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现浇矩形板梁的施工技术总结

陈 衔

摘 要 现浇矩形板梁的施工控制要点即是对地基、支架搭设、预压过程变化的控制，本文主要对以上几个控制要点进行分类阐述、分析，以达到施工的安全性。
关键词 地基 支架 预压 卸载

1 工程概况
赣粤高速公路是江西省通往广东省的主要干道，我处承担昌傅至泰和段A10标（K132+200—K143+721.536）路基工程施工任务，线内共有两座桥梁（K134+650上垅分离立交及K136+800岭背分离立交）上部构造为现浇矩形板梁。
K134+650上垅分离立交上部构造为支线上跨四孔（10+16+16+10米）连续板梁，板梁顶宽为8.0米，底宽4.0米，0#、4#为埋置式肋台，1#、2#、3#墩为直径1.2米的单柱墩，基础为扩大基础。连续板梁的主要工作量为：C30砼210.4m3，钢筋为51.291T。
K136+800岭背分离立交上部构造为支线上跨四孔（10+16+16+10米）连续板梁，板梁顶宽为5.5米，底宽2.5米，0#、4#为埋置式肋台，1#、2#、3#墩为直径1.0米的单柱墩，基础为扩大基础。连续板梁的主要工作量为：C30砼136.9m3，钢筋为33.708T。
2 地基地质情况及处理
2.1 地质情况
根据地堪资料，对地质情况进行分析，得出对工程有无影响的工程地质报告。
2.2 地基处理
对不良地基采取先进行挖除不适宜土质，再进行换填处理：分层压实，严格控制每层压实度，或沉降值。或采取其它方法进行处理。对良好地质直接进行平整压实。
在承载力达到设计要求以后，再铺上一定厚度的砂砾，然后垫上方木，以便搭设钢管支架。或铺上一定厚度的砼，并在四周开挖排水沟，防止雨水浸泡软弱地基。
3 支架搭设
支架搭设有多种不同的形式，现就落地式满堂支架（WDJ碗扣支架）进行分析。
3.1 支架钢管间距布设
① 支架立杆顺桥向间距布设。
② 横桥向梁底板间距布设。
③ 横桥向翼板间距布设。
④ 横杆间距布设。
立柱与横杆、立柱与满堂支架整体联结牢固，为保证支架的稳定性，纵横向均打剪刀撑。支架搭设必须严格控制间距，钢管扣接牢固，钢管顶端设顶拖，用调节顺桥向槽钢或工字钢等符合要求的钢材的标高，再在其上铺设等间距的方木。
3.2 车行通道钢管间距布设
为不阻碍施工便道的通行，根据施工情况在路线左（右）幅相邻两跨中处用槽钢或工字钢等符合要求的的钢材架设一处满足通行要求宽度的通道。
3.2.1 纵梁间距布设
① 钢材选用及合理搭配。
② 横桥向梁底板间距布设。
③ 横桥向翼板间距布设。
3.2.2 两端立柱间距布设
① 钢材选用及合理搭配。
② 横桥向梁底板间距布设。
③ 横桥向翼板间距布设
④ 横杆间距布设。
立柱与横杆、立柱与满堂支架整体联结牢固，为保证支架的稳定性，纵横向均打剪刀撑。
4 安装模板、布设测点、等载预压
在调整好标高的方木上铺设底模，底模采用钢模板组合，侧模立在底模上，用三角垫架支撑翼缘模板，采用对拉螺杆消除水平力，在模板和地基上按每跨梁中轴线往两边每3m布设侧点，测量高程，模拟施工实际情况，用编织袋装上等载加载预压，以检验支架的承载力和稳定性，并测量加载1天后的测点高程。
5 卸载，调整模板标高
卸除荷载，重新测量测点高程，分别比较加载前，加载后的测点高程，取得模板、支架变形及地基沉降数据和规律，按规律设置预拱，重新调整模板标高。
6 绑扎钢筋，浇注砼
在调整好的模板上进行钢筋绑扎，注意保证受力钢筋的最小净保护层2.5cm,并确保受力钢筋的焊接符合设计要求，用砼罐车运送砼，吊车吊运砼入模，砼按30cm厚分层浇注，为保证分层浇注时间不超过1小时，采用分层来回5米左右循环推进浇注。
7 养生，拆模
根据温度采用不同的养生方法，待砼强度达到设计规定值后，拆除支架和模板。
8 算例
现就K134+650上垅分离立交矩形板梁为例，分析落地式满堂支架（WDJ碗口支架）。
8.1 支架地基处理
K134+650 上垅分离立交处于泥岩地质段，十分坚硬，平整压实后承载力达200Kpa以上，再铺上20cm厚砂砾垫层，并在四周开挖排水沟，然后垫上方木，以便搭设钢管支架。
8.2 满堂支架设计
8.2.1 钢管间距布设
① 支架立杆顺桥向间距按1.0米布设。
② 横桥向梁底板间距按0.8米布设。
③ 横桥向翼板间距按1.0米布设。
④ 横杆间距按1.5米布设。
纵横向打剪刀撑，并检查联结的牢固性及稳定性。顶拖纵梁采用10型的槽钢，再在槽钢上铺设间距为60cm的方木，规格为10×10cm，地基垫木采用20×20 cm厚的方木。
8.2.2 分析计算
满堂支架杆件采用φ48×3mm钢管，立杆高6米，支架横桥向9米，纵桥向53米。
8..2.2.1 支架荷载计算
① 连续板梁体自重：m 1 = m砼+m钢筋 = 210.4×2.5t/m3+51.291t=577.3t
② 钢模板重：m 2 = m底模 + m侧模 =（8×52+0.4×2×52）m2 ×0.05t/ m 2= 22.88t
③ 临时施工荷载重：m3 = 52×8×0.15 t/ m2=62.4t
④ 支架钢管重：m4 = m立杆+m横桥向+m横杆
= (10×53×6+9×5×53+53×12×5)m×3.4kg/m
= 29.7t
⑤ 纵梁槽钢和方木重：m5 = 10t
支架总重：m = m 1+m 2+m3 +m4 +m5 = 703t
单位每延米重：q = m总/L = 13.53 t/延米
8.2.2.2 立杆承载验算
根据《路桥施工计算手册》钢管支架横杆间距按1.5米布距时，每根立柱竖向允许承载力为P容 = 26.8KN/根。
现只按梁底板下立杆数量共计：53×6 = 318根
则：N总 = 26.8KN/根×318根 = 8522.4KN
所以可得 m总 = 869.6t
则：m = 703t < m总 = 869.6t
8.2.2.3 地基承载力验算
现只按梁底板下的单根立杆计算：
单根立柱重：：703/318=2.2t
单根立杆承载垫木与地基的接触面积为：0.2×0.8= 0.16m2
则地基应力为：σ = 2.2t×9.8KN/t÷0.16 = 135KPa < 200KPa，满足要求。
8.3 车行通道钢管间距布设
为不阻碍施工便道的通行，在路线左幅1#墩和2#墩跨中处用25b型槽钢架设1-4米的通道。
8.3.1 梁间距布设
① 每根纵梁采用25b型槽钢背靠背“][”焊接。
② 横桥向梁底板间距按0.8米布设。
③ 横桥向翼板间距按1.0米布设。
8.3.2 两端立柱间距布设
① 横桥向梁底板间距按0.8米布设。
② 横桥向翼板间距按1.0米布设。
③ 横杆间距按1.5米布设。
立柱与横杆、立柱与满堂支架整体联结牢固，为保证支架的稳定性，纵横向均打剪刀撑。
8.3.3 分析计算
支架纵梁采用24根25b型槽钢背靠背焊接成12根“][”梁，板梁底板横向布设6根，翼板布设6根，支架立杆采用25b型槽钢直立，地基垫木采用30×20采用30×20cm厚的方木。
8.3.3.1 通道纵梁重：
m = ql = 13.53×4 = 54.12t
8.3.3.2 纵梁验算
假设纵梁上部荷载全部被梁底板承受，验算如下：
跨中弯矩：M = ql2/8 = 13.53×42/8 = 265.2KN/m
跨中弯曲应力：σ = M/W
= 265.2×103/（12×289.6×10-6）
= 76.3MPa < [σ] = 145MPa，满足要求。
挠度验算：
f = 5ql4/384EI =5×13.53×9.8×103×44/(12×384×2.1×105×106×3619.5×10-8)
= 4.8mm < L/400 = 10mm
8.3.3.3 纵梁立柱验算
假设上部荷载全部被梁底板12根立柱承受，则单根重：m = 54.12t/12 = 4.51t
单根立柱的回转半径：r = 2.22cm
由于用布距1.5米的横杆固结，立杆的自由长度为：L0 = 1.5m
则长细比：λ = L0/r=150/2.22 = 67.5 < 100
符合钢构件容许最大长细比[λ] ≤ 100
查表得：φ = 0.72
则：[N] = λ×Am×[σ] =0.72×39.9×10-4×140×106 = 402.3KN
而：P = 4.51×9.8KN/t = 44.2KN < [N] = 402.3KN
8.3.3.4 地基承载力计算
梁底板下每根立柱重：m=4.51t
单根立柱承载垫木（30×20厚垫木）与地基的接触面积为：0.3×0.8 = 0.24m2
则地基应力为：σ = 4.51t×9.8KN/t÷0.24m2 = 184KPa < 200KPa，满足要求。
9 结语
支架的搭设有多种方法，满堂支架是在现浇矩形板梁施工中普遍采用的一种搭设方式，本文就通过对满堂支架的受力分析计算来考虑施工的安全性，不足之处谨请批评指正。
参考文献
1. 周水兴等.《路桥施工计算手册》，人民交通出版社，2001年。
2. 毛瑞祥 程翔云. 《公路桥涵设计手册》分册《基本资料》，人民交通出版社，1993年。