摘要 滿堂支架法、梁式支架法、組合式支架法是現(xiàn)澆施工過程中的幾種常用支架形式,文章對以上幾種支架形式及優(yōu)缺點進行對比分析,并以四川省武勝縣定遠大道A段AK0+293.5鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力箱梁工程施工作為背景,對門式組合支架的施工方法、建模和受力進行詳細分析,闡述了組合式支架適用于縱坡、橫坡、變截面現(xiàn)澆箱梁施工,同時滿足箱梁施工期間具備一定的通行能力,為類似工程施工提供了一定的參考。
關(guān)鍵詞 組合式支架;現(xiàn)澆梁;施工方案
中圖分類號 U445.4 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949(2024)04-0147-03
0 引言
近年來,在國家的大力推動下,我國橋梁建設(shè)取得了突飛猛進的發(fā)展,為了滿足靈活多變的地形及復(fù)雜橋梁建設(shè)的需求,現(xiàn)澆梁在橋梁建設(shè)中的地位進一步得到提升。不同類型的現(xiàn)澆梁支架形式對現(xiàn)澆梁施工成本、進度、質(zhì)量、安全、環(huán)保及適用性有著非常重要的影響。因此針對不同地質(zhì)情況、不同類型現(xiàn)澆梁需要采用不同的支架形式,這樣既能降低施工成本,又能加快施工進度,還能保證施工安全,必要時還能滿足交通要求。該文介紹了幾種類型現(xiàn)澆梁支架的特點及優(yōu)缺點,并結(jié)合實際案例對組合式支架法在現(xiàn)澆梁施工中的應(yīng)用予以說明。
1 工程概況
項目位于廣安市武勝縣境內(nèi)。道路呈南北走向,起點接漢楚大道形成平交,沿線與G350交叉,主線上跨G350,設(shè)置兩條輔道與G350平交,同時設(shè)置四條匝道與G350實現(xiàn)快速交通轉(zhuǎn)換,終點接武勝北互通收費站場坪,道路主線全長0.56 km,采用城市道路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),主線路基寬度為19.5 m,路基總寬度為43 m(含輔道寬度)。
主線起點段為雙向八車道,上跨G350段為雙向四車道,主線設(shè)計速度為60 km/h,匝道設(shè)計速度為 35 km/h,含半苜蓿葉以及半菱形互通一座,武勝縣定遠大道A段新建工程匝道A上跨G350。
孔跨布置:全橋2×30 m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)型式,0號、2號橋臺采用樁柱式橋臺,1號橋墩采用柱式墩,墩臺采用樁基礎(chǔ),其他墩臺徑向布置。
橋下交叉:該橋上跨既有G350國道,G350國道路基寬度為33.5 m,預(yù)留雙向八車道,凈高為5.5 m;經(jīng)核查下穿道路滿足其限界和視距要求,無改移老路工程。
2 現(xiàn)澆梁概況
AK0+293.5匝道橋中橋左幅橋采用(2×30)m單箱三室現(xiàn)澆箱梁,箱梁高度1.8 m,頂板寬度(15.224~20.406)m,整聯(lián)全長60 m。
AK0+293.5匝道橋中橋右幅橋采用(2×30)m單箱三室現(xiàn)澆箱梁,箱梁高度1.8 m,頂板寬度(18.97~23.817)m,整聯(lián)全長60 m。
3 現(xiàn)澆梁施工方案比選
3.1 滿堂支架法
清理支架搭設(shè)范圍內(nèi)的草皮、樹根等雜物。清理干凈表面腐殖土、淤泥質(zhì)、軟土,對場地進行平整,采用壓路機進行反復(fù)碾壓,碾壓后保證地基承載力不小于方案設(shè)計要求,澆筑15 cm厚C20混凝土墊層,為了避免雨水、積水浸泡支架基礎(chǔ),影響支架基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,在支架基礎(chǔ)外側(cè)設(shè)置排水溝進行排水。排水溝與支架基礎(chǔ)之間設(shè)置2%橫坡。其余支架搭設(shè)在350國道路面上,支架底托下墊木方或者槽鋼[1]。
箱梁支架采用60 mm×3.2 mm盤扣支架搭設(shè),縱向間距1 200 mm,橫向間距 900 mm,翼緣板下橫向間距1 200 mm,水平桿步距1.5 m。
盤扣支架頂部設(shè)置頂托,通過調(diào)整頂托伸出盤扣支架外露長度調(diào)整現(xiàn)澆梁標(biāo)高,頂托外露長度符合規(guī)范要求。
滿堂支架法是一種傳統(tǒng)的支架形式。優(yōu)點一是滿堂支架搭設(shè)高度可調(diào)節(jié)、線性調(diào)整非常靈活;優(yōu)點二是在小半徑、低高度、變截面現(xiàn)澆梁施工過程中優(yōu)勢非常明顯。缺點一是滿堂支架法不適宜凈空高的現(xiàn)澆梁施工,因為凈空高的滿堂支架現(xiàn)澆施工材料用量大、施工速度慢;缺點二是滿堂支架不適宜地基承載力差的現(xiàn)澆梁施工,因為滿堂支架對地基承載力要求高,地基承載力不滿足要求時需要進行換填不經(jīng)濟;缺點三是滿堂支架搭設(shè)完成后,支架區(qū)域不能滿足通行要求。
3.2 梁式支架法
地質(zhì)情況比較好時,在橋墩處利用承臺作為基礎(chǔ),跨中利用標(biāo)準(zhǔn)混凝土預(yù)制塊作為基礎(chǔ),基礎(chǔ)上焊接鋼管柱、分配梁與縱向型鋼、貝雷梁組成復(fù)合梁式承重結(jié)構(gòu)。僅在中間位置對預(yù)制混凝土擴大基礎(chǔ)部分地基進行清表、換填分層夯實處理。
地質(zhì)情況比較差時,在橋墩處利用承臺作為基礎(chǔ),跨中采用振動錘對鋼管樁進行施打,在管柱頂部安裝橫向配梁與縱向型鋼、貝雷梁組成復(fù)合梁式承重結(jié)構(gòu)。承重梁上部安裝橫向分配梁,在橫向分配梁上部安裝方木及模板。
梁式支架法是一種新型的支架形式。優(yōu)點一是梁式支架在高凈空現(xiàn)澆梁施工過程中,能夠大大減少支架搭設(shè)數(shù)量,提高工作效率,結(jié)構(gòu)受力明確清晰,方便計算;優(yōu)點二是梁式支架法能夠滿足現(xiàn)澆梁施工過程中,車輛通行要求。缺點一:梁支架搭設(shè)后現(xiàn)澆梁標(biāo)高不易調(diào)整,不適宜坡度較大的現(xiàn)澆梁施工;缺點二:梁式支架屬于鋼結(jié)構(gòu)工程,鋼結(jié)構(gòu)連接焊接要求高。
4 組合式支架法
組合支架法既能滿足車輛通行要求,還能調(diào)整現(xiàn)澆梁標(biāo)高,加快施工進度、降低施工成本。
門洞基礎(chǔ)采用C25澆筑鋼筋混凝土地梁,b×h=1 200×1 000 mm,地梁間距 6.2 m,門洞高度 5 m,凈寬 5 m,地 梁上預(yù)埋鋼板 900 mm×900 mm×20 mm,間距 2 m,鋼板上焊接8根Φ20圓鋼,長度80 cm。立柱與鋼板連接采用法蘭盤連接,立柱采用D=630 mm×12 mm,鋼管立柱頂安裝卸荷沙筒,卸荷沙筒高度390 mm。為防止卸荷沙筒位移,在沙筒四周焊接防位移綴板。沙筒上安裝雙拼工字鋼36a縱向轉(zhuǎn)換梁,橫梁采用45a工字鋼,間距900 mm。鋼筋及鋼板預(yù)埋在地梁內(nèi),立柱之間采用20#槽鋼焊接作為立柱之間的水平及剪刀撐。立柱上下采用20 mm鋼板焊接封口,并設(shè)置連接鋼板,焊縫長度,高度滿足要求。立柱施工采用汽車吊進行吊裝,專人指揮。
門洞與盤扣支架連接。①門洞與盤扣支架的連接加固采用普通直徑48 mm×3 mm壁厚鋼管進行加固??v向水平桿搭設(shè)數(shù)量與盤扣水平桿步距相同,縱向水平鋼管與盤扣支架水平桿連接三跨。鋼管與門洞大鋼管連接處采用“井”字抱法連接,端部設(shè)置雙扣件。②剪刀撐設(shè)置,門洞橫向每4個立桿設(shè)置豎向剪刀撐與縱向水平鋼管連接,保證盤扣支架與大鋼管立柱有效連接。③門洞上盤扣支架設(shè)置縱向水平鋼管二道,長度大于門洞立桿3個縱向立桿距離,保證門洞盤扣支架與整體支架有效連接。
5 模板安裝
(1)支架搭設(shè)完成后進行底板的鋪設(shè)工作,鋪設(shè)前測量人員根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸在鋼管上畫出底板鋪設(shè)的邊線和中線,其后進行模板的鋪裝。
(2)模板力學(xué)性能、材質(zhì)、厚度、平整度符合方案設(shè)計要求方可使用,模板安裝完成后,拼縫采用玻璃膠進行填縫處理。防止縫隙過大導(dǎo)致漏漿。模板鋪裝平整,相鄰模板表面高差不得超過規(guī)范。模板縱縫、橫縫在一條直線。
6 支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加載試壓
支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加載試壓主要目的有三點:
一是測試支架的彈性變形和非彈性變形值,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)推算支架預(yù)拱度,為立模標(biāo)高提供可靠的依據(jù)[2]。
二是通過模擬壓重檢驗結(jié)構(gòu)的強度、剛度、穩(wěn)定性,消除基礎(chǔ)沉降及搭設(shè)支架非彈性變形。
三是通過模擬壓重,作為箱梁支架施工標(biāo)高控制的依據(jù)。
武勝縣定遠大道A段新建工程橋梁支架采用水載對整聯(lián)支架進行預(yù)壓,該方案計算鋼筋混凝土密度取2.6 t/m?,水袋布置時盡量模擬支架實際受力狀態(tài),對支架按澆注混凝土自身荷載總重量的1.2倍進行預(yù)壓[3]。
6.1 預(yù)壓流程
根據(jù)該工程的特點以及工期要求,確保預(yù)壓的可實施性和可操作性,選取水載預(yù)壓進行施工,其施工流程如圖1。
6.2 水袋安裝前安全準(zhǔn)備工作
檢查安裝好的底模。
每個水袋準(zhǔn)備15~20個小沙袋。
搭設(shè)水管上橋的簡易斜橋。
每個水袋準(zhǔn)備4~5根左右15 m長的粗繩子,用于加水過程中加固穩(wěn)定。
在施工現(xiàn)場四周懸掛安全警示文字標(biāo)牌,對預(yù)壓范圍進行圍擋封閉,無關(guān)人員不得入內(nèi)。
6.3 場地清理
預(yù)壓模板上的雜物清掃干凈、對于不能清理的構(gòu)件使用軟布包裹,在外面加上隔離墊層,如預(yù)壓面過多的突出錐點,可使用竹膠板隔離。
模板拼接口有洞或者縫隙要使用事先準(zhǔn)備的沙袋或軟布袋堵嚴(yán)實。
支架預(yù)壓施工范圍不應(yīng)小于施工箱梁投影面寬度加上兩側(cè)向各擴大0.5 m的寬度。
6.4 水袋放置
根據(jù)預(yù)壓區(qū)的劃分在模板試壓區(qū)域內(nèi)劃線。
水袋由箱梁底板低端向高端依次放置。
水袋出口在低端,進水口在高端。
6.5 水源連接
將水泵、分水閥、分水袋用水管連接起來,水泵至水溝中,方便抽水。
事先準(zhǔn)備好的標(biāo)桿垂直固定在板上。
6.6 預(yù)壓用水相關(guān)要求
水源性質(zhì):自來水。
水源距離:100 m。
水源楊程:15 m。
注水方式:分級加載。
水袋安裝順序:單個直接安裝。
完成后水處理:將水抽至附近排水系統(tǒng)。
6.7 加載方法及沉降觀測
沉降的目的:確定底模標(biāo)高調(diào)整數(shù)值和起拱高度數(shù)值。
沉降測量方法:線錘、水準(zhǔn)儀、鋼尺配合。
沉降觀測點布置:箱梁底板觀測點沿橋梁縱向設(shè)置5個斷面,5個斷面分別為兩端臨時支墩、跨中、1/4跨中;一個斷面設(shè)置3個觀測點,分別設(shè)置在中腹板及兩側(cè)的邊腹板,沉降觀測如圖2所示。
6.8 蓄水加載控制
按照箱梁混凝土自重的60%、80%、100%、120%四級進行加載。
試壓分四級加載(即箱梁荷載的60%—80%—100%—120%),加載與卸載前后由測量對測點進行觀測。壓重物采用水袋預(yù)壓,預(yù)壓前須對水袋進口處安裝水表,以保證加載精度。加載重量嚴(yán)格根據(jù)各分區(qū)相應(yīng)的計算荷載進行加載,加載與卸載要求對稱、均衡進行[4]。每級荷載加載完成后應(yīng)由測量組對測點變形情況進行測量,對照理論計算變形值無誤后,并經(jīng)現(xiàn)場檢查確認結(jié)構(gòu)狀況后方可進行下階段加載。
7 結(jié)束語
該文結(jié)合四川省武勝縣定遠大道A段新建工程AK0+293.5鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力箱梁工程模板及支架工程,編制專項施工方案,驗證梁式組合支架在現(xiàn)澆梁施工中的技術(shù)應(yīng)用的可行性。該方案適用于變截面、大跨度、高凈空現(xiàn)澆梁施工,既能加快施工進度又能滿足車輛通行要求,還能降低施工成本。
參考文獻
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[2]周水興, 何兆益, 鄒毅松, 等. 路橋施工計算手冊[M].北京:人民交通出版社, 2020.
[3]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范: JTG/T 3650—2020[S]. 北京:人民交通出版社, 2020.
[4]建筑施工承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn): JGJ/T 231—2021[S]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2021.
收稿日期:2023-11-24
作者簡介:周斌(1972—),男,本科,工程師,研究方向:道路橋梁建設(shè)與管理。