市政工程现浇梁装配式模架设计与施工技术研究

【摘 要】一般地段现浇梁施工方法主要有移动支架法和支架法。受箱梁断面、周边环境、前期投资等因素影响，移动支架在铁路工程中应用较多，市政工程现浇梁一般为支架施工，现浇梁装配式模架施工技术是一种基于对现浇梁施工传统支架结构优化设计和集成创新的新型支架体系与成套施工技术，该技术借鉴了移动支架的工作原理，创新了传统支架施工方法。本文对装配式模架设计和施工主要环节进行了总结阐述，可供借鉴。

【关键词】现浇梁 装配式 支架 设计与施工 技术

1、现浇梁装配式模架简介

现浇装配式模架体系是在传统支架基础上，通过优化支架结构设计，使其基础、立柱钢管与支撑型钢、柱顶分配梁、落架装置、承重主梁等支架主要组成构件标准化、模块化，它集成了移动支架法和门洞式支架法的优点，施工安全。支架构件模块之间采用螺栓栓接，在不同施工条件周转使用时，只需根据实际情况选择适宜数量的各模块标准件、调节件组合即可组装成所需的支架，实现了墩梁式支架装配化，搭拆施工快速、便捷。

2、现浇梁装配式模架施工工艺流程

3、装配式模架设计及关键施工技术

3.1 地基与支架基础

3.1.1地基处理

支架设计时，应按《建筑地基基础设计规范》（GB50007）相关规定对基础的地基进行承载力、沉降量验算。

对于不良地基，为降低成本，减少地基处理，支架承重主梁宜采用一跨式结构，利用桥梁承台作为地基。如果桥梁设计为柱桩式桥墩或者无法利用承台作为基础时，则可考虑采用墩梁式支架，以减少单根立柱的荷载，降低地基承载力要求。

3.1.2支架基础

支架基础宜采用装配式基础，以利于周转使用，降低施工成本。装配式基础可采用钢筋混凝土基础或钢结构基础。

采用钢筋混凝土基础时应按《建筑地基基础设计规范》（GB50007）相关规定进行抗弯、抗剪配筋设计以及柱下混凝土局部承压验算，如采用柱下独立基础则还应进行抗冲切验算；采用钢结构基础时应按《钢结构设计规范》（GB50017）相关规定进行抗弯与抗剪承载力、刚度和稳定性验算。当考虑吊装与运输需要分节制作时，还应对接头进行专项设计。

3.2 竖向支撑体系

竖向支撑体系包括钢管立柱、横向联系、落架装置和柱顶分配梁四部分构件，按装配式施工要求，各部件相互联结采用螺栓连接。

3.2.1钢管立柱

钢管立柱设计应按《钢结构设计规范》（GB50017）相关规定进行强度、刚度和稳定性验算来确定其材料规格。

为实现施工的装配式，立柱钢管制作分为标准节和调整节（图2）。考虑运输和安装作业方便，建议立柱钢管标准节长3.0m，调整节长可选1.0m、0.5m、0.3m等多种规格，通过不同数量的标准节与调整节组合即可装配得到所需高度支墩立柱。

立柱钢管节段间焊接法兰盘用于立柱装配连接（图3），每个接头连接螺栓的数量应满足立柱抗弯拉承载力要求。

3.2.2横向联系

横向联系的主要作用是减少立柱的计算自由长度，从而提高立柱稳定性，对于高支墩，还可起到调整立柱荷载分配的作用。一般分为剪刀撑和平联两类，通常采用槽钢或角钢加工制作，与钢管立柱采用螺栓连接。

3.2.3落架装置

梁体混凝土浇筑后，支架中存在竖向承压接触连接的各部件，在承载后接触面摩擦力增大，造成构件拆除困难，同时兼顾支架支墩立柱标高调节，采用砂箱作为落架装置。

3.2.4柱顶分配梁

落架装置上方安装分配梁，根据受力分析确定分配梁的材料、型号规格，常用的由工字钢、H型钢制作而成。当分配梁长度不足时，需要进行拼接加长处理。拼接方式常采用加劲板焊接、栓接。

3.3 承重主梁

支架承重主梁可选用贝雷片、型钢、特制钢梁等。对于现浇量较大或支架跨度≥9m，一般多采用贝雷梁作为承重主梁。采用贝雷片作承重主梁时，贝雷片应根据设计间距在拼装场地按组拼装成型后，单组吊装就位。最后安装组与组之间的连接片。

3.4 钢侧模滑移施工

钢侧模滑移系统由限位滑块、侧模升降装置、拖拉装置组成（图4）。以贝雷支架平台为依托，安装顺序：贝雷桁架平台限位滑块托座顶托。

在第一联现浇梁翼板下方支架上提前安放两组限位滑块；侧模升降装置由托座和顶托组成，位于贝雷主梁上弦杆上，顶托承插于托座上，顶托上设有调节螺栓；在侧模下弦杆与滑移轨道交界处设置有限位块，限位块与轨道交界面为一层四氟滑板，用以较小模板滑移时产生的摩阻力。

在滑移轨道、升降装置安装后，于下一联支架平台远端位置安放卷扬机，卷扬机和钢侧模之间用钢丝绳连接，待对应现浇梁混凝土张拉压浆结束后，解除底模与侧模之间的连接螺栓，旋转顶托调节螺栓，使钢侧模下落到滑移轨道上，然后通过卷扬机拖拉钢侧模到待浇筑梁段的支架安装就位。

3.5 承重主梁与底模整孔落地拆除技术

利用梁顶面千斤顶提供支撑反力，钢铰线作为支架平台下落传力索，支架平台整体下落、拆除。落架系统见图5。

图5 落架系统横断面示意图

当连续梁预应力张拉、孔道压浆结束后，侧模利用滑移系统滑移至下一联，即进行安装平台下落系统的安装，具体安装顺序：落架孔预留钢撑脚千斤顶 兜底梁钢绞线连接。

在钢侧模滑移至下一联位置后，于每个预留孔上方安放钢支墩、钢撑脚（图6）和千斤顶，组合后见（图7），钢撑脚采用30mm厚钢板制作，由于落架以已浇筑好的梁面作为操作平台，在落架前应验算钢支墩对作用范围内的混凝土的抗压破坏，同时千斤顶吨位必须满足荷载要求。

在贝雷桁架平台下方，落架孔对应的位置安装兜底梁，兜底梁采用双拼工字钢制作。

4、结语

作为对市政传统现浇梁施工技术创新优化后的施工方法，现浇梁装配式模架施工技术具有以下优点：

（1）标准化、装配式，提高支支架构件利用率，易于安装，方便检查，大大减小高空作业的风险；

（2）机械化利用率最大化、材料损耗最小化、周转周期最小化，减少支架拆装作业时间，提高工作效率，节约工期与成本；

（3）支架体系整体稳定性较好，对复杂地质情况有很好的适应；

在实际应用中尚需注意以下几点：

（1）目前该支架形式不能很好的运用于平面曲线半径较小的桥梁结构。

（2）装配式基础分段长度应考虑吊装与运输方便，基础预制时应注意预埋吊装装置。

（3）分配梁传力重心线应与钢管立柱活动端中心线重合，避免荷载偏压。

（4）当所浇筑桥梁纵坡较大，支墩顶部存在较大地水平推力时，为减少立柱底部弯矩、提高支墩稳定性，如采用中支墩结构形式，宜采用双排格构式支墩，桥墩端支墩应增设与桥墩的联结措施。

（5）法兰盘与钢管之间应加焊三角形加劲肋，以提高法兰盘刚度和法兰盘与钢管的连接强度。

（6）过程中需加强支架下落系统钢铰线完好性的检查，同时注意千斤顶下放的同步性。