楊建偉

（河南建達(dá)工程建設(shè)監(jiān)理公司， 河南 鄭州 450002）

1 工程概況

鄭州北三環(huán)快速路某全互通立交橋?yàn)殇摻罨炷吝B續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。全橋共計(jì) 62 聯(lián)箱梁，主線橋長 3 633 m、寬 12 m～22 m、最大跨距 35 m；匝道橋長 2 881 m、寬 8 m～9 m、最大跨距 32 m；其中 A、B 匝道共 8 聯(lián)為 1.5 m 高非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱梁，其余均為 1.8 m 高預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱梁；橋梁結(jié)構(gòu)混凝土總澆筑量超過 15 萬 m3。

現(xiàn)場地質(zhì)為黃河沖積平原，地勘報(bào)告顯示自然地面以下0～12.5 m 存在厚度不均勻的雜填土，地表存在河道、魚塘、雜填土(生活垃圾、建筑垃圾)及流砂，現(xiàn)場需換填土方量達(dá)23 萬 m3。A、B 匝道平曲線半徑 45 m，小于規(guī)范要求≥65 m的標(biāo)準(zhǔn)，箱梁底模正投影寬度 4.3 m，單側(cè)翼緣板懸挑長度1.9 m，梁底相對(duì)高度 5.8 m～15.95 m，橋面縱坡 3.85%，橫坡1.5%。支架基礎(chǔ)處理復(fù)雜，支架搭設(shè)、模板拼裝難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

2 方案設(shè)計(jì)

(1)箱梁支架采用碗扣式鋼管腳手架，即由立桿、橫桿、剪刀撐、掃地桿、頂托和底座組成的滿堂支撐架體系。鋼管為 φ48×3.5 mm、Q235 材質(zhì)，立桿步距 1.2 m，立桿橫橋距0.6 m、縱橋距 0.9 m。立桿上下分別裝設(shè)頂托和底座，底座直接支在混凝土墊層上，沿頂托順橋向鋪設(shè) 150 mm×100 mm方木，底模背肋為 100 mm×100 mm 方木 、間距 200 mm，底模采用 δ=18 mm 厚竹膠板；腹板、翼板部位采用 φ48 mm×3.5 mm 鋼管加工成弧形鋼管架，上鋪設(shè) 100×50 mm 方木、間距 150 mm 做為側(cè)模的背肋，側(cè)模采用 δ=8 mm 厚柔性竹膠板；架體剪刀撐連續(xù)設(shè)置，分縱、橫(間距 4.8 m)和水平(間距 4.5 m)三相，交角 45o～60o；支架墊層自架體正投影線外擴(kuò) 1 m，澆筑 150 mm 厚 C20 混凝土，橫向坡度 1.5%，沿墊層邊緣設(shè)置排水溝。

(2)方案論證與審批。按照《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》(建質(zhì) [2009]87 號(hào))中的要求，“搭設(shè)高度超過 8 m、搭設(shè)跨度超過 18 m”的模板支撐體系，方案必須進(jìn)行專家論證。通過專家論證，對(duì)方案提出以下補(bǔ)充意見：①主線橋、C、D、F、G 匝道按照設(shè)計(jì)方案可行；②現(xiàn)場土方換填量比較大，應(yīng)重點(diǎn)控制回填土的壓實(shí)度，滿足方案計(jì)算中支架基礎(chǔ)地基承載力取值要求(192 kMP)；③支架墊層混凝土厚度建議增加到 200 mm 厚；④箱梁腹板側(cè)模在澆筑混凝土過程中，承受側(cè)壓力較大，除采取必要的頂撐外，還應(yīng)設(shè)置防止立桿外傾的內(nèi)向拉桿，且支架每側(cè)應(yīng)在方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上向外增加一排立桿；⑤A、B 匝道平曲線半徑 45 m、正投影寬度 8 m(含雙側(cè)翼緣板懸挑長度)，支架搭設(shè)高度最大15.95 m，設(shè)計(jì)采用非預(yù)應(yīng)力箱梁，單位投影面積結(jié)構(gòu)自重比其他箱梁增加近 30%，應(yīng)充分考慮施工過程中風(fēng)荷載和施工活荷載的影響，須進(jìn)行側(cè)向抗風(fēng)壓驗(yàn)算和架體穩(wěn)定性驗(yàn)算(抗傾覆)。

(3)針對(duì)專家論證會(huì)意見，督促施工單位驗(yàn)算和修改支架方案：①將 A、B 匝道每跨支架由 3 個(gè)組成單元調(diào)整為 5 個(gè)，單元之間用 3 m 長鋼管分別與兩側(cè)相鄰四根立桿扣接，步距1.2 m；②A、B 匝道箱梁腹板、中(端)橫梁下順橋向立桿間距，由原設(shè)計(jì) 0.9 m 改為 0.6 m；③支架與墩柱之間增加鋼管抱箍，水平間距不大于 4.5 m 且不少于 3 道；④橫橋向立桿由原設(shè)計(jì) 14 根增加到 16 根；⑤翼緣板懸挑外緣增加斜向內(nèi)撐桿，角度≯60o，間距 0.6 m～0.9 m；⑥架體兩側(cè)每隔 6 m 搭設(shè) 60o 斜拋撐，拋撐上下兩端 1.0 m 處使用鋼管連接；⑦支架墊層混凝土厚度改為 200 mm 厚，強(qiáng)度等級(jí)不變。

(4)審查修改后的支架搭設(shè)專項(xiàng)方案。經(jīng)復(fù)核方案、計(jì)算書簽字蓋章手續(xù)，總監(jiān)批準(zhǔn)后監(jiān)督施工單位實(shí)施。

3 支架搭設(shè)過程中的監(jiān)理控制

3.1 架體材料、構(gòu)配件的控制

(1)進(jìn)場架體材料和構(gòu)配件的廠家及規(guī)格應(yīng)保持前后統(tǒng)一性，以保證各種構(gòu)配件安裝的匹配性。

(2)架體材料和構(gòu)配件必須具備產(chǎn)品合格證、材質(zhì)證明文件及法定檢測單位出具的型式檢驗(yàn)報(bào)告。

(3)實(shí)測鋼管壁厚、扣件單重、頂撐與底座鋼板厚度必須符合規(guī)范要求；各類構(gòu)配件表面完好無裂紋、無銹蝕。

(4)架體材料和構(gòu)配件應(yīng)按品種、規(guī)格分別存放和使用；周轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)及時(shí)分揀、維修殘次構(gòu)配件。

3.2 地基處理的監(jiān)理控制

(1)對(duì)于原有種植土、河道和魚塘的淤泥質(zhì)土、生活垃圾、建筑垃圾等雜填土，必須經(jīng)過統(tǒng)一清挖、換填和碾壓，滿足方案設(shè)計(jì) 93% 的壓實(shí)度要求。實(shí)施中重點(diǎn)控制換填清理范圍、分層碾壓厚度和碾壓遍數(shù)，并按批量進(jìn)行現(xiàn)場環(huán)刀取樣進(jìn)行壓實(shí)度檢測。

(2)對(duì)于局部含水量較大的土基以及碾壓后呈現(xiàn)“彈簧狀”的土基，必須監(jiān)督施工單位翻曬或摻加一定量的生石灰進(jìn)行干燥處理，并及時(shí)進(jìn)行碾壓。

(3)混凝土墊層必須振搗密實(shí)、表面平整、坡度一致，厚度符合設(shè)計(jì)要求。

3.3 基礎(chǔ)承載力現(xiàn)場檢測控制

方案計(jì)算書中單根立桿承受荷載 Fmax=35.35 kN、支架傳遞到基礎(chǔ)的軸心力為 128.39 kPa，安全保證系數(shù)取 1.5，經(jīng)計(jì)算地基承載力=192 kPa。根據(jù)本工程地勘報(bào)告所示土的類別、現(xiàn)場回填方法及便宜程度，決定采取輕型靜力觸探的方法檢測地基承載力，對(duì)換填后 0.9 m 以內(nèi)的地基土按 3 個(gè)斷面(0～0.3、0.3～0.6、0.6～0.9)分別計(jì)取錘擊次數(shù)，運(yùn)用公式R=8×N－20 計(jì)算；當(dāng)各斷面錘擊次數(shù)≥27 次時(shí)，承載力滿足要求，檢測頻率≮1 點(diǎn)/10 m2。

3.4 支架搭設(shè)過程的監(jiān)理控制

(1)監(jiān)督安全技術(shù)交底。施工單位在作業(yè)前，必須對(duì)操作工人進(jìn)行安全和技術(shù)交底。“安全”在這里專指工人作業(yè)時(shí)必須遵守的安全操作規(guī)程、現(xiàn)場安全生產(chǎn)環(huán)境與個(gè)體防護(hù)教育的宣教?！凹夹g(shù)”在這里指本項(xiàng)目支架方案中要求的各項(xiàng)工藝要求和操作標(biāo)準(zhǔn)，例如支架平面布置，桿件的跨距、步距，剪刀撐、拉撐、抱箍的布置方式與間距，頂撐、底座絲桿伸出量，脊梁、背肋的鋪裝間距；強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)部位支架(如中橫梁、腹板、翼緣板)及其節(jié)點(diǎn)工法；明確質(zhì)量、安全保證體系、報(bào)驗(yàn)程序及獎(jiǎng)罰措施；監(jiān)督被交底人向交底人簽署書面交底文件。通過安全技術(shù)交底，要在技術(shù)上達(dá)到明確標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，思想上提高認(rèn)識(shí)、消除惡習(xí)，杜絕安全事故的發(fā)生。

①首層驗(yàn)收：支架控制線(中心線和邊線)、架體單元?jiǎng)澐帧⒓荏w構(gòu)造外形、桿件步距與跨距。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：腹板、中(端)橫梁等荷載集中區(qū)域立桿跨距與方案一致；架體結(jié)構(gòu)和任何 4 根小橫桿組成的四邊形均為矩形；底座絲桿伸出量≯150 mm，首層小橫桿高度且≯550 mm；單元支架周邊立桿350 mm 處設(shè)置 1 道掃地桿；相鄰立桿接頭區(qū)域≮600 mm 且不得在同一步內(nèi)接頭。

②碗口節(jié)點(diǎn)：桿件(配件)有無缺失、是否插接入位、碗扣的緊固程度。

③立桿自由端：上層水平桿至頂撐底長度≯700 mm，頂撐絲桿伸出量≯300 mm，旋轉(zhuǎn)螺母緊固。

④剪刀撐：縱橋向、橫橋向、水平三相設(shè)置，間距≯4.5 m，其中支架外側(cè)剪刀撐須連續(xù)設(shè)置；最上和最下層剪刀撐應(yīng)處于最外層水平桿內(nèi)緣；剪刀撐角度控制在 45o～60o，搭接處扣接方法符合技術(shù)規(guī)程要求。

⑤腹板頂撐：檢查頂撐、背肋、墊木間距和牢固程度，重點(diǎn)檢查傳力拉桿的角度(60o)、長度(6 m)和扣接位置(與立桿在碗扣節(jié)點(diǎn)上下 150 mm 范圍內(nèi)扣接)。

⑥單元架體連接：水平連桿間距同支架步距，與立桿在碗扣節(jié)點(diǎn)上下 150 mm 范圍內(nèi)扣接。

⑦監(jiān)督檢查預(yù)壓后的支架加固及預(yù)拱度調(diào)校。

3.5 支架預(yù)壓的監(jiān)理控制

支架搭設(shè)完成后，應(yīng)進(jìn)行配載預(yù)壓，消除支架基礎(chǔ)以及架體桿件與模板之間的非彈性變形，測算架體彈性變形量，檢驗(yàn)架體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

(1)組織各方全方位驗(yàn)收支架，復(fù)核變形觀測點(diǎn)設(shè)置；

考慮自重、跨中車輪荷載、預(yù)應(yīng)力三者共同作用時(shí)的剪力滯系數(shù)沿跨徑分布如圖11所示，仍取預(yù)應(yīng)力度為1時(shí)，也就是預(yù)應(yīng)力恰好平衡掉由活載和自重產(chǎn)生的跨中截面底板的拉應(yīng)力，此時(shí)，剪力滯系數(shù)沿縱向分布又發(fā)生了變化，變得較為均勻，且跨中截面的最大剪力滯系數(shù)變?yōu)?.2左右。對(duì)于跨徑較大的箱梁橋時(shí)，總重所占的比重更大，采用全預(yù)應(yīng)力減小剪力滯系數(shù)的效果更好，相對(duì)于短跨徑而言，效益更好。

(2)復(fù)核預(yù)壓配載總質(zhì)量。預(yù)壓配載總質(zhì)量為橋體結(jié)構(gòu)荷載與施工荷載的 1.2 倍；計(jì)算三階段加載荷載控制量即0～50%、50%～100%、100%～120% 的數(shù)值；

(3)采用袋裝細(xì)砂作為預(yù)壓配載，復(fù)測砂袋單重，核對(duì)各階段預(yù)壓沙袋數(shù)量；

(4)預(yù)壓加載必須對(duì)稱均勻加載，弧線起坡段箱梁底模應(yīng)采取加釘木條等臨時(shí)防滑措施；

(5)對(duì)加載進(jìn)行全過程監(jiān)控，觀測和記錄加載前與各級(jí)加載后的架體變形量；

(6)預(yù)壓過程中，要及時(shí)了解氣象信息，陰雨天氣應(yīng)對(duì)沙袋進(jìn)行遮蓋，避免沙袋吸水后荷載超重造成架體坍塌。

4 使用與拆除支架中的監(jiān)理控制

4.1 箱梁施工期間對(duì)支架的控制

(1)外排立桿懸掛安全警示標(biāo)志，施工便道與支架安全距離＞3 m；

(2)機(jī)物料吊裝作業(yè)必須輕吊輕放，聽從司索指揮；

(3)作業(yè)面機(jī)物料需分散堆放，嚴(yán)禁在翼緣板上部堆放成捆鋼筋、模板；

(4)施工用臨時(shí)電纜線路嚴(yán)禁直接張掛在架體之上；

(5)箱梁澆筑混凝土?xí)r應(yīng)從一端左右兩側(cè)均勻放料，嚴(yán)禁先澆筑弧內(nèi)側(cè)腹板混凝土；

(6)雨天及混凝土養(yǎng)護(hù)后，應(yīng)及時(shí)排走墊層積水。

4.2 支架拆除中的監(jiān)理控制

(1)復(fù)核梁體混凝土齡期及同條件試塊強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告，現(xiàn)場抽測回彈梁體混凝土強(qiáng)度，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)方可批準(zhǔn)進(jìn)行架體拆除；

(2)拆架區(qū)域封閉禁行，設(shè)置安全警示標(biāo)志并派專人值守；

(3)清理架體上留存的材料、雜物，拆除臨時(shí)固定在架體上的所有器具、線纜；

(4)各跨支架的拆除應(yīng)從高到低、由外向內(nèi)、從上至下，并遵循“先搭后拆、后搭先拆、一步一清”原則進(jìn)行；

(5)剪刀撐、抱箍、內(nèi)斜撐、外拋撐必須隨架體逐層拆除；

(6)拆除的桿件應(yīng)成捆采用機(jī)械吊運(yùn)或人工傳遞到地面，嚴(yán)禁直接拋擲或整體推倒。

(7)相鄰跨支架的拆除，應(yīng)留足安全距離。

5 關(guān)鍵環(huán)節(jié)解析

碗扣式腳手架強(qiáng)調(diào)的是整體受力，立桿采用承插連接，橫桿同立桿靠碗口連接。每個(gè)碗扣都是一個(gè)受力中心，其具有抗彎、抗剪、抗扭的力學(xué)性能。每個(gè)碗口節(jié)點(diǎn)的框架平面內(nèi)，立桿與小橫桿端部弧形楔塊緊密、牢固地鉸接在一起，類似于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的球型節(jié)點(diǎn)，一個(gè)個(gè)排列有序、錯(cuò)落有致的碗扣節(jié)點(diǎn)組成了無數(shù)個(gè)立方體。因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠，承載力大，相對(duì)于普通扣減式鋼管腳手架承載力提高約 15%。筆者所介紹的 A、B 匝道箱梁支架，為保證其整體性和穩(wěn)定性，搭設(shè)完成的架體應(yīng)該是立方體結(jié)構(gòu)。無論從縱、橫、豎哪個(gè)面看都應(yīng)該是面積不同的矩形，而不是一般意義上的四邊形。因此，首先要解決好支架內(nèi)外弧差大的問題，需將每跨支架分成 5 個(gè)獨(dú)立的單元架體，沿弧線排列搭設(shè)，然后將各單元架體連接成一個(gè)整體；其次，要解決好因跨度大、架體高、梁底正投影面積小、以及在橋面縱橫坡度變化頻繁等因素的影響下架體穩(wěn)定性不足的問題，需增加抱箍、內(nèi)斜撐、外拋撐等構(gòu)造措施；再次，要加大關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的檢查頻率，提高碗口節(jié)點(diǎn)安裝的合格率；最后，要控制好施工中各種荷載的均勻加載，避免突發(fā)事件。

6 結(jié) 語

項(xiàng)目監(jiān)理部在對(duì)該工程箱梁支架的搭設(shè)、使用和拆除過程中，從窄幅、小半徑、變坡、高支架、大跨度等關(guān)鍵點(diǎn)切入，詳細(xì)分析箱梁支架搭設(shè)中存在的技術(shù)難點(diǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)，提出合理化建議和改進(jìn)措施。在箱梁支架搭設(shè)過程中，嚴(yán)格按照監(jiān)理規(guī)范的要求實(shí)施事前、事中和事后控制，且重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)事前預(yù)控和事中監(jiān)督，有效地杜絕了各種安全事故的發(fā)生，履行了監(jiān)理在工程施工中的安全監(jiān)督責(zé)任。

[1]JGJ 166—2008,建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)程[S].

[1]JTG/T F50—2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[1]JGJ/T 194—2009,鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程[S].

[1]周建強(qiáng).碗扣式腳手架支撐體系研究與應(yīng)用[D].重慶：重慶交通大學(xué),2010.