摘要：满堂支架施工是现浇箱梁施工的关键环节。本文结合工程概况，介绍了某跨线桥的满堂支架施工中的施工方法、施工控制、施工工艺流程等控制环节。
关键词：满堂支架；现浇梁；施工技术
1 工程概况
本跨线桥位于某高速公路范围内，上部结构：18+30+18m预应力混凝土连续箱梁，以中单孔跨越高速公路。下部结构为柱式桥墩，肋式桥台，钻孔桩基础。
2 施工方法简介
本桥下为高速公路主线，陆地施工条件相对较好。施工时，先将桥位地基处理后，采用扣件式满堂脚手架现浇施工工艺进行施工，施工时，底模采用大块钢模，外模和内模采用竹胶板，总体施工工艺流程如下：
3 施工工艺流程
3.1地基处理
先用推土机将表层土推平并压实；承台基坑回填完成后，将原有地基整平压实后，再在其上填筑80cm的10%灰土，在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夯实，然后在处理好的灰土层上浇筑15cm厚C15混凝土垫层，在混凝土垫层上按照安装扣件式满堂支架立杆所对应的相应位置设置底托；为尽量减少地基不均匀沉降引起的变形影响，在承台基坑回填好的地基上铺设大型钢模板，钢模板铺设时，面板朝下。压实的灰土层及砼垫层的宽度大约为13米。为避免地基受水浸泡影响，在两侧开挖的排水沟，排水沟分段开挖且形成坡度，保证雨水能导入排水沟。
3.2支架安装
本支架采用扣件式满堂脚手架，其结构形式如下：竖向立杆间距为90cm，横向立杆间距按90cm左右间距布置，在高度方向每间隔1.2m设置一排纵、横向联接脚手钢管，离地20cm设置扫地杆，使所有立杆联成整体，为确保支架的整体稳定性，在每三排横向立杆和每三排横向立杆各设置一道剪刀撑。在地基处理完成验收后，按照施工图纸进行放样，然后进行支架搭设。支架搭设好后，测量放出几个高程控制点，并做好标记，然后带线，调顶托调整支架高度，本支架使用的可调顶托可调范围为15cm左右。
为保证结构竣工后尺寸准确，脚手架应预留施工预拱度。在确定箱梁施工标高时，应考虑下列因素：
1、设计文件规定的结构预拱度；
2、脚手架和地基承受全部施工荷载引起的弹性变形S1；
3、连续箱梁由于混凝土收缩及徐变而引起的挠度f；
4、由于杆件接头处的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形S2；
5、脚手架基础在受载后的沉降S3；
6、底板模板的刚度。
为严格控制现浇箱梁施工支架的基础沉降以及支架变形，正确设置支架预提高度，在正式浇筑混凝土之前，用袋装砂和土对箱梁现浇支架进行预压以消除非弹性变形，并观测其弹性变形值S1。根据弹性变形值S1正确设置箱梁施工标高，设置方法如下：考虑混凝土收缩徐变引起的挠度以及对连续梁浇筑进行分层浇注（下层为底板、腹板；上层为顶板、翼缘板）的实际具体施工过程，将连续梁施工标高在设计标高的基础上，每个墩顶位置箱梁的预提高度为弹性变形值S1，每跨跨中预提高度为弹性变形值S1+10mm；其余位置的预提高度均以每跨墩顶预提高度为最小值，跨中预提高度为最大值按直线比例分配。
脚手管支架安装好后，在可调顶托上纵向铺设15*10cm木枋，箱梁底板下方的木枋横向布置，长6m，间距为0.9m；设好后，进行钢模的铺装。钢模布置好后可进行支架预压。
3.3支架预压
安装完成底模板后，要对支架进行压预。支架预压的目的：
①检查支架的安全性，确保施工安全。
②消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，利于桥面线形控制。
③测出弹性变形，作为立模依据。
预压荷载为箱梁单位面积最大重量的1.2倍。本方案采用袋装砂和土预压法进行预压：采用25t吊车吊装土，桥面宽10.5米,高度: 1.2米,周围用沙袋堵上。
3.4沉降观测
沉降观测点的布置应定点准确，点的位置和密度保证能够准确反映整个支架的位移和变形情况。一般来说观测断面布置在每跨的L/2、L/4处及墩部处，每个断面至少分左、中、右三个观测点。如果跨径较大，断面较宽，可以以每跨的L/2处为中心线两边对称加密，以满足精度要求。每个观测断面布置模板底部和支架基底两层观测点。模板底部的观测点可以用铁钉钉入模板底部的方木加以定位，采用水准仪进行沉降观测，因为观测点在上部，所以需要倒尺观测。支架基底的观测点可以定位于支架底的垫板上，采用水准仪进行观测。
在加载之前，要测量各观测点的标高，以做参考，加载之后要每间隔一定的时间进行一次标高观测，并认真记录观测结果。连续两次观测的时间间隔不宜过长，一般为2个小时到4个小时。对于分级加载的方案，每一级荷载加载后，要等到经观测沉降已稳定后，再进行下一级加载。加载到总荷载的100%后，持荷时间不得小于24小时。持荷24小时后，如果每2小时间隔测得的各点平均沉降小于0.1mm，表明地基及支架沉降已基本稳定，可以卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸载。卸载后再测量一次各观测点的标高进行复核。
沉降观测完毕后，对观测结果进行分析整理，根据各个观测断面每个观测时点的沉降量平均值及与其对应的荷载和时间，绘制沉降-荷载关系图，沉降-时间关系图。压载时主要的观测数据有：支架底座沉降—地基沉降、顶板沉降—支架沉降、卸载后顶板和地基的可恢复量以及支架的侧位移量和垂直度，根据这些观测数据可以得到地基和支架的总沉降量、弹性变形数量和非弹性变形数量。弹性变形是卸载后可以恢复的沉降变形，是由于地基和支架的弹性变形造成的。非弹性变形是卸载后不可恢复的沉降变形，是由于地基和支架体系的非弹性变形和各接触点间隙的压密造成的。弹性变形量等于卸载后标高减去持荷后所测标高，总沉降量（支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形量。
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3.5 压载试验注意事项
压载试验的主要目的之一是检验支撑体系在施工中的安全性，在压载过程中要密切关注支架和地基的变形情况，如果发现地基出现明显下沉或产生裂缝，钢管发生严重位移、变形， 方木发生裂缝或脆断等情况，要立即停止预压并进行卸载，查明原因后，采取相应措施后再施工。加载预压时支架下严禁站人。试验完成后，要根据变形情况及地基沉降程度,采取必要的措施对薄弱环节予以加强,确保施工安全和工程质量。试验支架的搭设应严格按设计要求施工, 压载前一定要仔细检查支架各节点是否连接牢固可靠，试验时试验支架与相邻支架间的联结扣件松开，使其独立受力，以确保试验的安全性和结果的真实性、准确性。
3.6支架受力验算
①、底模板下次梁（10×15cm木枋）验算：
底模下脚手管立杆的纵向间距为0.9m，横向间距根据箱梁对应位置分别设为0.9 和0.9 m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距90cm；次梁按纵桥向布置，间距35cm和18cm 。因此计算跨径为0.9m，按简支梁受力考虑，分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置：
a、斜腹板对应的间距为18cm的木枋受力验算
底模处砼箱梁荷载：P1 =595/90/6.6=1.002 26KN/m3×1.002=26.04KN/m2；
模板荷载：P2 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2 设备及人工荷载：P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2
砼浇注冲击及振捣荷载：P4 =200kg/m2 =2kN /m2
则有P = （P1 + P2 + P3 + P4）=32.54 kN /m2
W = bhl2/6 = 10×225/6 =375 cm3
由梁正应力计算公式得：按强度要求
q=32.54×0.9=29.286KN/m
M=1/8ql2=1/8×29.286×0.81=2.965KN•M
δ=M/W=2.965*1000/375=7.91 Mpa<10Mpa（方木容许应力）
②按刚度要求
W=ql4/150EI=29.286×.94/(150×9×106×100×1503/12)=1.138mm
W=L/400=900/400=2.25mm(容许挠度)>W
按强度刚度计算均符合要求。
③立柱计算
由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=ι/ i = 1200 / 15.78 = 76，查表可得φ= 0.744 ，则有：
[ N ] = φA[σ] =0.744×489×215 = 78.22 kN
而Nmax = P×A =32.54×0.9×0.9 = 26.36 kN，可见[ N ] ＞ N，
抗压强度满足要求。
横向步距1.2m斜剪力撑每隔3.6m设一道 外侧每隔5～7根立柱沿框架的全高设置剪刀撑。
另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度11m计算）
△L = NL/EA = 26.36×103×11×103/2.1×105×4.89×102
=2.824mm 压缩变形很小
经计算，本支架其余杆件受力均能满足规范要求，本处计算过程从略。
④地基容许承载力验算：
底托 10cm×10cm N=10KN
F=N/A=10000/100×100=1mpa=1N/MM2
垫层采用20cm厚C15砼，基层用80cm厚10%电石灰土处理软基。
地基承载力f=10/0.9×0.15=111Kpa
10%石灰土完全满足承载要求。
4 小结
4.1本工程的满堂支架地基处理与高速公路其它标段满堂支架地基处理相比，工序上更为简单，造价上更为经济，实践表明结构上也能很好的满足施工及规范要求。
4.2考虑本标段只有一个现浇桥，采用了砂袋进行预压，造价较高。如果采用满堂支架施工的跨数较较多，可加工水箱加水预压，表面上看加工水箱价格高，但由于其周转次数多，所花劳动力少，多次周转使用后，比采用砂袋进行预压所花造价要低；且水箱加水进行预压，工序简单，施工进度快，比采用砂袋进行预压要安全，值得推广使用。在今后的施工中，如果采用满堂支架施工的跨数较多，建议采用水箱加水法进行预压；否则宜采用砂袋码砂法进行预压。如果采用水箱加水法进行预压，建议在水箱底部设计若干滚轮或滚轴，以便2～3人就能推动水箱前移。
4.3外侧模板及翼缘模板采用大型竹胶板，较为经济，效果不错。如果采用满堂支架施工的跨数较多建议用大型钢模板，造价比采用竹胶板施工要昂贵，但钢模板比竹胶板可周转的次数要多，浇注的砼的外观质量要好，且模板前移及调模、脱模也更方便，所花时间要少。总之，两者各有优缺点。在今后的施工中，如果采用满堂支架施工的跨数较多，建议采用钢模板施工，否则宜采用竹胶板施工。如果采用大型钢模板，建议在模板下方横向工字钢上设置滚轮，采用人工推动模板前移。
参考文献:
[1]《桥梁施工技术》 王云江 中建工筑工业出版社
[2]《桥梁施工控制技术》 向中富 人民交通出版社
论文作者:付亚军
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/20
标签：支架论文; 预压论文; 地基论文; 弹性论文; 满堂论文; 荷载论文; 标高论文; 《基层建设》2017年2期论文;