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摘要：随着工程建设的快速发展，满堂支架越来越多的采用在现浇梁施工上，满堂支架的施工是整个箱梁施工的重要环节，将直接影响到施工安全和工程质量。本论文就满堂支架施工的地基处理、支架搭设、支架预压及控制要点等四个方面浅谈现浇梁满堂支架施工技术的应用和控制要点。
关键词：碗扣式；满堂支架；施工技术；控制要点
1 工程概况
穗莞深望洪站特大桥起讫里程为DK023+835.63～DK026+003.35，全长2167.72m，共60个墩柱，主要桥梁结构包含6*30m、4*30m双线连续梁，标准25m、30m、35m双线、单线简支梁，车站异形边跨梁以及79m、50m主跨连续梁。现主要介绍穗莞深望洪站特大桥36#～40#墩道岔连续梁的施工来对满堂支架施工技术应用进行相关阐述。
穗莞深望洪站特大桥36#～40#墩上部结构为4*30m跨道岔连续梁，桥墩结构有M墩、矩形墩，梁体结构形式为两箱～三箱等高渐变箱梁，梁高2.31m，顶宽11.6～19.56m，底板宽4.84～12.8m，在支点设横隔板，并设置有人洞，供检查人员通过。桥梁全长119.8m，计算跨度为（29.15+2*30+29.15）m，支座中心线至梁端0.75m，外侧边支座中心横向距梁底板边0.45m，梁体最大截面如图1-1。
图1-1 梁体截面图
根据施工图设计数据及现场实际情况，穗莞深望洪站特大桥36#-40#墩道岔连续梁采用碗扣式满堂支架现浇施工，其整体施工布置图如下。
图1-2 支架平面布置图
图1-3 支架断面图
2 满堂式支架搭设
2.1 地基处理
穗莞深望洪站特大桥36#～40#墩处于珠三角水乡地带，在望洪枢纽站内原有用地为草地及既有房屋区，地基原有承载力较高。为保证地基安全，要进行支架现浇梁，首先必须进行相应位置的地基处理，具体处理形式如下：
先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实；承台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实。原有地基整平压实后，再在其上填筑大约30cm的素土，并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压，辗压次数不少于3遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实，然后在处理好的土层上铺设20cm石子，采用人工铺平，用YZ16吨振动压路机进行辗压，满足承载力要求后，浇筑10cm左右C35混凝土，经测量放样后开始安装满堂支架底托及立杆。
必须在地基基础混凝土强度达到4.0Mpa后（即常规环境下混凝土基础浇筑完成24小时后），再开始搭设满堂支架。满堂支架搭设前应按施工方案的要求放线定位。
2.2 满堂支架搭设要求
支架搭设的基本要求是：横平竖直，整齐清晰，图形一致，平竖通顺，连接牢固，受荷安全，有安全操作空间，不变形，不摇晃。
2.3 满堂支架架搭设顺序
满堂支架搭设应遵循以下顺序：
底托→摆放扫地杆→逐根树立立杆并与纵横向扫地杆扣紧→安各步纵横水平杆并与各立杆扣紧→接立杆→加设剪刀撑→按照图纸要求用顶丝将立杆挑至设计标高→按照模板施工组织设计铺设模板→检查验收→合格（不合格整改再验收）。
支架架的搭设除了按顺序搭设以外，还得注意下列事项：
⑴按照规定的构造方案和尺寸进行搭设。
⑵及时与结构拉结或临时支顶，以确保搭设过程的安全。
⑶拧紧扣件。（拧紧程度要适当）
⑷有变形的杆件或不合格的杆件（有长度、扣接不紧等）不能使用。
⑸搭设工人必须系安全带。
⑹随时矫正杆件的垂直和偏差避免偏差过大。
⑺没有完成的脚手架，在每日收工时，一定要确保架子稳定，以免发生意外。
2.4 支架安装
本支架采用“扣件”式满堂脚手架，其结构形式如下：纵向立杆间距为90cm，横向立杆间距除箱梁腹板所对应的位置处间距按30cm布置外，其腹板内侧位置60cm间距布置，腹板外侧90cm间距布置，在高度方向每间隔1.2m设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆联成整体，为确保支架的整体稳定性，每四排横向立杆各设置一道剪刀撑。在地基处理好后，按照施工图纸进行放线，便可进行支架搭设。支架搭设好后，测量放出几个高程控制点，然后带线，用管子割刀将多余的脚手管割除，在修平的立杆上口安装可调顶托，可调顶托是用来调整支架高度和拆除模板用的，本支架使用的可调顶托可调范围为20cm左右。
脚手管安装好后，在可调顶托上铺设10*10cm方木，箱梁底板下方的方木先横后纵向布置两层，下层间距为0.6m、上层间距0.15～0.3cm；由于本方案外侧模板及翼缘模板为大型钢模板，为考虑模板整体移动，在翼缘板下所对应的位置10*10cm单层方木采用顺桥向布置。方木铺设好后，然后在箱梁底板下采用2cm木板作为底模板。模板布置好后可进行支架预压。
2.5 支架计算（以箱梁腹板为例）
钢管技术参数
（1）支架为Φ48×3.5 mm钢管；
（2）立杆、横杆承载性能：
荷载分析计算，现以箱梁腹板所对应的位置进行支架验算。
（1）现浇顶板混凝土荷载：
q1=26000*2.31=60060N/m2
（2）模板及方木荷载q2：取q2=500N/m2
（3）支架自重q3：q3=1558 N/m2
（4）人员及机械设备荷载q4：取q4=2000N/m2
（5）水平模板的砼振捣荷载，取q5=2000N/m2。
立杆受力计算
支架受固定荷载和活荷载，荷载分项系数分别为1.2、1.4，则有：
q＝1.2（q1+q2+q3）+1.4（q4+q5）
=1.2×（60060+500+1558）+1.4×（2000+2000）=80142N/m2
钢管立杆分布90cm×30cm，则
单根立杆受力为：N＝0.9×0.3×80142=21638N<[N]=30×103N满足承载力要求。
双扣件连接[N]=10KN，N<[N]=10KN，所以钢管双扣件连接方式也能满足承载力要求。
支架立杆稳定性验算，受压的单根立杆进行验算：
立杆采用外径48mm，壁厚3 .5mm的钢管，技术参数为：A＝489mm2，A3钢，I＝10.78*104mm4则，回转半径λ=（I/A）1/2=1.58cm，步距h=120cm
长细比λ＝L/λ。=120/1.58=75.9<[λ]=150取λ。＝76；
此类钢管为b类，轴心受压杆件，查表φ＝0.744，[σ]=205MPa
σ=N/（φA）=21638/（0.744×489）=36.9 MPa<[σ]=205MPa
支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。
3 支架预压
穗莞深望洪站特大桥36～40#墩支架及模板安装完成后，应对其支架进行荷载预压，预压重量为最大施工荷载的1.1倍。
3.1 预压目的
检验支架及地基的强度、实际抗弯能力及稳定性，消除整个支架的塑性变形，消除地基的沉降变形，测量出支架的弹性变形与预压重量的线形关系，为混凝土浇筑前模板预拱提供参数。考虑地基沉降及自身挠度的影响，在桥梁调节底面标高时加设预拱度，以保证桥梁拆模时线形顺畅。
3.2 预压重量
预压过程是通过等效荷载，堆载于初拼成型的模板上，模拟梁体自重和施工荷载作用下，支架结构的变形，同时调整浇注前模板的预拱，使得混凝土浇筑后的梁底线形复核设计。因此，预压重量应尽可能真实地反应梁体自重和施工荷载，对应钢束的张拉产生的梁体上挠及由于二期恒载和运营阶段混凝土徐变造成的梁体下挠，施工中可以不予考虑。
根据工程数量及钢筋混凝土的容重，计算出梁体每个区域的重量，得出不同节段的施工荷载纵向线集度，进行预压荷载的纵向分布；同时，由于梁体横向截面特性，对同一截面的底腹板、翼板部位分别进行分析，得出荷载横向线集度，进行预压荷载的横向分部；对于施工阶段的临时荷载和混凝土入模、振捣等施工荷载，根据施工规范及相关计算参考手册，采用0.2KPa；施工阶段不考虑雨雪等其他偶然荷载。
以上为施工阶段的全部荷载，为考察支架的安全性，在预压时压重采用计算荷载的1.1倍。
3.3 预压材料及方法
为真实模拟梁体重量，预压材料应该均匀分布，考虑到施工现场条件，根据工序时间安排要求，拟采用混凝土预制块进行预压。预制块容重大，对场地和模板污染小，便于装运堆码，同时预压完后可以重复使用。
预制块埋设吊钩，吊车能够直接到达箱梁预压工作面，预制块采用1.0m3/块，预制块长宽高均为1.0m，每块重量约为2.6t，吊起后进行人工导向堆码预压。
预压是在支架搭设完毕，模板安装完成，且进行初步调整线形后进行。此时模板的位置要求准确，为防止支架不均匀沉降造成模板局部变形，模板块间临时连接，错台错缝及表面不平整度可以不予处理。由于预制块自身硬度较大，直接放置在模板上，可能会造成模板表面损坏，为保证模板接缝处表面不致受损，可以在预压前在模板接缝、变截面等处铺设土工布、旧木板等防护。荷载为最大施工荷载的110%，加载顺序与梁体混凝土浇筑顺序相同。采用分级均匀加载，预压按五级进行，即按照总重的20%、60%、100%和110%加载。
第一、第二、第三、第四级加载后均静载持荷12小时，分别测量支架和地基的沉降量，并做好观测记录。第四级加载静载24小时后测量支架和地基的沉降量。加载全部完成后，根据观测结果分析，确认支架及地基沉降稳定后，方可进行卸载。卸载应按照加载的顺序逆序进行，即110%-0。每级卸载后均静载1小时分别测设支架和地基的恢复量，同时做好观测记录。每级加载发现局部变形过大时应立即停止加载，对体系进行分析，补强后方可继续加载。
支架及基础沉降观测采用三等水准测量的观测方法。顺桥向每5m设置一个测量断面，每个断面布置6个测点（观测点位布置如图3-1所示），并用红油漆做好标识，在旁边写好点位编号。在预压前对底模模板的标高进行初始值观测，在每次分级加载预压的过程结束时进行一次观测。连续观测支架的沉降及变形值，待加载达到预压重量以后，堆载24小时以上，每1小时观测一次支架的沉降及变形情况，且最后两次观测变形只差小于2mm时，可认定变形稳定方可卸载。卸载也采用逐级递减降载的方法，并连续观测支架的回弹及变形情况，预压荷载全部卸载后对底模标高进行最终观测，其中理论计算沉降量为7.3mm，整个预压观测过程应及时按照观测所取得的数据绘制沉降—时间曲线，同时对进行沉降—时间曲线进行回归分析。
图3-1 沉降观测布置图
预压的整个观测过程要注意在支架外侧2米处设置临时防护设施，防止雨水流入支架区，引起支架下沉。预压完成后根据现浇梁体线型重新放样，调整碗扣立杆高度。
3.4 数据分析及线性调整
支架和地基的最终沉降及变形数值等于支架的弹性变形值加地基的沉降值加残余变形值。通过等载预压观测断面所收集的数据，计算出支架的弹性变形及地基的下沉。将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，通过数理分析及相关曲线最终确定全桥现浇箱梁施工预留拱度的参考数据。根据对模板的预压所测出的弹性变形，为预拱度的最高值，支架现浇梁段应设置在梁段的中点，其他各点的预拱度，应以中间点为最高值，以梁段的两端为零，按二次抛物线进行分配。
4 支架搭设控制要点
满堂支架的施工是整个箱梁施工的重要环节，将直接影响到施工安全和工程质量，所以我们在搭设过程中一定要把握其中每一个环节，确保整
个施工的安全，具体支架搭设具有一下几方面的控制要点：
1、立杆：纵横向立杆最大间距0.9×0.9m，允许搭设偏差±5cm，立杆垂直度允许搭设偏差±10 cm。下部设扫地杆，扫地杆从垫板往上20 cm处设置，扫地杆采用对接接长。扫地杆在端头与立杆交接处伸出扣件长度不小于10 cm。
2、横杆：立杆之间满设双向水平杆，纵横向水平拉杆步距0.3～1.2m，确保其在两个方向都具有足够的设计刚度，横杆用对接方法接长，一根横杆两端的高差，不能超过2 cm，纵向水平杆全长平整度不小于±10cm。为防止水平横杆对立杆产生偏心弯距的影响，在搭设模板支架时，将横杆对称相间布置。
3、剪刀撑：沿支架外侧四周及内部纵、横向每四排由底至顶设置连续竖向剪刀撑。剪刀撑斜杆与地面的倾角应为450-600，水平剪刀撑与支架纵（或横）向夹角应为450-600。剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的水平或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。
4、接头节点要求：纵向水平杆对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500cm，并应避免设在纵向水平杆的跨中。
5、顶托与底托：顶托与底托螺杆深入立杆不得少于15cm，顶托伸出长度不宜大于35cm，底托伸出长度不宜大于20cm，并且所有顶托必须和方木紧贴受力。
6、支架杆件材质要求：对于支架杆件要求不得使用变形腐蚀严重，破损的杆件。
7、扣件螺栓必须拧紧（拧紧力矩控制在40～60N.M），以保证脚手架的节点具有必要的刚性和承受荷载的能力。
8、支架地基基础：支架基础地基承载力必须满足相应规范要求过后才能进行支架搭设。
9、若最顶上一层横杆与顶托顶部距离过大，需在这之间用钢管横向进行连接。
5 结束语
满堂式支架适用于高度低于20m左右的墩身上部结构以及其他施工方法不经济的情况下建造桥梁上部结构，具有周转次数多，周转期短，使用辅助设备少，减少了人力物资的浪费，特别适用于多跨现浇梁施工，既保证了工程质量，又能加快施工进度，具有良好的经济效益。
参考文献：
[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）
[2]《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
[3]《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80－91）
论文作者:刘继生
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/5/28
标签：支架论文; 预压论文; 荷载论文; 满堂论文; 地基论文; 模板论文; 立杆论文; 《基层建设》2018年第10期论文;