探析桥梁上部结构支架法施工

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摘要：桥梁上部结构的支架相对于一般支架更重要，一旦发生事故造成的损失将更严重。本文结合工程实例针对桥梁上部结构支架施工特点，对支架施工的各个环节进行了详细的分析和总结。

关键词：桥梁上部结构；支架施工

中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号：

1工程实例

广济路北延1-A标段的荷塘月色大桥，上部结构为现浇预应力钢筋混凝土连续箱梁（2-40m+3-40m+3-40m，共长440m），桥面宽22×2m。由于现浇箱梁受力情况较为复杂，施工难度大，再加上施工期间昼夜温差变化大等施工难题，在实际施工过程中，必须采取有效措施，确实保证施工安全和达到设计要求。

2施工方案

为确保施工过程的顺利进行，必须先对该项目的施工方案进行设计。综合考虑各方面的因素后，该项目的施工方案最终确定如下：在对地基的处理过程中，先对支架处原地面清表、碾压后再填筑两层灰土，作为封水受力层，在支架外侧挖排水沟，防止雨水浸泡地基。按支架排间距横桥向浇筑15cm厚30cm宽的C20砼条形基础，在条形基础之间抹砂浆作为防水层，并采用满堂碗扣式钢管脚手架作为现浇箱梁支架；为保证施工安全并达到设计要求，还需通过对支架进行预压使支架及地基充分变形并达到稳定。这样就可防止由于地基不均匀沉降而导致扣件式脚手架失稳和产生裂缝等，同时也保证箱梁在施工中有足够的刚度和稳定性；在箱梁的浇筑过程中，采取分节段进行，先浇筑箱梁底板和腹板，再进行顶板的浇筑。

3施工流程：地基处理浇筑支架条形基础混凝土搭设扣件式钢管支架安装箱梁底模分层预压分层卸荷测量调平底模绑扎钢架安装内外侧模分段浇筑底板及腹板混凝土安装顶板底模绑扎钢筋分段浇筑顶板混凝土。

4支架的设计

4.1支架设计的关键在于荷载的选择及组合，应充分考虑各种施工荷载，不可遗漏。支架的荷载主要包括以下几个方面。

4.1.1永久荷载⑴作用在模板支架上的结构荷载，包括：新浇筑混凝土、钢筋、模板、支承梁(楞)等自重。⑵组成模板支架结构的杆系自重，包括：立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑等自重。⑶配件自重，根据工程情况，包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重。

4.1.2可变荷载⑴施工人员及施工设备荷载；⑵振捣混凝土时产生的荷载；⑶风荷载。

按经验，荷载取值可参考以下数值：

4.2支架布设

现以荷塘月色大桥40m中跨箱梁（等截面，箱顶宽度21.8m，箱底宽度15.3m，箱身高度2m，单箱三室，翼缘板悬挑长度3.25m，支架高度为7m）为例，进行支架布设分析。该箱梁段碗扣支架布设为：⑴箱室下和翼缘板下立杆横向间距90cm，横梁和腹板下立杆横向间距60cm；⑵立杆纵向间距60cm；⑶立杆计算步距120cm；⑷横桥向小梁按间距离30cm布设15×10cm方木；⑸立杆顶顺桥向的主梁按照支架立杆间距布设16a号槽钢。

按支架布置原则，计算横桥向立杆数为32根；根据确定的基础标高及支架顶面标高，按碗扣支架的布置形式确定的步距，计算出了纵向水平杆、横向水平杆的数量，支架横断面图如下：

4.3支架验算

支架是否牢固可靠是支架法施工的关键，支架验算内容主要包括：⑴主梁（案例中采用槽钢）的抗弯、抗剪强度及挠度变形；⑵小梁（案例中采用方木）的抗弯、抗剪强度及挠度变形；⑶立杆的抗压强度；⑷基础的承载力。结合本案例支架布设方案确定采用的验算方式为：横梁和腹板下小梁按二等跨梁计算，箱室底小梁按四等跨梁计算，翼缘板底小梁按三等跨梁来计算；翼缘板底及箱室底的主梁按三等跨梁来计算；立杆计算为验算横梁和腹板底、箱室底以及翼缘板底立杆的抗压强度。主梁与小梁抗弯、抗剪强度验算时的计算荷载按活载控制效应组合与恒载控制效应组合两者中取大值，挠度变形验算时计算荷载按正常使用极限状态的荷载来考虑。

4.4底模板验算

底模直接承受上部施工荷载,取承受最大荷载的横梁和腹板处进行验算, 取单位宽度面板进行计算，即将面板看作一"扁梁"，梁宽1m，简化为跨径为30cm的三等跨连续梁来验算底模的抗弯、抗剪强度及挠度变形，计算荷载选取方式同主梁。

4.5构造要求

支架的构造要求除应符合规范要求外，尚应特别注意以下几点：⑴每根立杆均设置标准底座，并加垫方木板。设置方木板具有分散应力、防止应力集中的作用，同时可避免因单根立杆地基沉降过大导致支架整体失稳。⑵碗扣式脚手架由于立杆间距的不均匀导致十字撑不能应用，因此其斜撑应予加强，建议采用常用的剪刀撑。⑶应确保支架在节点处受力，不宜在横杆中间受力。

5支架的地基处理

5.1一般地基处理对于一般地质条件的地基处理，可采用铺筑水泥稳定土或水泥稳定粒料层作为面层，顶面做好排水横坡，顺桥向两侧挖好排水沟，做到排水通畅。如采用一般土填筑，则应对顶面的平整度进行严格控制、做好横向排水坡，且支架底部垫木宽度应尽量加大，对于必须跨越雨季进行施工的则应避免采用土填筑顶层，防止雨水浸泡造成地基沉陷。

5.2软弱地基处理对于深层淤泥质软弱地基，应改变施工方案，满堂支架方案已不适用，应采用较大跨度的梁式支架、管桩或钻孔桩基础。对于浅层软弱地基或软塑及硬塑状态的不良地基，可采用抛填50～100cm厚片石或分层填筑150～200cm土，顶部浇筑10～15cm素混凝土作为垫层。浇筑素混凝土垫层，不仅可增加应力扩散面积、加强地基的整体稳定性，而且由于素混凝土本身的抗剪切强度，即使局部地基处理不到位，仍可保证地基的安全；对于雨季施工的支架，可确保地基不受雨水浸泡，从而避免地基沉陷。可以说素混凝土垫层对于地基的安全稳定是极其重要的，因此建议软弱地基及雨季施工的支架地基均浇筑素混凝土垫层。

6支架的搭设及预压

6.1支架搭设⑴支架搭设应严格按要求分阶段验收：支架搭设前进行构配件质量验收；首段以高度为6m进行第一阶段(撂底阶段)的检查与验收；架体应随施工进度定期进行检查，达到设计高度后进行全面的检查与验收；遇6级以上大风、大雨、大雪后特殊情况的检查；停工超过一个月恢复使用前进行检查。⑵对于支架应重点检查以下内容：保证架体几何不变性的斜杆等设置是否完善；基础是否有不均匀沉降，立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况；立杆上碗扣是否可靠锁紧；立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度。

6.2支架预压⑴预压目的：①检验支架及地基的强度、刚度及稳定性；②消除支架承受荷载引起的非弹性变形量；③消除支架承受荷载后地基的沉降变形量；④检测支架承受荷载的弹性变形量，为箱梁支架模板预拱度设置提供依据。⑵预压荷载。支架预压荷载一般按混凝土结构恒载与模板重量之和的1.1倍进行控制。预压荷载应分级进行，且应不小于3级，一般可按060%80%100%的顺序进行加载，如有必要可减少分级次数，但仍需分级进行。支架预压可一次性卸载，预压荷载应对称、均匀、同步卸载。⑶加载顺序。加载顺序为从跨中开始，按从中间到两边的顺序逐级加载。⑷加载材料。支架预压加载材料可采用砂袋或水袋。一般情况下，采用水袋加载更均匀，但水袋重量一般均不能满足加载要求，因此仍需配合砂袋或其他材料以满足预压荷载要求。根据项目的具体情况，荷塘月色大桥施工采用砂袋法进行预压。⑸预压观测。加载前、每级荷载加载完成后、加载12h、加载24h、加载48h和卸载完毕后均应对支架及地基进行观测。变形不收敛时应延长观测时间。观测点的布设要上下对应，目的是既要观测地基的沉降量，又要观测支架、方木的变形量。支架预压前应在跨中断面、1/4跨中断面、墩位断面设置预压沉降观测点，在横断面上一般布置在两侧翼缘板、箱梁底板两侧及中间，共5个观测点。当连续3d累计沉降量不大于5mm认为已消除地基和支架的非弹性变形，预压工作结束。卸除预压荷载后，反复测标高反弹小于10mm，调整底板标高，清理底板上杂物，对底板上接缝进行密封处理。

结语

支架施工是为连续梁桥施工中最常用的一种施工方法，其施工工艺简单，无需大型的机械设备，施工速度较快，能适用于多种桥梁形式和各种环境下的施工。根据笔者多年从事公路、桥梁施工及管理的经验，简明扼要的介绍了支架施工各个环节关键技术要点，为支架的安全施工提供了有益的参考。

【参考文献】

[1]JGJ 166-2008，《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》

[2]GB 50009-2001，《建筑结构荷载规范》

[3]王海涛，李照明，黄志豪.山区现浇箱梁施工中地基处理及支架搭设[J].公路交通科技(应用技术版)，2009，(12)

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[5]艾高永，刘艳玲，罗松军.浅谈支架法浇筑现浇箱梁的施工工艺[J].科技风，2009，(19)