 h分別測(cè)1 次，直到連續(xù)3 d沉降在1 mm/d以內(nèi)為止，分別對(duì)支架上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的支架基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行記錄。卸載后，根據(jù)所觀測(cè)的標(biāo)高數(shù)據(jù)分別計(jì)算出塑性沉降值和彈性沉降，并確定最終上拱度值，然后形成書面報(bào)告，報(bào)監(jiān)理審核。

2.4.5 數(shù)據(jù)整理

我們對(duì)預(yù)壓觀測(cè)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，目的是對(duì)超高預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁模板支架進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的變形進(jìn)行有效的控制。同時(shí)依據(jù)變形量調(diào)整箱梁的底標(biāo)高，保證拆模后的結(jié)構(gòu)底標(biāo)高能滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。

根據(jù)預(yù)壓過程中記錄的數(shù)據(jù)，此時(shí)就可計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的變形。

非彈性變形Δ1=H1-H4。通過試壓后，我們可認(rèn)為支架、模板、木方、地基等的非彈性變形已經(jīng)消除。

彈性變形Δ2=H3-H4。根據(jù)計(jì)算得到的彈性變形值，我們?cè)诘啄Ｉ显O(shè)置預(yù)拱度Δ2，使支架變形后梁體線形滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。

另外，根據(jù)H2和H3的差值，可以大體看出持續(xù)荷載對(duì)支架及地基變形的影響程度。

2.4.6 底模標(biāo)高調(diào)整

對(duì)于已進(jìn)行預(yù)壓區(qū)段，根據(jù)如下公式調(diào)整底模標(biāo)高：底模頂面標(biāo)高=梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高+Δ2的平均值。

對(duì)于沒進(jìn)行預(yù)壓的區(qū)段，參考如下公式調(diào)整底模標(biāo)高：底模頂面標(biāo)高=梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高+Δ1平均值+Δ2平均值。

2.4.7 卸載

卸載時(shí)，按照荷載均勻卸載，先橫梁后跨中，先兩側(cè)后中間，保證支架在卸載過程中受到的傾覆力矩最小。卸載過程中，派專人對(duì)支架進(jìn)行觀測(cè)，如出現(xiàn)異常，立即采取針對(duì)性的加固措施。

3 結(jié)語

本高支排架工程采用碗扣支架的搭設(shè)方案，目前結(jié)構(gòu)已全部貫通，整體效果安全可靠，但設(shè)備周轉(zhuǎn)料的重復(fù)使用率偏低，工效不理想[1-6]。應(yīng)該說，在考慮了安全性的前提下，對(duì)設(shè)備周轉(zhuǎn)料的合理使用還做的相當(dāng)不夠，當(dāng)然，這里面也有工期約束的原因。因此，以后的工程施工中，合理的施工部署和進(jìn)度安排，是需要重點(diǎn)考慮的環(huán)節(jié)。