摘要：介紹了廣東省佛山市北滘至樂從公路主干線二期工程預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工技術(shù)，并就其中碗扣式支架搭設(shè)工藝展開闡述。

　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力砼箱梁，碗扣式支架搭設(shè) ， 混凝土施工，預(yù)應(yīng)力

　　Abstract: the article introduces the beijiao fulfilling, foshan city, guangdong province, from main roads of the second phase of the project construction technology of the prestressed concrete box girder, of bowl buckle type support build-up on this process.

　　Keywords: prestressed concrete box girder, bowl buckle type support build-up, concrete construction, PC

　　中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1、箱梁施工方案

　　滿堂支架法現(xiàn)澆梁適于地勢平坦，地質(zhì)條件較好，橋梁墩高小于12m，支架變形易于控制，橋下無影響布設(shè)支架的較大溝渠、建筑物時。否則采用支墩支架法施工。北滘二期工程NSL-02標段現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁共33聯(lián)，滿堂支架法施工有21聯(lián)，支墩支架法施工12聯(lián)，其中滿堂支架法分為碗扣支架法和門式支架法兩種，下面以碗扣式支架法為例淺談北滘立交二期工程現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁中的施工技術(shù)。

　　2、碗扣式支架搭設(shè)

　　(1) 地基處理

　　每聯(lián)現(xiàn)澆箱梁地基支架施工前應(yīng)對地基進行全面換填和加固處理，增加地基承載力，進行地表封閉，減小地基變形。

　　地基處理范圍寬度按照支架寬度兩側(cè)各加寬1.0m。長度按照箱梁施工所需的范圍一起進行處理。參考地勘資料及現(xiàn)場探坑掌握支架基礎(chǔ)以下地質(zhì)情況以便確定不良地質(zhì)范圍及換填深度，用挖掘機將其挖除外運處理，包括承臺基坑及泥漿池清淤和彈簧土，并回填合格的碎石類土或石料進行整平壓實，用YZ20噸振動壓路機進行輾壓，壓實度要求達到90%，然后作50cm厚度的磚渣碎石做基層(碾壓密實)及20cm水泥石粉穩(wěn)定層找平碾壓做面層，面層作1.5%橫向排水坡，平整度要滿足要求，作為支架支撐面。地基處理完成后用水箱加載法在最不利位置(端橫梁或橫隔梁)進行地基承載力試驗，并做好加載及卸載觀測記錄，要求承載力不小于54.1Kpa，沉降檢驗標準為最大沉降量不能超過10mm/d;水平位移不能大于4mm/d。。為避免地基受水浸泡，在地基處理范圍兩側(cè)兩米處開挖50×100cm的排水溝，排水溝分段開挖形成坡度，低點開挖集水坑，并作砂漿抹面。

　　(2)支架安裝

　　碗扣支架結(jié)構(gòu)形式如下：縱向立桿在端橫梁、中橫隔梁位置按60cm布置，其它位置按90cm布置;橫向立桿間距在縱向腹板所對應(yīng)的位置處間距按60cm布置，其余按90cm間距布置。為確保支架的整體穩(wěn)定性，立桿底托與地基面層間均設(shè)截面尺寸為15cm×5cm木板做墊板，并按要求在每四排豎向立桿和每六排橫向立桿設(shè)置一道剪刀撐。立桿頂端安裝可調(diào)式U形支托，先在支托內(nèi)安裝縱向方木(10cm×12cm)，再按設(shè)計間距0.35m和標高安裝橫向方木(10cm×10cm)及楔木墊塊。支架的整體穩(wěn)定性是由基礎(chǔ)的不均勻沉降、支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性控制。橫橋向按照支架的拼裝要求，嚴格控制豎桿的垂直度以及掃地桿和剪力撐的數(shù)量和間距。順橋向支架和墩身連接，以抵消順橋向的水平力。

　　在地基處理好后，按照施工圖紙進行放線且準確無誤后，便可進行支架搭設(shè)。首先在5分木板上安放立桿底座，然后將立桿插在其內(nèi)，立桿的接長縫應(yīng)錯開，即第一層立桿應(yīng)用長1.5m和3.0m的立桿錯開布置，往上則均采用3.0m的立桿，至頂層再用1.5m(1.8m)長度的頂桿找平。在裝立桿時應(yīng)及時設(shè)置掃地橫桿，將所裝立桿連成一整體，以保證立桿的整體穩(wěn)定性。立桿與橫桿連接時，先將上碗扣滑至限位銷以上并旋轉(zhuǎn)，使其擱在限位銷上，將橫桿接頭插入下碗扣，待應(yīng)裝橫桿接頭全部裝好后，落下上碗扣并鎖緊。

　　支架搭設(shè)好后，測量放出幾個高程控制點，然后帶線，在立桿上口安裝可調(diào)頂托，可調(diào)頂托是用來調(diào)整支架高度和拆除模板用的，支架使用的可調(diào)頂托可調(diào)范圍按30cm左右控制。施工時注意支架間距應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。

　　腳手管安裝好后，在可調(diào)頂托上沿縱向分段鋪設(shè)10cm×12cm×200cm的方木，箱梁底板下方的方木橫向布置，長2m，間距為0.35m。安裝底模板，布置好后可進行支架預(yù)壓。

　　碗扣式支架體系承載力大，立桿連接是同心承插，橫桿和立桿靠碗扣連接，接頭具有可靠的抗彎、抗剪、抗扭力學(xué)性能，而且各桿件軸心線交于一點，節(jié)點在框架平面內(nèi)，因此，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠，承載力大。主構(gòu)件用Φ48×3.5、Q235焊接鋼管，鋼管壁厚為3.5mm。以C37-C41聯(lián)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁為例，對碗扣式支架的受力體系進行驗算：C37-C41聯(lián)砼方量為1702立方。

　　1、荷載計算

　　偏安全考慮，荷載分項系數(shù)恒載取值r1=1.2，施工荷載取值r2=1.4，以全部重量作用于底板上計算單位面積壓力：

　　(1)箱梁荷載：箱梁鋼筋砼自重：G=1702m3×26KN/m3=44252KN

　　F1=G×r÷S=44252KN×1.2÷1967 m2=27KN/m2

　　(2) 施工人員、機具產(chǎn)生的荷載：取F2=1.4×2.5 KN/m2=3.5KN/m2

　　(3)振搗混凝土產(chǎn)生荷載：取F3=1.4×2.0 KN/m2=2.8KN/m2

　　(4)箱梁芯模(包括支撐系統(tǒng))：取F4=1.2×1.5 KN/m2=1.8KN/m2

　　(5)底模木夾板：取F5=1.2×0.1 KN/m2=0.12KN/m2

　　(6)橫向方木：共56.4 m3(單位重量7.5KN/ m3)

　　則F6=1.2×56.4×7.5/1967=0.258KN/m2

　　(7)縱向方木：共27.4 m3

　　則F7=1.2×27.4×7.5/1967=0.12KN/m2

　　2、支架受力計算

　　(1)立桿承重計算

　　碗扣支架立桿設(shè)計承重為：30KN/根。

　　A、每根立桿承受鋼筋混凝土自重、施工荷載重量、振搗混凝土產(chǎn)生荷載、箱梁芯模、底模板以及方木等荷載的總重量：

　　N1=(27.0+3.5+2.8+1.8+0.12+0.258+0.12)×0.9×0.9

　　=28.8KN

　　B、支架自重：立桿單位重：0.06KN/m，橫桿單位重：0.04KN/m

　　N2=[5×5.77+5×(0.9+0.9)×5.12]/100=0.75KN

　　每根立桿總承重：

　　N=N1+N2 =28.8+0.75=29.55KN<30KN

　　立桿承重滿足要求。

　　(2)支架穩(wěn)定性驗算

　　立桿長細比λ=L/i=1200/[0.35×(48+41)÷2]=77

　　由長細比可查得軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)φ=0.732

　　立桿截面積Am=π(242-20.52)=489mm2

　　由鋼材容許應(yīng)力表查得彎向容許應(yīng)力[σ]=145MPa

　　所以，立桿軸向荷載：

　　[N]=Am×φ×[σ]=489×0.732×145=51.9KN>N=24.64KN

　　支架穩(wěn)定性滿足要求。

　　綜上，按縱橫向步距0.9m×0.9m布置，安全系數(shù)恒載取1.2，活載取1.4計算，碗扣支架受力滿足要求。

　　(3)支架預(yù)壓

　　① 支架預(yù)壓方法

　　在安裝好底模后，可對支架進行預(yù)壓。預(yù)壓采用混凝土預(yù)制塊及袋裝砂子預(yù)壓，混凝土預(yù)制塊布置在箱梁大橫梁、橫隔梁及縱向腹板位置，袋裝砂子布置在空箱位置。加載順序從支座向跨中依次進行。滿載后持荷時間不小于24h，加載時按照30%、60%、100%設(shè)計荷載分三級加載，加載時注意加載重量的大小和加荷速率，使其與地基的強度增長相適應(yīng)，待地基在前一級荷載作用下，觀測地基沉降速度已穩(wěn)定后，再施加下一級荷載，特別是在加載后期，更要嚴格控制加載速率，防止因整體或局部加載量過大、過快而使地基發(fā)生剪切破壞。地基最大沉降量不能超過10mm/d;水平位移不能大于4mm/d。在預(yù)壓前對底模的標高觀測一次，在每加載一級后預(yù)壓的過程中平均每2小時觀測一次，觀測至沉降速度已降到0.5～1.0mm/d為止，將預(yù)壓荷載按加載級別卸載后再對底模標高觀測一次，預(yù)壓過程中要進行精確的測量，要測出梁段荷載作用下支架將產(chǎn)生的彈性變形值及地基下沉值，將此彈性變形值、地基下沉值與施工控制中提出的因其它因素需要設(shè)置的預(yù)拱度疊加，算出施工時應(yīng)當(dāng)采用的預(yù)拱度，按算出的預(yù)拱度調(diào)整底模標高。同時要注意在支架外側(cè)2米處設(shè)置臨時防護設(shè)施，防止地表水流入支架區(qū)，引起支架下沉。

　　加載用編織袋裝砂子過磅后均勻堆碼，用吊車分碼吊至支架頂，由人工配合擺放。加載中由技術(shù)人員現(xiàn)場控制加載重量和加載位置，避免出現(xiàn)過大誤差而影響觀測結(jié)果。

　　卸載程序：卸載亦要按照加載的分級數(shù)進行卸載，同步進行支架觀測及數(shù)據(jù)采集，縱橫向都按照先中間后兩端順序分層進行。

　　② 測量方法

　　基礎(chǔ)頂面、支架頂面和底模頂面設(shè)置測點，測出加載前各測點的高程值，然后在每次加載、卸載時測量各測點的高程，根據(jù)測得數(shù)據(jù)進行列表，分出各對應(yīng)情況下的數(shù)值并和理論計算值進行對照、分析，找出規(guī)律，為支架標高即立模標高的調(diào)整提供基礎(chǔ)資料，并據(jù)之進行適當(dāng)調(diào)整。　　

 

　　③ 預(yù)設(shè)反拱

　　為保證線路在運營狀態(tài)下的平順性，梁體應(yīng)預(yù)設(shè)反拱，按設(shè)計圖紙理論計算跨中反拱值為10mm及15mm兩種，其他位置應(yīng)按二次拋物線過渡，施工中反拱的設(shè)置應(yīng)根據(jù)具體情況，預(yù)留拱度 = 設(shè)計拱度 + 預(yù)壓沉降量，預(yù)壓沉降量根據(jù)現(xiàn)場地基承載力試驗可得。

　　④ 支架調(diào)整

　　架體預(yù)壓前，支架(底模)按照計算標高調(diào)整，確保支架(支墩)各桿件均勻受力。預(yù)壓后架體在預(yù)壓荷載作用下基本消除了地基塑性變形和支架豎向各桿件的間隙即非彈性變形，并通過預(yù)壓得出支架彈性變形值。

　　根據(jù)以上實測的支架變形值，結(jié)合設(shè)計標高和梁底預(yù)拱度值，確定和調(diào)整梁底標高。梁底立模標高 = 設(shè)計梁底標高 + 支架彈性變形值 + 設(shè)計預(yù)留拱度 - 張拉反拱。

　　3、結(jié)語

　　從北滘二期工程現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁碗扣式支架搭設(shè)施工效果來看，碗扣式支架能做曲線布置，裝卸速度比十字扣件快，勞動強度降低，接頭具有極佳的抗剪、抗彎、抗扭力學(xué)性能，比扣件式腳手架結(jié)構(gòu)強度提高0.5倍以上，整體性和可靠性較好，易于保管，損耗小，搭設(shè)功效高，重復(fù)使用經(jīng)濟效益顯著。