基于满堂支架的高速公路桥梁现浇箱梁施工探讨
时间：2023-06-19 12:15:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
冯鹏飞
（陕西路桥集团有限公司，陕西 西安 710000）
高速公路桥梁现浇箱梁施工难度比较大，施工工艺及方法的选择及应用对施工质量、施工安全、施工成本等都有很大影响。在具体施工中需要结合工程特点，采取科学有效的施工功法具有非常重要的意义。满堂支架具有施工过程方便快捷、造价低、稳定性好等优势，既能满足高速公路桥梁现浇箱梁施工的要求，也可以很好地降低施工成本，从而获得更大的经济效益。基于此，开展基于满堂支架的高速公路桥梁现浇箱梁施工的探讨分析就显得尤为必要。
京台高速公路廊坊段K5+564.9 九州大桥上部预应力混凝土连续箱梁，采用单箱4～6 室横断面形式，悬臂等长、箱室等分。箱梁高1.4～2.0m，悬臂长2.25m。桥面横坡由箱梁整体旋转形成，底板和顶板平行，腹板垂直底板不变。在连续墩墩顶部位设顶板预应力。腹板厚0.4～0.6m、底板和顶板厚度分别为0.22m、0.25m。施工时根据设计及变更要求先进行第一联整体浇注，一次两端张拉，第二联待第一联张拉、封锚完成后进行浇注，第五、六、七联可同时浇筑。均采用一次两端张拉。主要材料数量为：C50 混凝土 14572m3、钢绞线522554kg、带肋钢筋3102579kg、波纹管34935m。上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱梁及装配式预应力混凝土连续箱梁，下部结构为肋式桥台、柱式桥墩；
钻孔灌注桩基础。
满堂支架是一种桥梁工程施工建设中常用的支架体系，多布置在一联或者是多跨桥下，体系转换次数比较少，甚至可以没有转换次数，利用效益比较高，施工速度比较快，常见的满堂支架现场图如图1 所示。
图1 满堂支架现场架设
满堂支架非常适用于低于20m 左右的桥梁墩身上部结构以及其他施工方法不经济的情况下，建造桥梁工程上部结构，在搭设中使用的辅助设备比较少，可减少人力以及物力的浪费，可很好地满足多块现浇桥梁工程施工的要求，既能很好的保证施工质量，也可以加快施工进度，具有良好的经济效益[1]。
3.1 注重地基的处理
案例工程位于平原地区，地势开阔，起伏比较小，地质勘查结果表明，桥区水文地质条件简单，覆盖层主要为粉砂、软弱土、粉质黏土等。为满堂支架搭设营造良好的条件，搭设满堂支架的基础需要进行加固和平整处理。在进行地基处理中，要先对松散的表层土进行全面清理，去除淤泥和松土，地基清理中要减轻对原土层造成的扰动和破坏。再进行回填，可采用挖掘机对地基进行初平和碾压，压实度控制在90%以上。最后在压实好的地基上浇筑一层横坡为1%的5cm 厚度的C20混凝土.
3.2 搭设满堂支架
本工程满堂支架基础底托布置在3cm 厚的木板之上，支架采用WDJ 碗扣式支架，每根支架的顶端和底端都需要设置与之相互配套的底托和顶托，且外露高度不宜超过30cm。为保证满堂支架搭设的稳固性，本工程底托采用规格为3cm×30cm 的木板进行调平处理，以防止水侵蚀和扩散支架应力。底层立杆采用三种不同规格（1.2m、1.8m、2.4m）的杆件，平均总高度为6m，每一根立杆都有3 种不同规格的杆件组成（2.4m+1.8m+1.2m），底托在进行调整操作中最大的调整高度不应超过30cm。跨中支架布设的间距控制在90cm 左右。顺桥向支架外侧布设两道斜锁钢管，控制倾斜角度在45°～60°，采取“十字”锁死，横桥向每隔五排布设一道斜锁钢管，倾斜角度控制在45°～60°，尤其是相邻两排斜锁钢管的角度要相反布置。翼缘板的外侧个1m 范围内搭设工作平台，腹板两侧用4m 钢管分两侧斜向支撑腹板外模，控制上层间距跨端1.2m，跨中1.8m；
下层间距跨端0.6m，跨中0.9m。纵向则通过6m 钢管分上下两层各两道将4m 钢管锁死，形成一个稳定的整体。墩柱位置可采取4 根钢管呈现出“井”字架设，将墩柱牢牢包裹住，通过钢扣件牢牢锁死在脚手架的横杆之上。待一个作业面的底部立杆和横杆全部安装完成后，再逐层向上安装，先安装立杆和横杆，再安装斜撑杆，以提升满堂支架搭设的稳定性，斜撑和满堂支架之间通过扣件连接成一个整体，立柱要纵横间隔布设，安装时要布置在框架结点之上，以最大限度上保证满堂支架整体结构的稳定性，提升承载力。
3.3 支座安装
支座在安装前，要检查产品合格证书中有关技术性能指标，如不符合设计要求时不得使用，支座垫石要求标高准确，表面平整，保持在同一水平面，其四角高差相对误差不得超过1mm，避免支座发生偏歪、不均匀受力和脱空现象。
3.4 满堂支架的预压和观测
为验证满堂支架搭设的稳定性、承载力、强度等是否满足设计要求，当满堂支架搭设完成后，还需要进行预压试验，本工程采取砂袋预压试验法，预压荷载为箱梁自重的100%。除了为有效抵消满堂支架的弹性变形而设置预拱度之外，满堂支架自身不设置预拱度，预拱度通常按照二次抛物线进行设置，具体的设置情况如表1 所示。
表1 现浇箱梁支架预拱度设置
满堂支架每跨上都需要设置观测点，测点在支架每跨设置三个观测断面，即每1/4 跨、1/2 跨、3/4 跨三个断面，每个断面地基设置二个点（底板两侧），支架三个点（其位置与基础点相对应，在中间加一个观测点）。砂袋加载分三级，第一次加载总重量的60%，第二次加载总重量的20%，第三次加载总重量的20%。重量加载前，对每个测点的原始数据进行观测记录，每加载一级，观测记录一次。每加载完成后要受压30min 后，再进行下一级加载，第三次加载完成后，每隔6h 观测一次，持续观测时间不小于72h。
连续48h 支架沉降量为零后，应当继续加载48h，以便更加全面地消除地基非弹性变形，卸载完成后，也要对每个观测点进行观测和记录。等满堂支架预压趋于稳定后，按照观测记录，确定预拱度值设置值f，对满堂支架而言，跨中处现浇梁底模板高程=跨中处梁底设计高程+支架在荷载作用下的弹性压缩（fx），其余各点按抛物线进行设置预拱度y，为保证满堂支架预压和观测准确性，观测须由专人负责进行，测站点要相对固定，不能随意更换观测人员，防止出现人为误差，如实填写观测数据，如出现意外数据，应分析原因，不得弄虚作假[2]。
3.5 安装模板和钢筋
模板由底模、侧模、内模3 个部分组成，内模预先分别制作组装，使用前应进行拼装，为便于使用时方便，还应对每节模板进行编号，使用时按照编号顺序组装。
普通钢筋和预应力钢筋严格按照设计要求进行布设，尤其是腹板和横隔梁钢筋，需要预先按照设计在钢筋场焊接成骨架，通过平板车运输到施工现场后进行吊装。先绑扎箱梁底板下层钢筋网；
再安装腹板钢筋骨架和钢筋；
接着安装横隔板钢筋骨架和钢筋；
然后绑扎箱梁底板钢筋上层钢筋网和侧角钢筋；
最后安装波纹管和绑扎顶板上下层钢筋网、侧角钢筋以及护栏钢筋。
3.6 安装预应力管道
预应力管道的位置需要严格按照设计要求进行精确布置，通过“井”字型钢筋对预应力管道精确定位，定位筋的间距要严格控制，定位筋基本间距直线段不大于100cm，曲线段不大于50cm，定位筋可采用φ10 钢筋制作，保证在混凝土浇筑期间不产生位移[3]。塑料波纹管管道连接位置的连接管要采用大一个直径类别的同类管道，其长度应为连接管道内径的5～7 倍，在连接中接头位置不能存在角度变化，并保证连接的牢固性，以免在混凝土浇筑中发生位移和偏斜，连接处外部用胶布缠牢，以免在混凝土浇筑中水泥浆液进入管道中，引起管道堵塞问题，增加后期预应力张拉的难度。
3.7 浇筑混凝土
为保证施工质量，需要先浇筑底板，再浇筑腹板，最后等顶板钢筋绑扎完成后，浇筑顶板混凝土。混凝土边浇筑，边用50 插入式振捣器进行充分振捣，控制振捣器每次移动距离，不超过振捣器半径的1.5 倍，振捣器到模板、预埋件的距离控制在50～100mm，并插入下层50～100mm，并尤其注意避免振动器碰撞波纹管，在钢筋较密的部位一定不能漏振，振捣时以混凝土面不再产生气泡为宜。混凝土浇筑过程中有专人对支架和模板进行检查监控，发现问题及时进行处理。混凝土浇筑完成后及时覆盖洒水养生。
在混凝土浇筑全过程中需要安排专业人员跟踪检查模板的稳定性、翘曲度以及模板支架的稳定性，若模板发生漏浆现象，要及时用海绵条进行填塞。在混凝土浇筑之前，需要在L/2 和L/4 截面位置的底模板下挂垂线，每截面左边、中线、右边上分别设置三道垂线，并在地面上与之对应的位置布设钢筋辊，两根钢筋棍相互交错的位置要划伤标记线，用于观测混凝土浇筑中底板的沉降量和支架垂直位移情况。若发生异常情况，立即停止浇筑混凝土，查明原因后再继续施工。梁体混凝土浇筑后，应在收浆后尽快采用透水土工布予以覆盖和洒水养护[4]。覆盖土工布时要加强保护，避免损坏和污染混凝土表面，每天都要洒水，洒水量和洒水次数需要结合当体气候条件进行调整，保持混凝土表面始终处于湿润为准，在混凝土强度不足2.5MPa 时，严谨行人和运输设备通过。
3.8 张拉
当现浇箱梁混凝土强度达到强度的90%且龄期不小于7d 时，才能进行张拉操作，为提升张拉效果，本工程采取了双控张拉方式，以张拉力控制为主，伸长值校核为辅，控制实际伸长量和理论伸长量之间的误差不超过±6%，具体的张拉程序为：0→初应力（20%бcon）→（30%бcon）→бcon（持荷 5min 锚固）。在张拉操作中保证每束钢绞线断丝或者是滑丝的总数量不能超过1丝，且各断面断丝总和不能超过断面钢丝总数的1%，若超过1%必须及时更换钢束，张拉顺序必须严格按照设计图纸的要求进行。若设计图纸中没有明确的规定，可按照分段、分批、对称的原则进行张拉。
3.9 孔道压浆和封锚
张拉完成后48h 内要尽快完成孔道压浆操作，浆液性能要满足相关规范的要求，并保证所选择的外加剂和水泥具有良好的相容性，且不能含有氯盐、亚硝酸盐等对钢筋有腐蚀作用的物质，所配制水泥浆液的强度不能低于50MPa，按照从下到上的顺序一次压浆。压浆压力控制在0.5MPa～0.7MPa[5]。压浆结束后及时将锚具周围冲洗干净，并进行凿毛处理，布设好钢筋网，浇筑封锚混凝土。
3.10 模板和支架拆除
混凝土强度达到设计强度50%以上，才能进行内模拆除操作，切不可将内模和杂物留置箱体中，拆模时需要做好保护工作，避免野蛮拆模，防治破坏混凝土边棱。
拆除满堂支架时，要先拆卸悬臂部分，再从跨中间向两边逐渐拆除，整个拆除工作要均匀、缓慢、对称进行。尤其是联端支架，需要等端横梁二次浇筑完成，并持续养护5d 后才能拆除。卸落支架时，现场技术员用仪器观测箱梁挠度和墩台变化情况，并做详细记录。
综上所述，结合工程实例，探讨了基于满堂支架的高速公路桥梁现浇箱梁施工过程及要点，分析结果表明，在高速公路桥梁现浇箱梁施工中，施工现场条件复杂，施工难度大，满堂支架具有良好的适应性，在多数地质条件下都能起到良好的支撑作用，为模板、钢筋、混凝土浇筑等工序提供良好的操作平台。为提升施工质量，要制定完善的搭设方案，技术人员要实时观测和解决遇到的各种问题，以保证支架体系的稳定性，发挥出满堂支架的优势，更好的保证桥梁工程施工质量。
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