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匝道桥现浇箱梁施工中满堂支架法的应用

2024-05-23 14 上传者：管理员

摘要：满堂支架现浇箱梁施工技术作为一种先进的桥梁施工技术，可以极大提升施工效率与施工质量。本文以某公路桥梁改造工程为实例，详细阐述了支架的基础构造，根据具体工况计算了支架搭建的相关参数，同时深入探讨了支架搭建及模板施工的技术细节，旨在提升现浇箱梁满堂支架施工的工作效率，确保桥梁工程的整体施工质量达到高标准，促进桥梁业高速发展。

关键词：
匝道桥
施工难度
满堂支架法
现浇箱梁
盘扣式脚手架
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1、工程概况

清远市城西大道改造项目全程2 km，改造区段自K2+160开始，至K4+160结束。作为清远市的主要交通干道，设定的规范行驶速度主道为60 km/h，辅道为40 km/h。此外，还将新增两座匝道桥，其中设计的A桥行驶速度为30 km/h,B桥行驶速度为40 km/h。本项目的主要任务是进行B匝道桥现浇箱梁的施工，鉴于B匝道桥具有大跨度的特点，施工难度相对较高，为满足工程实际需求，决定采取满堂支架法来完成B匝道桥的现浇箱梁施工工作。

2、支架基本结构形式

支架的主要结构有盘扣式脚手架、可调底座、可调托撑、支架立杆等等，其中脚手架钢管型号为φ60×3.2 mm。位于支架立杆顶部与底部的可调托撑与底座长度都为60 cm。在托撑上以横桥向铺装工10分配梁，分配梁上以顺桥向铺装木方，木方上铺装1.5 cm厚复合木纤维模板，木方尺寸为9×9 cm2。见图1。

3、支架稳定性验算

3.1荷载

通过计算得出模板及主次龙骨、支撑架体、钢筋及砼自重分别为2.16 k N、7.56 k N、44.07 k N；振捣荷载为3.6 KN；施工操作员和设备荷载为5.4 KN。

3.2荷载组合

活荷载与恒荷载分项系数分别取1.4、1.2，计算出q1=62 890 N;q2=1.23(a+b+c)+1.43,d+e=77 150 N。

图1支架结构示意

3.3稳定性验算

验算方法选用不组合风荷载验算法，流程须满足《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2018的规定[1]。

立杆截面的相关参数：回转半径i=20.10 mm，抗弯强度f=300 N/mm2，截面积A=571 mm2，立杆稳定性计算不组合风荷载：

故稳定性满足要求。

式中：N、φ、A、f分别为立杆轴向力设计值、轴心受压构件稳定系数、立杆截面积与抗弯强度，其中A设定为0.55。

4、施工技术

4.1支架搭设

搭建流程如下：

(1）铺设可调底座并安装竖立立杆。

(2）安放第一层水平杆，进行立杆和竖向斜杆的安装工作。

(3）安放第二层水平杆并安装竖向斜杆直至整个架体完成。

支架搭设形成的盘扣节点可参见图2。

图2盘扣支架节点详图

支架搭设要点如下：

(1）支架的主体结构的搭建顺序为：依次搭设立杆、水平杆和斜杆，支架主体单元由这三个部分构成，可依托主体单元进行扩展成更为复杂体系[2]。

(2）在定位线上水平安装垫板与可调支架底座，垫板不能出现翘曲且须平整，若两者有开裂现象，需进行更换。

(3）同一水平面连接套管和立杆，相邻立杆与连接套管接头的最小距离为75 mm。对于超过8 m的支架，应设置两者最小距离为500 mm。

(4）立杆和套管高度不一时，则须使纵向扫地杆延长至低处，并使其两跨与立杆固定，最小高度差为1 m。

(5）通过对水平杆扣接头或者连接盘进行锤击，使支架稳定插入设计深度。

(6）完成搭设支架的每一步骤后，应该及时调整水平杆的步距、纵向和横向距离，此外，立杆最小垂直偏移为50 mm，故还需对其偏差度进行精确控制，使模板支架总高度大于垂直偏移500倍，达到设计要求[3]。

(7）支架的斜杆设置标准如下：支架搭设高度小于8 m时，其最小步距为1.5 m，设置竖向与横向斜杆分别于支架体四周外立面向内第一跨每层、架体整体顶层和底层，在架体内部区域每隔5跨由底至顶纵、横向均设置竖向斜杆。架体高度大于4倍步距时，须进行顶层水平斜杆安装。支架搭设高度超过8 m时，水平杆步距不能超过1.5 m，支架竖向应每隔5个标准步距设置一层水平层斜杆，并确保其与墩柱形成稳固可靠的拉结连接。而竖向布置的斜杆应按照同一方向进行排列安装。

(8）托座插入立杆的最小长度为15 cm，伸出顶层水平杆悬臂以及丝杆外露最小长度分别为65cm、40 cm，见图3。

图3可调托座安装示意（mm)

(9）支架可调底座调节丝外露或水平杆离地的长度须分别小于30 cm、55 cm。单肢立杆荷载低于40 KN时，安装竖向斜杆，水平杆步距取标准步距；单肢立杆荷载高于40 KN时，安装竖向斜杆，并使水平杆步距缩短盘扣间距的距离。

4.2模板施工

4.2.1纵横梁安装

安装前应微调托撑标高，之后方可安装工10横梁，槽钢上的模板纵向分配梁由方木构成，方木规格为10 cm2。

4.2.2底侧模安装

底模与侧模应一次性整体安装到位，具体操作是先在支架顶部的纵向方木上按照设计规范安装侧底模所用的横肋方木，随后铺设竹胶板。

模板拼接部位需严丝合缝地贴合，并采用玻璃胶进行细致填塞与抹平处理，确保混凝土浇筑过程中无浆液外漏现象发生，进而保证了拆模后混凝土表面于板缝处的质量完好无损、外观平整美观。

4.2.3翼缘板处支架搭设

采用变形尺寸的S5联翼缘板，利用尺寸为48*3.5 mm脚手管弯曲制成其翼缘板分配梁，设置双脚手管于支架立杆部位，并按60 cm一道设置14 mm对拉拉杆，每隔60 cm间距设置顶称，详情可参见图4。

图4翼缘板支撑架示意

4.3施工通道设置

箱梁施工中，采用模块式钢结构拼装形成人员通道爬梯。爬梯的长宽高分别为2 m、4 m、3 m，利用螺栓连接标准段。配置2处爬梯于每联箱梁，并与支架一起搭建，爬梯的出口应贴有警示横幅并安装防护杆，利用铁丝固定脚手架间连接通道上的木板。利用焊接的方式将贝雷支架工25和梯笼爬梯底座固定，设计6处焊接点与4组用来固定的缆风绳，缆风绳绑扎至双拼588主梁位置。

4.4支架拆除

梁体预应力管道压浆施工结束后，可对支架进行拆卸。

采用降低顶托结构的方式进行落架，将底模与侧模结构分块拆除，拆除时应遵循“后装先拆”原则，从顶部至底部，以全断面的方式逐层进行支架拆除。杆件进行拆除时，要避免将钢管随意丢弃，而是从上往下，一层一层地递送，至最底部后应当进行及时处理，将其妥善堆放，并按要求运输到待用梁跨材料放置区域。拆除支架时须安排现场指挥人员，监督并检查是否有人未佩戴安全带或安全帽。施工区域内设置专人巡视，严格执行禁入规定，杜绝周边无关人员进入施工区域。

5、施工效果检验

施工完成后需对箱梁力学性能及位移变形量进行检测，并对相关性能指标进行分析，包括有桥梁箱梁的抗弯强度、抗剪强度以及承载力等等。其中抗弯强度的计算，采用了特定的公式进行精确测定：

式中:ε为桥梁箱梁抗弯强度，k N;Mmax为箱梁最大弯矩，N;E为箱梁截面抵抗矩。

桥梁箱梁抗剪强度公式为：

式中:u为桥梁箱梁抗剪强度，MPa;Hmax为最大剪力，N;S为混凝土弹性模量，GPa。

箱梁承载力公式为：

式中:A为桥梁箱梁抗压设计强度；x为主梁钢筋混凝土的套箍指标；F为桥梁箱梁承载力；q为箱梁截面面积。依照设计标准结合实际工况，该桥梁现浇箱梁最大压应力、容许抗剪应力与抗弯应力分别为26.45MPa、23.59 MPa、20.15 MPa，并作为桥梁箱梁力学性能检验的依据。试验随机选取完成浇筑施工的10个箱梁，将上式代入每个箱梁实际数值，计算出承载力、抗剪强度和抗拉应力，详情如表1所示。

表1 B匝道桥现浇箱梁力学性能参数（单位:MPa)

根据表1可知，箱梁具有很高的抗剪强度和抗弯强度，单个箱梁的平均抗剪强度和抗弯强度分别为54.76 MPa、51.26 MPa，超过规定的容许抗剪与抗弯应力标准。箱梁承载力最大值与最小值分别为43.06MPa、40.56 mm，同样满足设计标准。基于测试结果说明该桥梁现浇箱梁具有出色的承载与抵抗变形的能力。为进一步验证施工方案可行度，按要求检测箱梁位移变形量，大跨度桥梁现浇箱梁位移变形量需低于15.55 mm，据此作为衡量标准，随机选择8个代表性测试点安装位移变形监测仪，每周定时进行箱梁变形数据采集，详情如表2所示。

表2 B匝道桥现浇箱梁位移情况统计（单位:mm)

根据表2可知，B匝道桥现浇箱梁的位移变形量相对较小，变形量最高为0.17 mm。施工结束后第21d起，箱梁的位移变形量保持稳定，平均位移变形量为0.11 mm，满足相关标准。本次试验结果有力地验证了采用满堂支架法对B匝道桥进行现浇箱梁施工的科学性和有效性，在力学性能及位移变形控制方面均达到了预期的质量标准。

6、结束语

综上，支架作为支撑开展桥梁施工的关键结构，可以很好的保证施工结构完整性。本文通过对实际案例进行剖析，在此基础上进行了支架结构的受力计算，并提出了对其设计与搭建的优化方法。通过运用科学严谨的结构设计，有效地保障了现浇箱梁工程的顺利实施，对同类工程项目具有重要的参考价值和借鉴意义。

参考文献:

[1]赵晓庆.现浇箱梁盘扣式支架施工技术[J].交通世界,2023(8):168-170.

[2]郑铭棋.满堂支架现浇箱梁施工技术在市政桥梁工程中的应用[J].工程建设与设计,2023(5):164-166.

[3]张志强.公路桥梁工程中满堂支架现浇箱梁施工技术的应用[J].建筑技术开发,2022,49(2):115-117.

文章来源:李文杰.匝道桥现浇箱梁施工中满堂支架法的应用[J].科学技术创新,2024(10):138-141.