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摘要:當前在進行橋梁工程建設(shè)的過程中,箱梁是一種應(yīng)用得較為普遍的梁體形式,而對于現(xiàn)澆箱梁橋而言,常常會采用滿堂支架法施工。滿堂支架作為支撐體系,在保障橋梁施工安全和施工質(zhì)量方面發(fā)揮著非常重要的作用,而在采用滿堂支架法進行現(xiàn)澆混凝土箱梁橋施工的過程中,也必須要掌握相應(yīng)的施工技術(shù)要點。因此在本文的研究中,主要就針對現(xiàn)澆混凝土箱梁橋滿堂支架施工技術(shù)的要點進行了相應(yīng)的探討。
關(guān)鍵詞:箱梁;滿堂支架;現(xiàn)澆
作為現(xiàn)澆箱梁橋施工應(yīng)用得較為普遍的一種施工方法,滿堂支架法在發(fā)揮其適用性強、施工效率高的優(yōu)勢的同時,也對施工技術(shù)和工藝提出了更高的要求。滿堂支架的設(shè)計、搭設(shè)、預(yù)壓以及拆除等都將影響到箱梁的施工質(zhì)量。因此在施工過程中,必須要把握相應(yīng)的技術(shù)要點,確保支架的受力合理,各項參數(shù)能夠有效滿足箱梁施工的要求,從而有效地保證橋梁施工的質(zhì)量和安全。
1滿堂支架法概述
滿堂支架法是工程建設(shè)過程中的一種施工方法,其通過密布搭設(shè)腳手架作為支撐,為現(xiàn)澆梁、板施工創(chuàng)造有利的條件。該方法在施工過程中不需要大型的吊裝設(shè)備,但其所使用的模板數(shù)量較多。在橋梁工程施工中,滿堂支架法應(yīng)用得非常普遍。在應(yīng)用該方法時,首先需要對地基進行處理,然后再進行支架的安裝,安裝好支架之后再安裝底模及側(cè)模,同時安裝好支座并且對模板和支架進行預(yù)壓,預(yù)壓通過之后再進行鋼筋的綁扎,并且進行混凝土的澆筑,澆筑完成之后再進行養(yǎng)生,最后拆模及支架。在不同的環(huán)節(jié)需要把握不同的技術(shù)要點,才能夠更好地保證施工質(zhì)量。
2滿堂支架施工技術(shù)在杭紹臺高速公路工程中的應(yīng)用研究
2.1工程概況。杭紹臺高速公路工程紹興金華段起于錢江通道南接線與杭甬高速公路交叉的齊賢樞紐(K0+000),路線往南跨過杭甬運河,下穿杭甬客運專線后,沿紹齊公路(大越路)延伸至鑒湖鎮(zhèn)附近與紹諸高速公路交叉,路線繼續(xù)往南在甘霖與甬金高速公路交叉,經(jīng)新昌澄潭鎮(zhèn)、鏡嶺鎮(zhèn)、磐安胡宅鄉(xiāng),終于白尖嶺隧道進口(K115+350),路線全長約112km。本標段樁號為(K13+086~K27+970.457),路線長度14.884Km,全線采用雙向六車道高速公路標準。本標段的普通鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁共計19聯(lián),其中紹興西互通A匝道橋采用單箱三室箱型連續(xù)梁形式,現(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架施工,箱梁截面圖如圖1所示。在進行滿堂支架進行選型前,依據(jù)工程要求首先需要確保支架結(jié)構(gòu)的安全可靠,保證支架的耐久性和安全性,因此結(jié)合本項目的實際情況和工程地質(zhì)水文條件,最終選擇采用盤扣式滿堂支架體系進行施工。
2.2支架布置。在對支架結(jié)構(gòu)進行計算之前,首先結(jié)合規(guī)范要求和本工程實際情況對于支架結(jié)構(gòu)進行了初步的布置,本工程盤扣支架順橋向的間距設(shè)置為1.2m,橫橋向的間距設(shè)置為(3×1.2+2×0.9+3×1.2+2×0.9+1.2+2×0.9+1.2+2×0.9+3×1.2+2×0.9+3×1.2),縱向步距設(shè)置為1.5m,在頂托上方采用工字鋼作為分配梁,并在分配梁上設(shè)置有方木。
2.3支架計算。對于本項目而言,在對盤扣式滿堂支架進行計算的過程中,支架所承受的荷載主要包括模板、箱梁、橋面板、施工人員及機具、振搗和傾倒混凝土所產(chǎn)生的荷載以及新澆筑混凝土所產(chǎn)生的側(cè)壓力,通過計算,本工程滿堂支架所受荷載如表1所示。根據(jù)對滿堂支架荷載的計算結(jié)果,初步選定滿堂支架主要桿件,本工程滿堂支架主要桿件的參數(shù)如表2所示。這里以中腹板下盤扣立桿為例對支架立桿進行驗算,本工程支架的縱向間距為1.2m,橫向間距為0.9m,因此支架所承受的豎向荷載即為:N=0.9×1.2×(2.7+54.9+10.2+3.0+3.0+3+2)=81.86KN支架橫桿的步距為1.5m,取計算長度為1.5m,則有:λ=1.2L/i=1.2×1500/20=90<150,故步距滿足規(guī)范要求。查表可得:φ=0.55,則有:σ=N/φA=81.86×103/(0.55×5.71×102)=260.7MPa<305MPa故立桿滿足要求。對于邊腹板下盤扣立桿、底板下盤扣立桿等,均可以按照相同的方式進行驗算,通過驗算發(fā)現(xiàn)所選用的立桿及支架的布置均能夠滿足規(guī)范要求。
2.4地基驗算。在對滿堂支架進行計算的過程中,地基的驗算也是一個非常重要的內(nèi)容,必須要保證地基容許承載力能夠滿足要求,才能夠確保滿堂支架的安全使用。首先對于局部承壓的情況,在支架的底部設(shè)計有150mm×150mm的底托板,同時還設(shè)置了分配梁與混凝土面相接觸,本工程混凝土采用C30混凝土,故在計算的過程中取最大的反力對地基局部承載力進行驗算。地基局部承壓強度的計算如下式:P=81.86/(0.15×0.15)=3.64MPa<13.4MPa,故局地基部承壓能夠滿足要求。對于基底承載力,可以按照下式進行計算:P=(81.86+0.15×23.6)/(0.6×0.6)=237.22MPa>200MPa因此需要對支架的基底土層進行改良,使其能夠滿足要求,為確保地基具有足夠的承載力,在改良后地基承載力不能夠低于250MPa。
3現(xiàn)澆混凝土箱梁滿堂支架施工技術(shù)要點
3.1總體施工流程。本項目滿堂支架搭設(shè)的總體流程如圖1所示。
3.2施工準備。在正式進行滿堂支架搭設(shè)之前,必須要先完成相應(yīng)的準備工作,首先是進行支架的基礎(chǔ)放樣,在進行基礎(chǔ)放樣的過程中,嚴格按照支架配置圖的尺寸及標注進行,確保支架放樣的準確性。放樣完畢之后再按照支架搭設(shè)的需求將支架搭設(shè)所需材料分配好,并將所有材料放置在相應(yīng)的搭設(shè)區(qū)域。對于所有在支架搭設(shè)過程中需要使用到的材料,必須要對其質(zhì)量進行嚴格的檢查,所有的支架產(chǎn)品都必須要有相應(yīng)的產(chǎn)品標識和質(zhì)量合格證書,在檢查所有原材料都滿足設(shè)計要求之后才能夠?qū)ζ溥M行分配并放置。在將材料分配好之后按照支架施工圖將底座擺放在放樣的位置,并對現(xiàn)場的情況再次進行檢查,確保支架搭設(shè)范圍內(nèi)不存在對搭架施工可能造成影響的因素,然后才能夠正式開始滿堂支架的搭設(shè)。
3.3支架組搭。在完成相應(yīng)的準備工作之后,即可進行支架的組搭,支架組搭是滿堂支架施工過程中一個非常重要的環(huán)節(jié),所以在本工程滿堂支架施工過程中,將工作的重心安排在支架組搭環(huán)節(jié)。首先,按照支架放樣的結(jié)果對于調(diào)整座進行排列,使得調(diào)整座被放置在正確的位置,然后再將基座的立桿套筒部分套入放置好的調(diào)整座的上方,在套入基座的過程中,必須要確?;南戮壉煌耆胖玫桨馐质芰ζ矫娴陌疾壑?,基座放置的示意圖如圖2所示。在完成基座的放置之后再進行第一層水平桿的搭設(shè),在搭設(shè)水平桿過程中,首先把水平桿頭套入到圓盤小孔的位置,以使得水平桿頭的前端能夠抵住立桿的圓管,然后再利用斜楔貫穿小孔,并將斜楔敲緊后使其固定。對于第一層的立桿,不需要對其加裝連接棒,在完成水平桿的安裝之后,需要將第一層的立桿插入到基座的套筒之中,并且在插入之后還需要通過檢查孔檢查立桿是否插入到套筒的底部。待將所有第一層立桿插入到套筒底部之后,再進行上層桿件的組接。在組接上層桿件時,依次對第二層、第三層水平桿進行安裝,安裝步驟同第一層水平桿的安裝步驟相同。而在對第三層的水平桿進行安裝之前,還需要先對第一層的豎向斜桿進行安裝,在對第一層豎向斜桿進行安裝的過程中,所有的豎向斜桿必須要全部按照順時針或者全部按照逆時針的方向進行組搭,安裝時首先將豎向斜桿套在圓盤的大孔位置處,使得豎向斜桿的頭部能夠?qū)⒘U圓管抵住,然后再使用斜楔貫穿圓盤的大孔,并敲緊斜楔以實現(xiàn)對豎向斜桿的固定。在對豎向斜桿進行搭接的過程中,由于豎向斜桿具有方向性,所以必須要保證所有豎向斜桿安裝的方向一致,不能夠出現(xiàn)相反的情況。同理,在對后續(xù)層次豎向斜桿進行安裝的過程中,也需要嚴格按照第一層豎向斜桿安裝的方式進行。對于后續(xù)層次的支架需要按照前面所述步驟進行安裝即可。
3.4支架檢驗。在完成了支架的組搭之后,還必須要對支架進行驗收,以確保支架能夠滿足設(shè)計要求。在進行驗收的過程中,首先對于基礎(chǔ)進行檢驗,本項目地基進行過改良,所以必須要對地基的承載力進行復(fù)測,檢查地基承載力是否能夠滿足要求。同時,支架的立桿與基礎(chǔ)不能夠出現(xiàn)松動、懸空等情況。對于搭設(shè)的架體,其三維尺寸必須要符合設(shè)計要求,必須要將三維尺寸的誤差控制在規(guī)定的范圍內(nèi),其搭設(shè)方法以及桿件的設(shè)置都必須要滿足表3的要求。對于立桿之間的連接,必須要確保上下層之間立桿的連接是緊密可靠的。
3.5支架預(yù)壓。在完成了支架的搭設(shè)之后,為確保支架在使用過程中能夠承受上部的荷載,還需要對支架進行預(yù)壓,按照設(shè)計,本工程采用砂袋進行堆載預(yù)壓,在預(yù)壓過程中按照梁體自重分為60%、100%、110%三級進行加載,并且在每一級加載完成后對沉降情況進行觀測和記錄。本工程采用砂袋分段預(yù)壓法進行預(yù)壓,在施工前,先將砂裝入砂袋之中使得每個砂袋的重量保持一致,然后再對于每平方米應(yīng)該承受的荷載進行計算,再將其換算成砂袋的個數(shù)逐孔分段進行預(yù)壓。為了了解支架的沉降情況,在預(yù)壓過程中,選擇了相應(yīng)的測量控制點對支架的沉降情況進行監(jiān)測,測點沿縱橋向分別在墩中心線處、L/4、L/2、3L/4跨處布設(shè),橫橋向則在跨中、兩側(cè)底板邊緣和兩側(cè)翼緣板邊緣底部設(shè)點,每個斷面5個,從而形成一個沉降觀測網(wǎng),對于每一個測量控制點,在每一級加載完成后均對其標高進行測量,然后計算出每一級加載后支架的沉降值,本項目部分測量控制點的支架沉降監(jiān)測情況如表4所示。在加載至100%時,持荷24小時再次對支架的沉降及地基沉降情況進行觀測,待沉降穩(wěn)定后再繼續(xù)超載預(yù)壓。待支架預(yù)壓完成之后,對砂袋進行卸載時仍然采用分級卸載的方式,按照與加載相反的順序進行卸載,即先將超載預(yù)壓的10%的砂袋卸載,然后再卸載至60%,最后再完全卸載。
4結(jié)論
在應(yīng)用滿堂支架法進行現(xiàn)澆箱梁橋施工時,涉及到較多的工序,在本文的研究中,首先對于滿堂支架法進行了簡要的介紹,然后主要從地基處理、支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、張拉和支架拆除等幾個方面說明了現(xiàn)澆箱梁滿堂支架施工的要點,同時結(jié)合杭紹臺高速公路工程中某高架橋?qū)嵗龑τ诒P扣式滿堂支架施工的技術(shù)要點進行了相應(yīng)的探討,著重研究了滿堂支架的布置和驗算,并重點從施工準備、支架組搭、支架檢驗、支架預(yù)壓、支架拆除幾個方面詳細介紹了該項目中滿堂支架施工的技術(shù)要點,以期能夠使得滿堂支架法得到更好的應(yīng)用。
作者:林宇輝 單位:福建第一公路工程集團有限公司