高速公路现浇箱梁支架关键施工技术.pdf

交通世界TRANSPOWORLD1 工程概况某桥梁工程位于高速公路K1+254桩号处，该桥全宽33 m。引桥现浇段箱梁的跨径为30 m，采用预应力混凝土现浇连续箱梁。桥梁分左右两幅，幅宽相同，为 16.5 m，上部构造连续箱梁施工采用满堂碗扣式支架，在需要确保车辆正常通行的位置处布设门洞。本文对该高速公路现浇箱梁支架施工技术进行研究。2 现浇箱梁支架关键施工技术2.1 支架布设原则及方案2.1.1 布设原则工程桥梁为现浇箱梁结构，依据桥梁的设计原则，钢管支架采用碗口式钢管以对支架设计和布设。具体布设原则如下：1）对桥梁整体的承载力验算时，由于箱梁混凝土浇筑共分为2次，其荷载量应按照一次性浇筑的方式验算；对立杆承载力验算时，选取受力最差的立杆，按照壁厚2.8 mm展开验算。2）支架是由各个立杆相互搭设组成，在布设阶段不同位置，各立杆的预留距离应合理。在横梁区域立杆间距为 60 cm60 cm；桥梁腹板处立杆间距为 60 cm90 cm；箱梁箱室和腹板的位置立杆间距为90 cm90 cm。3）搭设支架时，底部需要设置横杆结构，其上方搭设首层立杆，为确保支架底部的稳定性，首层选择的立杆应根据其长度交错搭设，且选用的立杆要具备调节功能。由于底部为横杆和立杆结构，两者利用支座丝杆相互连接，相互连接的长度宜不小于15 cm，横杆距离地面的高度宜不大于35 cm1。4）单纯的立杆结构无法维持整个支架的稳定性，在支架模板侧面会设置剪刀撑结构，按照搭设原则，剪刀撑从底到顶连续设置，共分为竖向剪刀撑和水平剪刀撑2种结构。竖向剪刀撑布设于模板侧面及支架高度在 4.8 m 以下的顶部和底部，剪刀撑的间距控制在4.5 m以内，斜杆与地面的夹角控制在4560 2。水平剪刀撑布设于模板支架高度4.8 m以上的底部和顶部，剪刀撑的间距应控制在4.8 m以内，模板支架的高度越大，则水平剪刀撑的间距应越小。5）若支架的斜杆结构选择钢管扣件时，要求斜杆与立杆相互扣接牢固，设置的扣接位置应与碗扣节点相邻，最远距离不得超过15 cm，如无法满足扣接的要求，则应使斜杆与横杆相互扣接，两者连接的扭紧力矩应控制在4060 Nm。2.1.2 布设方案1）结合上述布设原则及桥梁施工要求，支架布设时，在桥梁横梁区域，以支架中心线为基准，向两侧布设支架。单侧支架的布设范围为2.4 m，其立杆的距离按照布设原则设置为60 cm60 cm，每根立杆的承载面积0.36 m，支架步距则控制在1.2 m，顶层步距控制在0.6 m3。在桥梁腹板区域，支架沿横桥向布设，其立杆的距离控制在 60 cm90 cm，每根立杆的承载面积0.54 m，支架步距与横梁一致。2）箱梁箱室和腹板区域布设支架时，每一联支架均可作为1个整体，其立杆的距离控制在90 cm90 cm，每根立杆的承载面积 0.81 m，支架步距与横梁一致。但当在箱梁断面布设支架时，要求在两侧预留施工通道，宽度控制在1.0 m以上，设置施工人员上下的扶梯，通道两侧设置1.2 m以上的护栏，外侧利用绿色密目网防护处理。2.2 支架搭设要点支架搭设前应做好技术、安全交底工作；做好各工序施工质量验收工作，尤其是承重支架地基处理、收稿日期：2023-02-08作者简介：王祥宇（1989），男，助理工程师，从事公路桥梁施工工作。高速公路现浇箱梁支架关键施工技术王祥宇（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050000）摘要：为进一步确保箱梁现浇施工中支架结构的稳定性。本文对高速公路桥梁工程现浇箱梁支架关键施工技术展开分析。研究表明，在高速公路现浇箱梁支架施工中，要遵循相应原则对支架布设，同制定合理可行的布设方案，确保支架布设有序开展。同时应了解支架搭设要点，做好支架预压及监测工作，确保支架结构的稳定性，为箱梁现浇提供有利条件。关键词：高速公路；现浇箱梁；支架施工技术中图分类号：U445文献标识码：B159总660期2023年第30期（10月 下）材料进场验收、支架搭设验收、模板安装验收等；承重支架搭设时注意控制好立杆间距、横杆步距、剪刀撑搭接长度及管头预留长度、收集分析好堆载预压数据等，模板安装时控制好模板木楞间距及模板拼缝；门洞支架搭设和拆除过程会造成横向交通暂时中断，要提前会同有关部门确定搭设时间段，根据施工需要及道路通行状况确定封闭交通时间段，将对社会车辆通行的影响降到最低程度。2.2.1 施工准备1）正式搭设支架前，应由专业人员制定详细的施工方案，并由多方审查、批准后才可实施，以确保支架搭设的安全性和可行性。2）制定的支架搭设方案经批准后，应组织所有参与施工的人员，对方案的施工要点、技术措施进行交底讲解。准备施工需要的支架构件。3）按照方案需要的材料组织采购，所有支架构件就位后，对材料质量进行复检，如检测质量合格则按照不同的品类、规格，有序地分类存放于仓库内。同时组织人员对施工场地进行处理，将积水、垃圾等全部清理干净，保证场地的平整。2.2.2 技术要点1）支架的搭设对地基承载力的要求严格，如地基侧承载力未能达到规范要求，则不能在上方开展支架搭设工作，因此，支架施工的第一步是检测地基的承载力，如不满足要求，则应安排机械碾压或施加混凝土层处理。地基承载力合格后，安排具备施工资质的工作人员入场作业，整个作业过程中需要做好安全防护工作，避免安全问题的发生。支架搭设的材料从仓库内运送至施工现场，到达现场的材料必须再次对其质量进行检查，禁止采用不合格的钢管、扣件等。2）结合支架搭设原则及方案，在支架搭设阶段，需要从底部向顶部搭设作业，在底部先设置横杆结构，此时应注意横杆与地面的距离，横杆上方设置立杆时，应注意做好不同长度立杆的交错搭设。当搭设至一定高度后需要在支架两侧，按照搭设方案要求设置剪刀撑结构，增加其稳定性，剪刀撑的间距、斜杆的连接方式遵循要求即可。3）本工程采用支架为碗扣式搭设，为确保支架结构的牢固性、稳定性、安全性，在碗扣搭设后应进行拴紧检查，其中重点检查部位应放在横杆与立杆连接处，检查数量至少为总数量的一半，非重点部位抽检总数量的20%即可，如检查后发现任何一处存在质量问题，则均应对所有碗扣节点进行检查，否则禁止组织验收工作。4）由于支架搭设后会在其上方架设桥梁，在强大荷载下不可避免地会导致支架发生变形问题，为确保梁体的形状、尺寸、位置等满足设计要求，避免支架结构因应力发生严重的变形问题，在支架搭设时应设置一定的预拱度。有关预拱度的大小，则应根据工程梁体的重量、形状、尺寸等参数综合计算。5）支架门洞处应设置相关警示标志，如限高标志、限速标志，以及在门洞左右两侧设置防撞台或者防撞墩等措施；支架门洞及通道顶部必须用木板或者其他硬质材料全封闭，以防止施工时发生坠物，支架门洞内侧两边应设置安全网。2.3 支架预压现浇混凝土工程施工的钢管支架预压分为2项，分别为支架基础预压与支架预压，为确保预压过程的安全，在预压前应对支架验算与安全检验。2.3.1 支架基础预压1）工程施工场区内的支架基础落在水田上，地基清淤 50 cm 厚，回填沙砾土分层压实，承载力不小于130 kPa，再采用10 cm厚碎石+20 cm厚C20混凝土地基处理满足钢管满堂支架基础要求5。为确保支架基础的稳定性，组织人员对处理后的地基选择区域开展预压作业，通过对代表性区域预压情况的监测得知，如预压后72 h内，地基的沉降量不大于5.0 mm，则可以表示其承载力合格，可以放心搭设支架。2）若在上述对地基预压后的检测过程中，得知地基的沉降量超过5.0 mm，则表示该区域内的地基承载力不满足要求，应对同类型支架的地基全部采取措施处理，经处理后再重新选择预压区域，组织预压观测试验。结合规范要求，在开展预压工作时，对地基施加的荷载重量，应不小于支架基础承受的混凝土结构恒载、支架本体、模板重量总和的1.2倍。2.3.2 支架预压1）支架预压是在每联支架搭设完成后，对支架本体施加一定的荷载压力，目的是消除支架的非弹性变形，同时对支架的承载力进行判断。该预压工作主要是利用钢筋、水泥、预制块等结构向支架施加压力，其预压荷载应不小于支架承受混凝土结构恒载的 1.1倍，预压后需要持续观测支架的变形情况。2）根据支架搭设的技术要点得知，为保证梁体结构的形状及尺寸，在支架搭设预压阶段，需要对支架设置预拱度，其预拱度的大小可结合公式获取，具体公式见式（1）：f=f1+f2（1）式（1）中：f为预拱度的大小，f1为地基弹性变形，f2为支架弹性变形。通过公式及支架预压后可以得知，桥梁全跨各个位置中，跨中的预拱度最大，之后呈抛物线逐渐减小，据此可通过调整支架上的顶托或底座，设置预拱度。160交通世界TRANSPOWORLD3）对于支架的顶托和底座，主要是依据支架搭设的标高进行设置，先选择长度不同的钢管结构，再按照要求将钢管进行处理后，在其支架立杆上方设置顶托，安装期间利用可调节的螺纹钢筋连接，将其外露一定长度最长不超过1/3，方便后续调节。整个过程中由人工组织测量、控制标高，将其控制在 2.0 cm以内6。4）上述底模安设完毕后，按照设计要求对箱梁预压。开始预压前安排人员检测支架的连接情况，确保各个连接点的稳定、牢固，同时在箱梁断面上方选择预压观测点，目的是对支架整体的沉降、变形情况进行观测、记录，之后依据相关的记录数据，对支架的承载力、稳定性作出判断。观测点的选取应具备代表性，可以反映支架预压后的实际情况，基于此，本工程观测点顺桥梁方向，每个断面至少设置7个观测点，且布设位置应覆盖梁体的两侧、中间、边缘。5）确定观测点后，按照分级加载的方式展开预压施工，首先预压荷载先从0施加至60%，再增加荷载至80%，最后按照100%荷载预压，共分为3级，每级预压后均应持续一段时间进行观测，最少的观测时间应不低于12 h。如在观测期间发现支架的沉降值在2.0 mm以内则表示合格，方可开展下一级荷载的施加，反之则表示不合格，应及时停止施加荷载，分析原因并解决。纵向加载时，应从混凝土结构中心线向两侧进行对称布载，测得各级荷载下测点的变形值7。6）全部荷载施加完成且经过观测满足要求后，方可组织人员开展卸载作业，与加载不同，预压卸载可一次完成，但应保证对称、同步卸载，经卸载后的材料合理存放，保证场地的干净、整洁。由于支架预压需要大量材料的运输、压载，整个过程安全性较差，为避免发生安全事故，要求所有参与预压的工作人员配备安全帽，并在场地内设置安全禁区，严禁无关人员随意进入，整个预压工作听从指挥人员调度，禁止随意作业。2.4 支架监测2.4.1 监测原则1）对支架搭设工作而言，要做到实时监测，即对支架搭设全过程、系统化的检测，为实现此目标，在支架搭设前应做好监测工作的准备，确定监测点。在选取监测点时应遵循具有代表性、全面性、长远性、稳定性的原则，以反映真实的情况。2）整个监测过程是不断变化的，为确保监测数据的准确性，要求在布设监测点时采取较高精度的设备，以有效避免外界环境、季节、气候等条件的影响，同时可持续监测支架的变化。此外，监测人员的选择也十分重要，应选择具备技术能力，经验丰富的检测人员，连续性地开展监测工作，保障监测数据。2.4.2 监测点布设对于监测点的布设应遵循上述原则，在工程区域内先确定所有支架结构的位置、尺寸等，再结合具体情况，选择监测点的布设基准线，按照全面性、代表性、长远性、稳定性原则，对监测点合理布置。最终本工程监测点共分为3组，每组设置5个监测点，位于梁体边缘两侧、腹板、底板等位置，且支架底部设置基础沉降观测点。2.4.3 监测控制措施支架监测过程中，如发现存在任何问题均要及时反映情况，停止继续施工，待相关人员查明原因并解决后再恢复作业，如支架沉降问题严重，则应第一时间撤离场地内相关人员，待加固后再组织检测处理，以确保人员安全8。3 结束语高速公路现浇箱梁支架施工是一项较为复杂的工作，为确保支架的整体质量，应了解并掌握箱梁支架施工关键技术，并在实际工程中合理运用，从而使支架施工顺利完工。参考文献：1 苏轩，杨开放，牟雨龙，等.跨路现浇连续箱梁支架设计与施工工艺研究J.科学技术创新，2022（21）：108-111.2 付兴军.现浇箱梁支架施工技术在高速公路工程中的应用J.交通世界，2022（17）：124-126.3 李新.市域铁路装配式整孔现浇箱梁支架施工技术J.黑龙江交通科技，2022（6）：128-130.4 张敏.滩涂区域现浇箱梁支架施工质量安全控制探讨J.福建交通科技，2022（4）：83-87.5 吴帅，申张鹏，樊晓峰，等.现浇箱梁支架施工支撑体系受力特性分析J.建筑技术，2022（4）：453-455.6 蔡宇苗.不良地质区域高支模现浇箱梁支架施工技术浅析J.四川水泥，2022（4）：163-165.7 郭勇.软土地基现浇连续箱梁支架搭设施工技术探析J.工程建设与设计，2022（3）：198-201.8 贺志刚，范宗凯，徐松艳，等.采用Midas civil软件对跨线桥预应力混凝土现浇箱梁支架的受力计算研究J.建材发展导向，2021（16）：163-165.161