肖洪涛
中铁长江交通设计集团有限公司，重庆 401121
摘要：针对规模日益扩大的桥梁工程,连续梁支架现浇法在施工在场地受限的情况下能够有效的保证工程质量以及工程效率。结合实际桥梁工程施工为例,从支架施工工艺、地基处理、支架搭设、预压、浇筑等环节探讨连续梁支架现浇法在桥梁工程施工中的有效应用。
关键词：支架法；现浇桥梁；预压；安全监测
引言
目前我国的公路桥梁工程中，采用支架法进行桥梁结构的现浇施工极为广泛，支架结构形式非常多，施工过程中一定要因地制宜，选取合理的支架结构形式保证施工安全和质量极为重要，文章结合工程实例对连续梁桥采用承插型盘扣式钢管支架现浇进行详细的论述。
1 工程概况
桥梁上部结构为两联普通现浇钢筋混凝土，设计桥型为两联四跨连续板梁，跨径组合为4*16m+4*16m=128m。梁高100cm，第一联板梁顶宽14.5m，底宽11.5m，第二联板梁顶宽14.5～13.0m，底宽11.5～10.0m，两侧悬臂各1.50m，悬臂板翼缘厚18cm，根部厚48cm，空心孔直径60cm。混凝土强度等级C40。曲线段桥面最大横坡为单向3%，直线段桥面横坡为双向2%，全桥纵坡-0.9%。
桥梁下部结构桥墩采用桩柱式桥墩，0#桥台采用重力式U型桥台加桩基承台，8#台采用重力式U型桥台加扩大基础。
2 地质情况
大桥跨越杨家溪冲沟及其冲沟两侧平台。此冲沟是复建公路段最大地表冲沟，冲走向近东西向，沟水直接排入乌江；冲沟深3～5m，最深位于桥位区一带，深约10m，沟宽3～10m。冲沟洪枯流量差异大，属于季节性冲沟，雨季流量不小于1m3/S。在冲沟上游沟底及其两侧基岩出露，下游端未见基岩出露，主要是第四系。基岩为三叠系嘉陵江组（T1j4-1）泥质白云岩、灰质白云岩，岩体较为完整。第四系残坡堆积粉质粘土夹碎块石，厚度薄。下伏基岩为三叠系嘉陵江组（T1j4-2）岩溶角砾岩。岩体风化溶蚀严重，性状较差。
3 支架现浇法施工技术分析
根据现场实际情况，为确保桥梁施工过程的质量和安全控制，现浇空心板桥支架采用承插式盘扣落地式满堂脚手架支撑和贝雷梁组合架支撑两种方式施工。底模和侧模采用木模，内设聚苯乙烯芯模。混凝土浇筑采用商品混凝土，罐车运输至现场天泵浇筑。
3.1 地基处理
本桥地基主要有三种形式，分别采用三种不同的处理方法对地基进行处理。
3.1.1 软土地基处理
粉质粘土夹碎块石层厚度在0.8～1.2m。需挖除粉质粘土夹碎块石层至岩溶角砾岩，用25t压路机进行地基碾压夯实，距桥墩较近和原来开挖基坑位置，采用人工配合小型打夯机进行夯实，压实度不小于90%。压实后采用重型动力触探法进行地基承载力检测，检测后承载力满足要求。
在碾压密实的地基上，铺一层20cm 厚的级配碎石作为垫层，采用人工摊铺平整，并用压路机碾压密实，级配碎石层摊铺时控制平整度。在碾压密实的级配碎石层顶面铺设一层Ф12钢筋网片，间距20cm*20cm，再浇筑20cm厚C20混凝土。为避免雨水对基础的影响，混凝土浇筑完成后表面做成2%的横坡，宽度超出满堂支架50cm。并在四周砌筑排水沟。
3.1.2 钢管桩地基处理
跨越冲沟部分，若采用满堂支架将影响河道泄洪能力，且支架易受到河水冲击后稳定性受影响，所以第四跨基础采用桩基础，沿3#、4#桥墩横轴线相邻方向各布置4根φ80cmC30钢筋混凝土桩，单根桩基础深度2～6米，根据地质情况控制桩基开挖深度。测量人员根据平面布置图采用全站仪准确的放出桩基础位置，桩基采用水磨钻成孔。桩身顶部30cm范围螺旋箍筋按10cm间距加密，桩顶混凝土表面用铁抹子抹平整，便于钢管柱法兰盘连接。
钢管柱采用Φ609mm，壁厚16mm空心钢管，钢桩底部通过膨胀螺丝将法兰盘和桩头进行连接，法兰盘底部铺垫高强度砂浆进行调平。钢桩间距4.5m，钢桩横向之间都采用[10槽钢进行连接，每排钢桩连接高度不大于3m。钢桩安装成型后顶部高程基本一致。横桥方向主梁采用2I56b双拼工字钢，主梁工字钢单根（9m）吊装，桩顶焊接接长，主梁工字钢中心与钢管立桩中心重合，并与钢管桩通过封顶钢板焊接成整体。钢管桩采用汽车吊机进行安装，钢管桩单根长度不够时通过法兰盘用螺栓连接，安拆方便。每根钢管桩上焊人行爬梯，便于钢管桩间连接型钢的连接。钢管桩施工过程中注意竖向垂直度的控制。钢管桩基础布置图见图1所示。
.png)
图1 钢管桩基础布置图
3.1.3 其他部分地基处理
白云质灰岩基础，清除地面松散土层后，使用25t压路机对原地面进行平整压实，压实后检测承载力满足要求，在原地面铺设15cm级配碎石后浇筑20cm厚C20混凝土，7#墩左侧边坡侵限，支架搭设宽度不足，该边坡为采取锚索＋喷护措施进行保护的顺向边坡，为避免平台开挖对锚杆造成破坏，影响边坡稳定，该处采取凿打50×50cm小平台，用厚15cm的C20混凝土封闭后设置支架立杆。
3.2 支架的搭设
支架采用承插型盘扣式钢管脚手架进行搭设[1]，此支架技术先进、安全适用、经济合理、搭设速度快，特别适合桥梁现浇支架法满堂支架搭设。
脚手架搭设前按照专家论证后的施工方案组织各方人员进行技术、安全交底，严格按照技术规范要求搭设。支架立柱的采用A型外径为60mm，配置Φ48丝杆和调节手柄，丝杆外径不小于46mm，壁厚为3.5mm，支架的纵横向间距为900mm，步距为1500mm。
（1）基础验收合格后，按方案要求弹线定位，放置可调底座后分别按先立杆后水平杆再斜杆的搭设顺序逐层进行，相邻立杆接头应错开。底座和垫板应准确地放置在定位线上；垫板采用长度不少于2跨，宽度20cm，厚度不小于50mm的木垫板；底座的轴心线应与地面垂直。底层水平框架的纵向直线度≤L/200；水平杆间水平度≤L/400。
（2）模板支撑架搭设应与模板施工相配合，利用可调底座或可调托座调整底模标高，支架可调托座和底座的丝杆外露长度控制在20cm之内。
（3）搭设高度超过8m的模板支架时，竖向斜杆满布设置，步距1.5m，沿高度每隔 4个标准步距设置水平层斜杆或扣件钢管剪刀撑。架体用钢管与周边墩柱形成可靠拉结。
（4）支架拼装时每搭完一步支模架后检查水平杆步距，立杆的纵、横距，立杆的垂直偏差和水平杆的水平偏差。保证立杆的垂直偏差小于支架总高度的L/500；不大于50mm。
（5）支撑架搭设到顶时，组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收。承插型盘扣式支架搭设布置图见图2所示。
.png)
图2 支架搭设布置图
3.3 预压试验
3.3.1 支架的预压
现浇梁的模板主要由底模、侧模、芯模和端模组成，由于桥梁是曲线桥，为保证施工过程中的安全及方便，所以桥梁底模、侧模和端模优先使用1220*2440*15mm抛光木模板，芯模采用定制实心聚苯乙烯泡沫芯模。考虑支架、模板、梁体等的自重、需对支架进行预压，以消除支架地基的不均匀沉降和支架的非弹性变形并获取弹性变形参数，检验支架的安全性。预压需在底模板安装完成并对支架验收合格后进行，采用1.3t重的大砂袋（袋中装碎石）的方式，砂代的重量不小于支架承受的混凝土结构恒载与模板重量之和的1.15倍。即按梁体自重与施工荷载累加后的1.15倍进行分级加载预压以取得基本数据，根据压载数据及结构设计预拱度进行底模标高设置。砂袋采用人工配合吊车进行吊装，荷载的分布与板梁施工荷载相同。砂袋应逐袋过磅称量，称量设专人记录，称量好的砂袋吊装完成后应采取防雨措施，现场准备一定数量的薄膜予以覆盖，防止雨季砂袋吸水。
3.3.2 加载
加载前，分别计算出各区域的加载重量，按照计算结果逐级加载。根据预压荷载量分3级加载。第1次加载为预压荷载量的60%；第2次加载至预压荷载量的80%；第3次加载至预压荷载量的100%。纵向加载时，从跨中开始向支点处进行对称布载；横向加载时，应从结构中心线向两侧进行对称布载[2]。
每级加载完成后，立即开始沉降变观测，之后每12h观测一次支架及基础的沉降量，如果12h沉降量小于2mm，说明沉降已经稳定，即可进行下级加载。
加载过程中检查支架各杆件的受力情况，安排专人逐个检查顶托的受力情况，若有个别顶托未受力，人工通过调节杆调整，保证支架各顶托受力一致。若加载过程中发现异常情况应立即停止加载，查明原因后并采取措施保证支架安全后方可继续加载。
3.3.3 沉降观测及卸载
全部荷载施加完毕后，每间隔24h观测一次，记录各测点标高；当支架预压符合下列要求时，可进行支架卸载；荷载卸载采取一次性，且对称、均衡、同步进行。
（1）各测点沉降量平均值小于1mm；
（2）连续三次各测点沉降量平均值累计小于5mm。
3.3.4 支架标高确定
支架预压卸载完成后，将底板冲洗干净，经实测及相应的计算，确定弹性变形及实际沉降量，并对底模板作相应调整，调整后的底板设置出计算的弹性变形量和预留拱度。
立模标高=梁底设计标高+设计预拱度+支架、基础弹性变形量。
底板调整完毕，应再次逐根检查支架底座、顶托是否着力，连接件是否紧密。并将松动杆件重新调整，确保支架整体受力。
3.4 钢筋和芯模的安装
钢筋采用在加工场集中加工制造，吊车配合板车运至施工现场进行安装，严格按照设计图纸及规范要求进行安装。
（1）钢筋焊接采用J50焊条；
（2）纵向受拉钢筋采用机械套筒连接，接头中心至长度35d区域内同一根钢筋不得有两个接头，在该区域内接头的受力钢筋截面积不超过纵向受力钢筋纵截面的50%；
（3）纵向受力钢筋与弯起钢筋采用双面焊缝形成骨架，焊缝设在钢筋弯折点处，焊缝有效长度不小于5d，并在中间直线部分设短焊缝，焊缝长度不小于2.5d，间距1m；
（4）钢筋骨架绑扎完毕后再骨架的四周间距1.5m呈梅花形布置同强度混凝土保护层垫块保证保护层厚度，保护层厚度不小于5cm；
（5）钢筋骨架按照完毕后及时按照设计要求将实心聚苯乙烯泡沫芯模推送进去，并采用钢筋焊接的方式将芯模固定在骨架上，芯模四周每隔40cm布置同强度的混凝土保护层垫块，避免芯模在混凝土浇筑过程中上浮和移位，影响结构质量。
3.5 现浇板梁混凝土浇筑及养护
3.5.1 技术控制措施
本工程现浇板梁采用C40混凝土，在混凝土原材料的选择、配合比、拌和过程中严格按照设计及规范要求执行，在浇筑前，项目部试验室进行C40混凝土配合比的设计，并出具试验检测报告，报监理单位复核同意后进行试拌，最终确定施工配合比。
混凝土浇筑沿桥梁纵向从低到高，横桥向对称浇筑。混凝土的分层厚度不应超过30cm，采用插入式振动器振捣，振动器要垂直插入先浇混凝土内一定深度（一般控制在5-10cm）以保证新老混凝土能良好结合，振捣时与侧模保持5-10cm的距离。
混凝土浇筑完成后强度达到2.5MPa时对侧模进行拆除，强度达到设计强度后方可进行底模的拆除，混凝土试块强度采用置于现场与构件进行同条件养护的试块进行判定，混凝土养护时间为7d~14d[3]。
3.5.2 安全控制措施
混凝土浇筑过程过程中和模板预压过程中采用高支模安全监测系统，通过数据采集器、无线传输系统等设备将数据传至终端进行数据分析，对高支模模板沉降、立杆轴力、杆件倾斜、支架整体水平位移等进行全面监测，采用自动化监测系统，实现实时预警、实时声光报警，紧急时刻提配作业人员撤离危险区域，预防施工安全事故的发生。
4 结束语
桥梁工程施工结束后，施工效果非常理想，由于场地狭小等原因，使用现浇支架模式施工技术，从而使工期和质量、安全得到了较好的保障，施工效率明显提高，承插型盘扣式支架的安全性和可靠性得到了进一步的提升，对其他桥梁的施工起到一定的参考作用。
参考文献
[1] 南通新华建筑集团有限公司，无锡市锡山三建实业有限公司.JGJ231-2010 建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010：6-32
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ/T194-2009 钢管满堂支架预压技术规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2009：4-10
[3] 张永伟.桥梁工程中连续梁支架现浇法的施工技术探讨[J].施工技术，2017（03）：90