浅谈现浇混凝土梁支架方案施工技术

【摘要】本文主要介绍了南大港～河桥现浇混凝土梁的支架施工方案和控制要点，重点分析了现浇混凝土梁支架模板施工的具体方案，供类似桥梁施工时参考。

【关键词】现浇混凝土梁；支架模板；施工技术

1. 概述

（1）松陵大道工程（仲英大道向南延伸段）位于苏州市吴江区松陵镇西侧，呈南北走向，北起学院路，南至云龙西路，对应道路桩号K0+000～K2+395.474，全长约2.4公里，道路宽度64.5米。

（2）南大港——河桥位于本工程道路桩号K0+356.479～K0+579.479处的两河交汇处，设计为兼具交通干道功能的城市景观桥。桥梁轴线全长220米，河道中线与道路中线斜交。全桥采用五幅式断面，全宽66.5m，横向分为5座桥梁，分别为：2×5.5m宽人行桥、2×22.71m宽车行桥及10m宽绿化带桥。

（3）人行桥采用标准跨20米的上承式现浇混凝土拱梁组合结构。西侧人行桥为10孔，联长200米；东侧人行桥为12孔，联长240米。均与道路中心线正交。主梁跨中梁高1.405米，支点为镂空三角区，全高2.65米，其中上部梁高0.85米，空腔高1.8米。

（4）车行桥采用预应力钢筋混凝土板梁结构。西侧车行桥共11跨，东侧车行桥共12跨。均分3联布置（西侧车行桥自南向北依次为WV1、WV2、WV3；东侧车行桥自南向北依次为EV1、EV2、EV3）。V2、V3联联采用20米预制预应力空心板梁，梁高0.9米；V1联（西侧69.879m长，东侧70.001m长）由于受节制闸高程限制，采用现浇预应力空心板梁结构，梁高0.8米。

（5）绿化带桥为现浇混凝土结构，共14跨，分4联布置（自南向北依次为G1、G2、G3、G4）。其中G1联由于南大港河水闸及防洪墙从其下穿过，受其高程限制，桥梁上部结构划分为2个分联（G1-2、G1-3），环绕水闸布置， 均为三跨连续钢筋混凝土实心板梁；G2、G3、G4联采用整体现浇预应力空心板梁；梁高均为0.8米。

2. 施工方法及技术措施：

2.1支架基础处理。

（1）支架支搭前，首先将箱梁投影外扩2米范围的支架地基进行清理、平整、碾压后换填50cm石灰土，分两层采用重型压路机碾压压实，保证压实度达到93%以上，然后浇筑15cm厚C15混凝土。

（2）为确保施工期间支架基础不被水浸泡，支架基础顶面应高出周围地面20cm以上，并在支架两侧2m以外的位置设置排水沟。排水沟坡度为3-5‰。在最低点，设置积水坑，水流入坑内，用潜水泵将水排出场外。

2.2支架设计与施工。

（1）箱梁支架采用48×3.5mm碗扣式脚手架搭设，钢管采用Q235A钢，外径48mm，壁厚3.5mm。支架立杆纵横向间距均为0.9米，纵桥向间距0.9米，横拉杆步距1.2m（支架的最底层及底板范围的最顶层横拉杆必须搭设）。可调顶托调整高度严格控制在30cm以内。

（2）支架上U托上布置I10工字钢，间距0.9m。工字钢上铺设10×10cm方木，间距30cm。见支架断面图。

（3）根据组架方案和尺寸，测定框架底脚位置，在混凝土底板上安放可调底托，底座轴心线应与地面垂直，并保证支架柱脚位于同一水平线上。脚手架搭设应按立杆、横杆的顺序逐层搭设，每次上升高度不大于3m。拼装时随时检查横杆的水平度、直角度和立杆垂直度，并在无荷载的情况下检查立杆底座是否浮地松动，不平或松动的应旋紧可调支座或用薄铁板垫实。

（4）搭设时，先将上碗扣搁置在限位销上，将横杆接头插入下碗扣，使接头弧面与立杆密贴，待全部接头插入后，将上碗扣套下，并用榔头顺时针沿切线敲击上碗扣凸头，直至上碗扣被限位销卡紧不再转动为止。如发现上碗扣扣不紧，或限位销不能进入上碗扣螺旋面，应检查立杆与横杆是否垂直，相邻的两个碗扣是否在同一水平面上（即横杆水平度是否符合要求）；下碗扣与立杆的同轴是否符合要求；下碗扣的水平面同立杆轴线的垂直度是否符合要求；横杆接头与横杆是否变形；横杆接头的弧面中心线同横杆轴线是否垂直；下碗扣内有无砂浆等杂物充填等；如是装配原因，则应调整后锁紧；如是杆件本身原因，则应拆除，并送去整修。

（5）支架搭设以3～4人为一小组，其中1～2人递料，另外两人共同配合搭设，每组负责一端。搭设时，要求至多二层向同一方向，或中间向两边推进，不得从两边向中间合拢搭设，否则中间杆件会因两侧架子刚度太大而难以安装。

（6）支架支搭完成后沿纵向和横向每隔5排立杆用钢管搭设连续剪刀撑，剪刀撑与水平面夹角为45～60度，以保证支架的整体刚度。然后自桥梁两端向中间依次铺设I10工字钢、10×10cm方木及箱梁底模。

2.3支架预压：

为了检查支架的承载能力，减小和清除支架的非弹性变形及地基的沉降量，在支设模板前对支撑体系进行预压。预压材料为砂袋，最大荷载为设计荷载的1.2倍，预压48h，预压时每跨5个断面，每个断面5个点，每6h观测1次。观测的方法是采用水准仪倒尺测量，测加载前标高为Δ1，加载后标高为Δ2，卸载后标高为Δ3。根据观测结果绘制出沉降曲线。在以后的观测中，采用在观测点处的纵（或横）方木上钉一向下长木条，对应地基上固定一向上木条，在两木条重合处任意断面做横线。加载后，横线之间的相对位移即为支架本身的弹塑性变形值。预压后，通过可调承托精确调整底模板标高。其标高设定时应考虑设置预拱度。支架预压的卸载标准为连续3天日沉降量小于1mm。

2.4模板设计与施工：

2.4.1底模：采用1.5cm厚胶合板作为箱梁底模模板，模板尽量整张使用，减少加条、接缝。

2.4.2侧模：采用1.5cm厚胶合板作为侧模模板。模板与扫地方木（10×10cm）固定，外加斜撑。斜撑间距0.9m，用10×10cm方木纵向锁定，纵锁方木与10×10cm方木用12螺栓连接牢固。

2.5模板支架拆除：

支架模板拆除按照与支搭相反的顺序进行。首先拆除翼板模板、腹板模板及支撑，张拉、孔道压浆结束后进行底板模板及支撑的拆除。所有部位的支架模板均需在混凝土强度达到设计要求的强度后方可进行支架模板的拆除。

2.5.1翼板、腹板模板及支撑拆除。

首先拆除腹板支撑，然后将翼板下支架的上U托降低，顺序拆除翼板模板。拆除的方木、模板及支架立横杆顺序码放在桥下空地，全部拆除完成后清理至临时材料存放场地。拆除过程中，桥下拆除区域严禁站人。

2.5.2底模及支撑拆除。

底板模板及支撑在预应力张拉完成，孔道灌浆强度达到设计要求的强度后拆除。拆除顺序为由中跨向边跨对称推进。

2.5.2.1拆除前应对脚手架作一次全面检查，清除所有多余物件，并设立拆除区，禁止无关人员进人。

2.5.2.2拆除顺序自上向下逐层拆除，不容许上、下两层同时拆除。

2.5.2.3拆除的构件应用吊具吊下，或人工递下，严禁抛掷。拆除的构件分类堆放，以便运输、保管。

2.6箱梁施工时材料的存放。

箱梁模板搭设及钢筋绑扎时，施工材料及临时材料一律堆放在桥头区域，严禁堆放在箱梁模板或操作区域内。

3. 质量保证措施

3.1施工过程中严格执行监理程序办理各种申报表函，各工序施工质检人员合格后，邀请监理工程师验收，合格后方可进行下一道工序的施工，不合格工序坚决返工。

3.2详细的技术交底：组织施工人员进行全员细致的交底，责任到人。

3.3所有构件，必须经检验合格后方能投人使用。

3.4立杆基础施工应满足要求，清除组架范围内的杂物，平整场地，做好排水处理。由专职人员测试支架基础处理密实度，保证基础密实度达到规定要求。

3.5支架模板的支搭和拆卸：对地基沉降量进行验算，对支架承载力进行复核，对支架的牢固性能进行混凝土浇筑前的检查，在结构物张拉完成后拆除支架。

3.6支架、模板严格按照图纸加工，保证其尺寸符合设计要求。

3.7依设计图纸位置，在模板上预留泄水孔与通气孔。

3.8模板拼缝间加贴海绵条，防止漏浆。

3.9侧模与支架、支架与支架连接牢固，不能出现松动现象。

4. 模板验算

支架拟采用90cm（横）×90cm（纵）形式布置，自下至上依次铺设I10工字钢、10×10cm方木，1.5cm厚竹胶板。依据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》计算脚手架及模板支撑架构件强度时的荷载设计值，取其标准值乘以下列相应的分项系数：永久荷载的分项系数取1.2；可变荷载的分项系数，取1.4。计算构件变形（挠度）时的荷载设计值，各类荷载分项系数，均取1.0。下面对此进行验算：

4.11.5cm竹胶板验算（按3跨连续梁验算，跨径30cm）（见图1）。

图1

4.1.1强度验算。

荷载组合：∑P=1）×1.2+2）×1.2+（3-1）×1.4+（4-1）×1.4=32.7KN/m2，均布荷载q=32.7×1.22=40KN/m，跨径l=30cm。

M=0.1ql2=0.36KN·m

δ=M/W=360/4.6×10-5=7.8MPa

τ=QS/Ib=（0.6×40×103×0.3×3.43×10-5）/（1.22×3.43×10-7）=0.6 MPa

满足要求。

4.1.2刚度验算（参市政工程施工手册）。

荷载组合：∑P=1）+2）=22KN/m2，均布荷载q=22×1.22=26.84KN/m

f=0.677ql4/100EI=0.4mm

满足要求。

4.210×10cm方木验算（按简支梁验算，间距30cm，跨径90cm）（见图2）。

图2

4.2.1强度验算（参市政工程施工手册）。

荷载组合1）×1.2+2）×1.2+（3-1）×1.4+（4-1）×1.4=32.7KN/m2，均布荷载q=32.7×0.3=9.81KN/m，跨径l=90cm。

M=ql2/8=0.99KN·m

δ=M/W=990/1.67×10-4=6MPa

τ= QS/Ib=（9810×0.9×1.25×10-4）/（ 2×8.3×10-6×0.1）=0.67 MPa

满足要求。

4.2.2刚度验算（参市政工程施工手册）。

荷载组合：∑P=1）+2）=22KN/m2，均布荷载q=22×0.3=6.6KN/m，跨径l=90cm。

f=5ql4/384EI=0.62mm

满足要求。

4.2.3I10工字钢验算（按简支梁验算） （见图3）。

图3

4.2.3.1强度验算（参市政工程施工手册）

荷载组合1）×1.2+2）×1.2+（3-2）×1.4+（4-1）×1.4=31.3KN/m2，按两个集中荷载布置在l/3跨位置，P=31.3×0.3×0.9=8.451KN/m，跨径l=90cm。

M=Pl/4=1.9KN·m

δ=M/W=1900/49×10-6=38.78MPa

τ=QS/Ib=（8451×28.2×10-6）/（ 245×10-8×0.0045）=21.62MPa

满足要求。

4.2.3.2刚度验算（参市政工程施工手册）。

荷载组合：∑P=1）+2）=22KN/m2，集中荷载P=22×0.3×0.9=5.94KN/m，跨径l=90cm。

f=0.029Pl3/EI=0.26mm

满足要求。

4.3侧模验算。

按箱梁混凝土一次连续浇筑计算，混凝土最大侧压力为P=rh=19.2KPa。

4.3.11.5cm竹胶板验算（按3跨简支梁验算，跨径30cm）。

4.3.1.1强度验算：

荷载组合为（4-2）×1.4+5）×1.2=28.64KPa，均布荷载按最大值考虑q=28.64×0.8=22.912KN/m，跨径l=30cm。

M=0.1ql2=0.21KN·m

δ=M/W=210/3×10-5=7MPa

τ=QS/Ib=（0.6×22912×0.3×2.25×10-5）/（2.25×10-7×0.8）=0.52MPa

满足要求。

4.3.1.2刚度验算（参市政工程施工手册）。

荷载组合：∑P=5）=19.2KN/m2，均布荷载q=19.2×0.8=15.36KN/m

f=0.677ql4/100EI =0.34mm

满足要求。

4.3.25×10cm方木验算（按简支梁验算，跨径70cm，间距30cm）

4.3.2.1强度验算（参市政工程施工手册）。

荷载组合（4-2）×1.4+5）×1.2=28.64KPa，均布荷载按最大值考虑q=28.64×0.3=8.592KN/m，跨径l=70cm。

M=ql2/8=0.53KN·m

δ=M/W=530/8.3×10-5=6.34MPa

τ= QS/Ib=（8.592×0.8×6.25×10-5）/（ 2×4.2×10-6×0.05）=1.02 MPa

满足要求。

4.3.2.2刚度验算。

荷载组合：∑P=5）=19.2KN/m2，均布荷载q=19.2×0.3=5.76KN/m

f=5ql4/384EI=0.4mm

满足要求。

5. 支架验算

5.1立杆承载力验算。

荷载组合1）×1.2+2）×1.2+（3-3）×1.4+（4-1）×1.4=30.6KN/m2，每根立柱承受的荷载面积为0.9×0.9m=0.81m，单柱承载P=24.8KN

满足要求。

5.2立杆稳定性验算。

N ≤ Af，即 N/ A≤ f

式中：A——立杆横截面积，A=4.89 cm2；

——轴心受压杆件稳定系数；

f——钢材强度设计值，P235A钢材强度设计值205 N/mm2。

式中：计算长度l0按两端铰接考虑，则l0=l=120cm

钢管回转半径i=1.58 cm，杆件长细比 λ=l0/i=76，查表得φ=0.744。

N/ A=24800/0.744×4.89×10-4=68.2MPa

满足要求。

5.3柱头自由端稳定性验算。

柱头总长度60cm，最大外露长度按30cm，立杆自由长度30cm，总自由长度60cm，按一端铰接一端自由考虑，则计算长度l0=2l=120cm，杆件长细比λ=l0/i=76，查表得φ=0.744。

N/ A=24800/0.744×4.89×10-4=68.2MPa

满足要求。

6. 地基承载力及沉降量计算

6.1地基承载力验算。

根据设计图纸，基底土层为素填土、亚粘土、淤泥质粘土，施工时将场地平整碾压后换填50cm厚的石灰土，用重型机械压实平整。以石灰土底层土质作为计算对象，[σ0]=60KPa。

石灰土计算宽度b=b0+2H0tanA=0.25+2×0.5×1=1.25m>0.9m，取0.9×0.9m为承压面积，石灰土底压应力：σ=24.8/0.81 =30.62KPa

6.2地基沉降量验算。

地面沉降量计算公式： s=ψ·s'

支架基础均为砂石结构，沉降深度按1m考虑。

s'=∑ni=1Δp×HiECi

s'——用分层法求得的沉降量；

Δp ——施加于各土层上的平均荷载；

H ——计算土层厚度取1m；

Ec ——压缩模量取6MPa；

ψ——沉降计算经验系数，取0.7；

将数据代入上式得沉降量：

s=0.7× 19.84×103×1 6×106=3mm

地基沉降量为3mm。

7. 模板支架压缩量

根据规范，木与木接头压缩量为2～3mm，木与钢、钢与钢接头压缩量为1～2mm。由此得，10×10cm方木与I10工字钢压缩量2mm、I10工字钢与柱头压缩量1mm，总压缩量3mm。

8. 支架施工预拱度

支架预拱度为地基沉降量+支架模板压缩量=6mm。施工时，预拱度按二次抛物线布置，每跨跨中位置预拱度为6mm。

本桥现浇混凝土空心板梁支架模板形式与实体板梁相同，不再另行计算。

本桥人行桥现浇混凝土梁支架纵向间距为90cm，横向间距为60cm，模板采用定型钢模板，支架及横纵主梁计算方法与实体板梁相同，经计算满足要求。支架单杆最大承载力为23KN。

本桥采用上述支架进行现浇梁取得了很好的效果，预压后支架稳定，无明显沉降量，混凝土梁体色泽均一、线型顺适、梁体轴线、梁体高程均在规范允许范围以内，该单位工程被评定为优良等级。

[文章编号]1619-2737（2013）01-24-563

[作者简介] 陈鹏宇（1976.2-），男，汉，籍贯：江苏吴江人，职称：工程师，从事市政工程施工管理工作。