王華偉，竇松濤，王 行

(中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

1 滿堂支架設(shè)計(jì)

某橋梁工程，支架荷載按25.75 m標(biāo)準(zhǔn)跨計(jì)算。橋梁每幅梁寬16.86 m，翼緣箱板懸臂寬2.93 m，箱梁底寬11.00 m，箱梁底寬的荷載集度較之于翼緣箱板更大，根據(jù)此關(guān)系，在荷載計(jì)算時(shí)著重考慮箱梁底寬11.00 m部分，同時(shí)以此為依據(jù)開(kāi)展支架設(shè)計(jì)工作。對(duì)于下文提及的計(jì)算數(shù)據(jù)，均以箱梁底寬11.00 m計(jì)算而得。

在連續(xù)箱梁灌注混凝土的具體施工中，各種因素都會(huì)對(duì)梁體灌注質(zhì)量造成影響，如支架情況、沉降量等。在設(shè)計(jì)支架時(shí)，支架本身的情況非常容易調(diào)控，需重點(diǎn)關(guān)注的是支架的變形、下沉現(xiàn)象，并且更為關(guān)鍵的是以合理的方法有效控制支架的均勻下沉。為此，對(duì)地基處理質(zhì)量提出較高的要求，應(yīng)保證地基有足夠的承載力。

1.1 方案比選

1.1.1 荷載計(jì)算及荷載組合

計(jì)算支架荷載時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)界定在25.75 m左右。每幅梁的寬度保持在16.86 m，箱梁底部的寬度保持在11.00 m。

1)模板和支架結(jié)構(gòu)，自重115.3 kN/跨。

2)鋼筋混凝土，重力5 725.85 kN/跨。

3)施工機(jī)具及人員等，荷載283.25 kN/跨。

4)振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載566.5 kN。

5)配套輔助工具(防雨、養(yǎng)生等方面)，荷載13.88 kN。

根據(jù)前述提及的荷載展開(kāi)計(jì)算，得到如下結(jié)果：計(jì)算強(qiáng)度荷載，1)+2)+3)+4)+5)=6 704.79 kN/跨；此外還進(jìn)一步考慮到驗(yàn)算剛度荷載，其對(duì)應(yīng)計(jì)算結(jié)果為1)+2)+5)=5 855.04 kN/跨。

1.1.2 方案初選

考慮到全面性要求，共取9種情況，展開(kāi)對(duì)比分析，如表1所示。

表1 幾種情況的對(duì)比分析

從支架強(qiáng)度的角度來(lái)看，第三、五、七套方案的支架均能夠滿足要求。具體來(lái)說(shuō)，第三套方案要求地基承載力為199.56 kPa，第五套方案為115.13 kPa，第七套方案為149.69 kPa。從中可以看出，第三套方案的地基承載力最高，第五套方案最低。同時(shí)第三套方案比其他兩套方案的支架用量要多。如果僅僅從穩(wěn)定性的角度進(jìn)行考量，第五套方案需要的剪刀撐數(shù)量更多，所以方案七是最優(yōu)選擇。

1.2 預(yù)拱度的計(jì)算

預(yù)拱度的確定重點(diǎn)考慮以下方面：①超靜定結(jié)構(gòu)，需要關(guān)注的是混凝土在做出收縮或其他形式的變化后而產(chǎn)生的撓度；②因結(jié)構(gòu)重力、1/2汽車(chē)荷載而導(dǎo)致的梁的彈性撓度，由于梁體上拱和下?lián)系淖冃瘟枯^小，不設(shè)預(yù)拱度，但應(yīng)密切關(guān)注施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，重點(diǎn)考慮的是地基等對(duì)下沉變形的影響機(jī)制(判斷是否存在影響以及具體的程度)。

1.3 支架在施工荷載作用下的彈性變形

計(jì)算公式：

ΔL=NL/(EA)

(1)

式中，N為立柱所受施工荷載，取23.95 kN/根；L為立柱長(zhǎng)度(按根計(jì))，取6 m；E為立柱的彈性模量，取210 GPa；A為立柱的橫截面積，取4.893×10-4m2。

根據(jù)前述公式以及確定的參數(shù)展開(kāi)計(jì)算，有：ΔL=1.4 mm。

1.4 接頭承壓非彈性變形和卸落設(shè)備的壓縮變形

接頭承壓非彈性變形：①木與木(橫紋)選擇1.5 mm的接頭；②木與鋼選擇2 mm的接頭。

卸落設(shè)備的壓縮變形：木楔接縫壓縮值為1 mm。

1.5 支架基礎(chǔ)的非彈性沉陷

以地基預(yù)壓試驗(yàn)曲線為參考，同時(shí)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析，并從地基現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況出發(fā)，最終確定出：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)跨跨中底模，預(yù)留預(yù)拱度不大于12 mm，除此之外的其他各點(diǎn)則均按照二次拋物線的形式予以合理分配。

2 滿堂支架施工

2.1 地基處理

2.1.1 地基處理依據(jù)

經(jīng)過(guò)計(jì)算后，確定地基的承載力，要求該值超過(guò)200 kPa；地基預(yù)壓后，地基的非彈性沉陷應(yīng)控制在6 mm以?xún)?nèi)(地基承壓狀態(tài)下)。

2.1.2 地基處理方法

1)對(duì)原地面做全方位的清理，避免腐殖質(zhì)地表層土和耕植土的存在，為了保證清理效果，清除尺寸在30 cm以上。清除之后進(jìn)入碾壓工序，壓實(shí)度保持在93%以上。

2)向排水坡填筑級(jí)配碎石，每層厚度約25 cm，用14 t輪胎式振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，碾壓方式包括靜壓碾壓與強(qiáng)壓碾壓兩類(lèi)。其中前者碾壓形式下，需要碾壓的次數(shù)為4遍，后者碾壓形式下，需要碾壓的次數(shù)為12遍。壓實(shí)度最好在95%以上。只有每層填筑結(jié)束同時(shí)壓實(shí)度檢測(cè)達(dá)標(biāo)之后才能對(duì)下一層進(jìn)行填筑。

3)如果出現(xiàn)回彈、沉陷等情況，以換填的方法加以處理。換填后，實(shí)測(cè)壓實(shí)度需滿足要求[1]。

4)地基處理結(jié)束后，要經(jīng)過(guò)地基預(yù)壓試驗(yàn)以確定地基是否滿足具體規(guī)定，如果不符合規(guī)定，具體分析原因并繼續(xù)處理，最終達(dá)到的結(jié)果不僅要滿足支架承載力，而且要滿足地基沉降量。

5)在橋梁地基兩旁設(shè)置排水邊溝。為了避免支架下方的地基受到水的侵蝕，必須采取隔水舉措[2]。

2.2 地基預(yù)壓試驗(yàn)

在連續(xù)箱梁施工過(guò)程中必須精確把控地基的沉降量，即使出現(xiàn)偏差也要將其控制在允許范圍之中。

2.2.1 試驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)平臺(tái)集五大部分于一體，具體如下。

1)基礎(chǔ)墊塊：主要有4塊，具體是40 cm×40 cm×15 cm的C20混凝土預(yù)制塊。

2)支承立柱：主要有4根，高度為50 cm，具體使用的是I32a字鋼。

3)承重梁：主要有2根，長(zhǎng)度為2.5 m，具體使用的是I32a字鋼。

4)分布方木：主要有9根，每根長(zhǎng)度為2.1 m，具體使用的是12 cm×12 cm方木。

5)面板：具體用料為鋼板，尺寸為2.5 m×2.1 m×4 mm。

圍繞前述提及的五個(gè)部分展開(kāi)強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，具體結(jié)果均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具體計(jì)算過(guò)程從略。

2.2.2 試驗(yàn)過(guò)程

1)試驗(yàn)正式開(kāi)始之前，務(wù)必保證進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)地基的壓實(shí)度和梁部施工時(shí)的壓實(shí)度保持一致，不能出現(xiàn)較大差異。尤其要注意的是，在實(shí)驗(yàn)地基上方鋪設(shè)粗砂墊層進(jìn)行找平，墊層厚度保持在2 cm左右。

2)試驗(yàn)的加荷標(biāo)準(zhǔn)。第一級(jí)荷載以所卸除土的自重應(yīng)力為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)注意具體的沉降數(shù)值不計(jì)算至其列。隨著級(jí)別的增加，每一級(jí)荷載增加量基本保持在2.4 t。加載必須迅速持續(xù)增加，務(wù)必保持平衡，盡量避免失衡情況。

2.2.3 沉降觀測(cè)

施加每一級(jí)別的荷載后，每20 min組織一次沉降觀測(cè)，詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果判斷沉降情況，沉降保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)后，結(jié)束觀測(cè)。沉降達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的基本要求是：以最后30～60 min觀測(cè)到的沉降量<0.1 mm為準(zhǔn)。

在具體的試驗(yàn)中，如果出現(xiàn)以下三種狀況表明土壤的承載能力已經(jīng)達(dá)到了極限，不能再繼續(xù)施加，需要立即停止：①立柱下方部位的基礎(chǔ)墊塊呈現(xiàn)出比較密集的、裂開(kāi)的紋路；②荷載的增加量與沉降值呈反比，即增加量非常小，但是沉降值陡然提高；③荷載沒(méi)有發(fā)生變化，但是24 h以?xún)?nèi)沉降值隨著時(shí)間的變化不斷增加。

2.3 滿堂支架搭設(shè)

支架搭設(shè)是一項(xiàng)非常重要的工作，由專(zhuān)員以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，規(guī)范操作。首先，確定支架的布設(shè)位置，在指定范圍的地基上鋪設(shè)一定數(shù)量的混凝土預(yù)制墊塊；其次，對(duì)墊塊進(jìn)行處理，在其上方布置立桿，以靈活調(diào)節(jié)底座的方式進(jìn)行布設(shè)，同時(shí)將接頭放置在碗扣內(nèi)部，將其壓緊鎖固，依據(jù)從下到上的順序安裝。支架實(shí)際高度基本達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，用立桿可調(diào)托盤(pán)做靈活的調(diào)整。值得注意的是，支架頂部要預(yù)留一定的范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般為10～20 cm。在具體施工中，為了防止局部失穩(wěn)的情況，必須嚴(yán)格控制可調(diào)底座與可調(diào)托盤(pán)的螺桿留在立柱內(nèi)的長(zhǎng)度在25 cm以上。

1)承臺(tái)基坑。最好利用挖掘機(jī)挖掘，如果有些部分不能利用挖掘機(jī)，采取人工與風(fēng)鎬形式對(duì)基坑進(jìn)行清除挖掘，并及時(shí)采取各類(lèi)措施，以保證天然地基的穩(wěn)定。基坑的開(kāi)挖一般利用放坡開(kāi)挖的形式，對(duì)限制部位利用鋼板樁進(jìn)行支護(hù)。

2)墩、臺(tái)身。墩身利用拼裝式大塊整體鋼模，通過(guò)人工形式吊裝起重機(jī)。每節(jié)主要由兩塊模板拼裝組成，每塊高度在2 m以上，每根柱都采用一次連續(xù)澆筑的形式完成。利用輸送車(chē)將混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)所，利用人工形式用振動(dòng)棒進(jìn)行搗固，同時(shí)用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋用以養(yǎng)生。

3)箱梁施工。對(duì)連續(xù)箱梁進(jìn)行施工時(shí)，主要利用落地支架逐孔現(xiàn)澆的形式，遇到路線的交叉，主要利用管柱與貝雷架支架的形式，對(duì)于其他位置，則主要利用滿堂門(mén)式支架結(jié)合工字鋼進(jìn)行支撐。

4)模板施工。模板安裝順序具體為：從梁的一側(cè)開(kāi)始，先安裝底模再安裝側(cè)模。

5)嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)方案搭設(shè)支架，未經(jīng)許可不得隨意更改構(gòu)架設(shè)計(jì)或是對(duì)尺寸做出調(diào)整，若確實(shí)存在調(diào)整的需求，則加強(qiáng)計(jì)算，驗(yàn)證可行性，獲得有關(guān)部門(mén)的同意后方可調(diào)整。節(jié)點(diǎn)屬于薄弱部位，該部分的連接穩(wěn)定性必須得到保證，扣件應(yīng)具有足夠的扭力矩，鋼管立桿垂直度則需≤1/500，最大垂直度偏差不超過(guò)100 mm。在設(shè)置縱向水平桿時(shí)，也需加強(qiáng)檢測(cè)與控制，要求水平偏差≤1/250，架體的水平偏差不超過(guò)50 mm。為提高支架的穩(wěn)定性，每隔3跨設(shè)1道斜桿(縱、橫向均設(shè)置)，與地面呈45°～60°的夾角，考慮到斜桿的穩(wěn)定性要求，應(yīng)保證斜桿底部有效撐地。

3 支架沉降觀測(cè)及實(shí)施效果分析

1)沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置。觀測(cè)點(diǎn)主要有9個(gè)，其中一部分位于每孔梁的結(jié)構(gòu)中線部位，還有另一部分位于底板兩條邊緣線部位。

2)沉降觀測(cè)時(shí)間。分4個(gè)階段有序完成：第一次，分梁體澆筑前；第二次，底板澆筑后；第三次，頂板澆筑后；第四次，預(yù)應(yīng)力施工后。

3)實(shí)施效果分析。整橋的長(zhǎng)度為835.05 m，其中4孔為1聯(lián)，整個(gè)橋梁存在8聯(lián)，具體又分為左右兩幅?？鐝綖?5.75 m，梁的高度為1.40 m，翼緣箱板懸臂寬度為2.93 m。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在本文分析的橋梁工程中，設(shè)計(jì)荷載為2A級(jí)汽車(chē)荷載。在工程人員統(tǒng)籌規(guī)劃、通力協(xié)作之下，施工狀態(tài)良好，實(shí)際效果較佳，支架實(shí)測(cè)沉降值得到有效的控制，該結(jié)果與預(yù)留的預(yù)拱度基本相當(dāng)，同時(shí)各點(diǎn)位的沉降比較均衡，這也充分表現(xiàn)出：施工中預(yù)先留存的拱度與實(shí)際狀況非常契合，證明該設(shè)計(jì)方案的可靠性?？傊?，經(jīng)過(guò)對(duì)支架方案的比選節(jié)約了支架的投入，確保了施工的安全和質(zhì)量。

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