1、現澆簡支梁滿堂支架設計及施工技術方劍峰 （中鐵十一局集團五公司合福安徽項目部，重慶 400037） 摘 要：本論文闡述客運專線現澆簡支梁滿堂支架的施工方法，結合實際工點工程概況，考慮到滿堂支架施工先進快捷的優勢，從設計到驗算，再到施工，全面介紹了滿堂支架施工的技術要點。關鍵詞：滿堂支架 設計 驗算 施工 技術要點滿堂支架施工是梁體現澆施工中較為成熟的一種工藝，具有造價相對較低、操作方便靈活、適應性強、占用施工場地少、節約制架設備投資等特點，對于保證質量、提高工效十分有利。以下內容即為結合實際工點闡述的滿堂支架施工工法。1 工程概況 洪富中橋為谷架旱橋，為跨越山間谷地而設，橋址處植被茂密，無大型

2、水溝，河流。根據現場地形及設計要求，洪富中橋1-24+1-32m簡支梁采用支架法現澆。本簡支箱梁截面類型均為單箱單室等高度簡支箱梁，梁端頂板、底板及腹板局部向內側加厚。設計線間距為5.0m，梁體中心梁高為3.05m，防護墻內側凈寬8.8m，箱梁頂橋寬為12.0m，橋梁建筑總寬12.28m。2 滿堂支架設計及驗算2.1 支架設計要求（1）支架結構必須有足夠的強度、剛度、穩定性。（2）支架在承重后期彈性和塑性變形應控制在15mm以內。（3）支架部分地基的沉降量控制在5mm以內，地基承載（壓）力達200kPa。（支架設計完后進行驗算）（4）支架頂面與梁底的高差應控制在理想值范圍內，且應與預留拱度通盤

3、考慮。2.2支架搭設設計測量人員根據原地面標高及梁底標高計算滿堂支架高度及硬化混凝土基礎頂面標高，然后根據原地面地質情況確定換填碎石墊層厚度，換填并碾壓密實，并對地基承載力及地基沉降進行檢測和檢算，確保地基具有良好的承載力，滿足施工荷載下地基承載檢算要求，通過檢算地基承載力不得小于200KPa；然后在經過處理壓實平整的地基上澆筑30cm厚C20混凝土作為支架基礎。搭設WDJ碗扣式多功能鋼支架，橫橋向方向，梁體腹板下支架間距為30cm，其余為60cm；順橋向方向，支架間距為60cm，步距0.6m。支架外圍四周設剪刀撐，內部沿橋梁縱向每4排立桿搭設一排橫向剪刀撐，支架高度通過可調托座和可調底座調節

4、。圖1 支架驗算單元圖2.3支架結構檢算根據碗扣式支架的布置方案，采用WDJ碗扣式多功能鋼支架，對其剛度、強度、穩定性必須進行檢算。鋼管的內徑41mm外徑48mm。斷面積轉動慣量回轉半徑截面模量鋼材彈性系數鋼材容許應力2.3.1 一般截面箱身支架結構驗算荷載計算及荷載的組合A、鋼筋混凝土梁重：(鋼筋混凝土梁重量按26kN/m3計算)B、支架模板重 模板重量：(內模未計) (鋼模重量按82.64kN/m3計算) I20工字鋼重量：(工字鋼重量按31.54KG/m計算) 方木重量：(方木重量按8.33KN/m3計算) 支架重量：根據現場情況按3米高支架進行檢算。(JGJ166-2008 建筑施工碗

5、扣式腳手架安全技術規范說明3m立桿重量16.84kg、0.6m橫桿重量2.82kg)C、人員及機器重(JGJ166-2008 建筑施工碗扣式腳手架安全技術規范)D、振搗砼時產生的荷載( JGJ166-2008 建筑施工碗扣式腳手架安全技術規范) E、傾倒混凝土時沖擊產生的水平荷載(采用汽車泵取值3.0KN/m2)前載組合： 按照最不利位置計算單元1中單根立桿受力：2.3.2立桿強度及穩定性驗算（1）、立桿強度驗算式中：安全系數；支架鋼管設計抗壓強度；鋼管有效截面積；計算單元對立桿的壓力。參見路橋施工計算手冊。（2）立桿穩定驗算，由路橋施工計算手冊查得結論：立桿滿足強度及穩定性要求。2.3.3

6、縱向方木強度和剛度驗算支架中采用90×90mm縱向方木，間距0.25m，驗算時按簡支梁計算。A、縱向方木強度驗算 式中：方木設計抗彎強度，；方木截面抵抗矩；方木所受彎矩；B、縱向方木剛度驗算 式中：方木撓度；結論：縱向方木滿足強度和剛度要求。2.3.4 整體驗算檢驗：查圖紙得出，每跨現澆箱梁鋼筋混凝土V=334.3m3,按箱梁底部支架承重計算：整個支架系統承重為： KN安全系數k=3.4也滿足施工要求。結論：以上模板、支架及支架基礎處理能滿足32m簡支箱梁的施工要求。3 滿堂支架施工3.1 原地面處理根據設計提供地質資料結合我分部施工期間現場勘探，現澆梁地質無不良軟弱地質，也無巖溶發

7、育區段，在回填碎石土前需要采用挖機進行清除地表虛碴，清除墩或臺間表層耕植土、有機土等雜物，當縱橫向地面坡度變化時，做成高1.2m，寬2m臺階，確保邊坡穩定。3.2回填地面處理完畢，報驗合格后，采用碎石土回填，回填最大粒徑不宜超過15cm，采用YZ-20JC壓路機分層碾壓，底層按厚度不大于50cm控制，壓實系數不得小于0.8,面層1m內深范圍按虛鋪厚度35cm控制，壓實系數應大于0.9?；靥顚挾软敳堪床恍∮诹哼吘€外2m，其回填邊坡比按1：1.5m坡比回填。在碾壓過程中應嚴格控制分層厚度和最佳含水量，確保壓實密度，每層必須進行檢測壓實度和地基承載力，如果壓實度和地基承載力達不到200Kpa應多碾壓

8、，或減少虛鋪厚度?；靥顚崙獜牡吞庨_始回填，當有臺階時應及時施作C20片石砼擋墻，在回填時要避免墩受偏壓。3.3地面硬化處理基底處理好后壓實度和地基承載力檢測合格后，澆筑30cm厚C20混凝土基礎。地面橫向坡度按水平考慮，縱向坡度按線路坡度設置，以便于頂底托的調節。硬化寬度為梁邊線外側1.5m。3.4排水系統為了有效及時排出地表水，在硬化邊縱向兩側開挖40×30cm的排水溝，排水溝采用M10砂漿鋪底，厚10cm，排水溝分段開挖形成坡度，低點開挖集水坑以便排水。3.5 施工技術交底支架搭設前工程技術負責人應按已批準的支架搭設方案的要求對搭設和使用人員進行技術和安全交底。3.6 進場材料檢

9、查對進入現場的支架構配件，使用前應對其質量進行復檢：（1）主要構配件應有產品標識及產品質量合格證；（2）應重點檢查的項目為：鋼管管壁厚度，焊接質量，外觀質量，可調底座和可調托撐絲桿直徑、與螺母配合間隙及材質等。3.7 測量放樣測量人員用全站儀放樣箱梁在地基上的豎向投影線，并用白灰撒上四周輪廓標志線，現場技術員根據投影線定出單幅箱梁的縱、橫向中心線，同樣用白灰線做上標記。再根據中心線分別向前后及左右對稱布設碗扣支架立桿處可調底座坐標位置。3.8布設立桿可調底座根據立桿位置布設可調底座，掛線控制線形、標高，放置平整、牢固，底部無懸空現象。3.9碗扣支架安裝根據立桿及橫桿的設計組合，從底部向頂部依次

10、安裝立桿（先長后短）、橫桿。不同規格長度的立桿要交錯布置，一般先全部裝完一個作業面的底部立桿及部分橫桿，再逐層往上安裝，同時安裝所有橫桿。立桿和橫桿安裝完畢后，安裝斜桿，保證支架的穩定性。斜撐通過扣件與碗扣支架連接，安裝時盡量布置在框架結點上。底層水平框架的縱向直線度應L/200；橫桿間水平度應L/400。支架全高的垂直度應L/500，最大允許偏差應小于100mm。3.10可調托撐安裝為便于在支架上高空作業，安全省時，可在地面上大致調好可調托撐伸出量，再運至支架頂部安裝。根據梁底高程變化決定順橋向控制斷面間距，橫橋向設左、中、右三個控制點，精確調出可調托撐標高。然后用明顯的標記標明可調托撐伸出

11、量，以便校驗。最后再用拉線內插方法，依次調出每個可調托撐的標高，可調托撐伸出量一般控制在30cm以內為宜。3.11支架的檢查和驗收（1）支架檢查的重點內容為： 保證架體幾何不變形的斜桿、十字撐等設置是否完善； 基礎是否有不均勻沉降現象，立桿底座與基礎面的接觸有無松動或懸空情況； 立桿上碗扣是否可靠鎖緊； 立桿連接銷是否安裝、斜桿扣接點是否符合要求、扣件擰緊程度；（2）支架應隨施工進度定期進行檢查，達到設計高度后進行全面的檢查和驗收。（3）停工超過一個月恢復時應進行檢驗。（4） 支架驗收時，應具備下列技術文件 施工組織設計及變更文件； 專項施工設計方案； 周轉使用的支架構配件使用前的復驗合格記錄

12、； 搭設的施工記錄和質量檢查記錄；（5）驗收合格后，應對支架進行等荷載預壓后，方可投入使用。3.12縱橫梁及外模安裝可調托撐標高調整完畢后，在其上安放I20a工字鋼橫梁，采用9cm×9cm方木置于工字鋼上作小楞，作為模板支撐。4 滿堂支架預壓設計為了檢驗滿堂支架碗扣支架支撐體系受力狀況，各部位的強度與剛度和測量滿堂支架在箱梁施工全過程的彈性變形與非彈性變形量，控制模板的預拱度，確保箱梁澆筑過程安全與質量，滿堂支架組裝后應進行模擬箱梁施工過程的加載預壓。4.1 預壓重量的計算預壓重量按滿堂支架在箱梁施工過程中最不利狀況（現澆32m箱梁）進行考慮，其箱梁澆筑過程的荷載如下表：表1 32m

13、箱梁澆筑過程中荷載重量估算表第一次澆筑（32m梁）荷載重量內模重量（T）鋼筋、鋼絞線重量（T）底板砼總重量（T）斜腹板砼重量（T）頂板翼緣板砼重量（T）施工附加荷載（T）合計（T）367122021033075942q1=3.44T/mq2=7.07T/mq3=6.75T/mq4=10.61T/m注：32m箱梁支座中心間距為31.1m；施工附加荷載按2.0KN/m2。預壓荷載=（梁體重量+內模重量+ 施工附加荷載）×1.1=1036.2T。表2 24m箱梁澆筑過程中荷載重量估算表第一次澆筑（24m梁）荷載重量內模重量（T）鋼筋、鋼絞線重量（T）底板砼總重量（T）斜腹板砼重量（T）頂板

14、翼緣板砼重量（T）施工附加荷載（T）合計（T）265416315624555699q1=3.46T/mq2=7.07T/mq3=6.75T/mq4=10.61T/m注：24m箱梁支座中心間距為23.1m；施工附加荷載按2.0KN/m2。預壓荷載=（梁體重量+內模重量+施工附加荷載）×1.1=768.9T。4.2 荷載預壓滿堂支架拼裝完成后，首先根據計算書中提供的理論撓度值進行預拱度調整。調整工字鋼下面支撐的可調撐桿。 模板預拱度調整完成后即可進行預壓試驗。荷載采用砂袋法預壓方法，通過先底板，再腹板，最后堆載頂板和翼板的順序進行，總荷載量控制在32m跨箱梁1036.2T，在加載施工最大

15、荷載的60%和100%、 110%時分別進行觀測，在加預壓之前測出各測量控制點標高，測量控制點按順橋向模板分節位置布設，32m箱梁分9個橫斷面，每個橫斷面布置5個點，具體見后文觀測點布置。卸完成后，要再次復測各控制點標高，以便得出支架和地基的彈性變形量，用總沉降量減去彈性變形量為支架和地基的非彈性變形（即塑性變形）量。預壓完成后要根據預壓成果通過可調頂托調整支架的標高。預壓卸載時間以支架地基沉降變形穩定為原則，即最后兩次沉落觀測平均之差不大于2mm時，即可卸載。4.3 加載順序滿堂支架模擬箱梁施工過程加載與卸荷的順序見“箱梁施工“預壓-卸載”試驗流程圖”。 圖2 箱梁施工“預壓-卸載”試驗流程

16、圖卸載成為“狀態一”的受力狀態卸載成為“加載初始狀態”預壓過程的總結、滿堂支架局部加固、抬高值的確定測量監控預壓前準備工作完成“狀態一”加載完成“狀態二”加載完成“狀態三”加載持荷觀測卸載成為“狀態二”的受力狀態第一步：預壓前準備工作、支架的底模、側模初始狀態的設定（先按箱梁相應斷面的設計標高暫定）。、場地平整硬化，預壓材料過磅裝袋，堆放等工作。、場地照明設備的安裝。、人員組織、機械設備與測量儀器的配備（需要水平儀2部，經緯儀1部）。 、觀測點的設置為避免在砼施工時，支架不均勻下沉，消除支架和地基的塑性變形，準確測出支架和地基的彈性變形量，為預留模板拱度提供依據，保證施工安全、提高現澆梁質量。

17、對模板接縫位置及跨中具有代表性點進行觀測，觀測布點如圖所示：32米梁縱向設置9排觀測點（24米梁設置7排）。圖3 32米梁預壓觀測點平面布置圖 圖4 24米梁預壓觀測點平面布置圖橫斷面觀測：32米梁及24米梁布設相同，設置五個點，分別為翼緣板兩個點，腹板兩個點，底板一個點既線路中線位置。布置如圖，圖5 現澆梁預壓觀測點橫斷面布置圖根據高速鐵路橋涵工程施工技術指南鐵建設2010241號文件要求，預壓加載按最大施工荷載的60%、100%、110%分三次加載，每級加載完畢1h后進行觀測，加載完畢后宜每6h測量一次變形值，預壓卸載時間以支架地基沉降變形穩定為原則，即最后兩次沉落觀測平均之差不大于2mm

18、時，即可卸載，卸載時注意要按加載順序反向行之，即先卸載到最大施工荷載的100%，觀測穩定后繼續卸載到60%、0%，分別記錄好觀測數據以備后用。具體操作步驟：第一步：初始狀態的觀測：在完成觀測點的布設后 進行各觀測點初始讀數的觀測，并做好記錄。第二步：“狀態一”加載模式（60%）“狀態一”的加載模式是加載配重至施工最大荷載的60%，加載后1h進行觀測，并記錄好數值后，方可繼續加載。加載過程中如發現異常應立即停止加載，查找原因處理后在進行。第三步：“狀態二”加載模式（100%）“狀態二”的加載模式是加載配重至施工最大荷載的100%，加載后1h進行觀測，并記錄好數值后，方可持續加載。加載過程中如發現

19、異常應立即停止加載，查找原因處理后在進行。第四步：“狀態三”持續加載（110%）完成“狀態二”觀測后持續加載到施工最大荷載的110%，加載完畢后1小時進行觀測，并每隔6小時觀測一次并做好記錄，直至沉降穩定。沉降穩定時間以支架地基沉降變形穩定為原則，即最后兩次沉落觀測平均之差不大于2mm時，即可進行卸載。第五步：卸載卸載觀測是“加載預壓”的重要一環，通過各級荷載的卸載觀測可推算出滿堂支架在各級荷載作用下的彈性變形量與殘余變形量，卸載觀測過程與加載觀測過程相反，其過程如下：狀態（三）狀態（二）狀態（一）初始狀態卸載時每完成一級卸載均待觀察完成、做好記錄再卸下一級荷載。預壓卸載順序具體示意見碗扣式滿

20、堂支架現澆箱梁預壓卸載示意圖。第六步：預壓過程的總結，“預壓卸載報告”的編寫對滿堂支架在使用過程中的安全性、可靠性進行評估，對各觀測斷面的觀測點在各施工階段的殘余變形、彈性變形量的計算，對支撐點、跨中抬高值的確定，對局部剛度不足的部位提出加固方案。4.4 滿堂支架底模預拱度設置與調整（1） 梁底模板設置預（反）拱的計算：保證線路在運營狀態下平順，即梁體上下結構表面坡度與設計坡度一致。梁底模板跨中設置的拱度值L如下式：L= L1+L2（mm）L1:張拉及混凝土收縮徐變引起的上拱值。為正值（+），設計埋論值為22.5mm。L2:預應力60天后的殘余徐變拱度值。為正值（+），理論計算值為7.76mm

21、。根據上式計算，設反拱。跨中至支座頂，則按L值到0mm，按二次拋物線過渡。注意，各點要考慮彈性變形量L1:支架堆載預壓時底模的撓度值（彈性變形值）。為負值（-），預拱度設置時各點均要上調一個L1值。（2） 預拱度的設置根據計算所求得的反拱度值，以兩支座處為“O”，通過工字鋼下方的可調撐桿來調節，以拋物線型逐步過渡到跨中最大。經標高復測無誤后，應螺緊可調撐桿、鎖定，防止載荷期間，絲桿回縮。（3） 預拱度的調整以堆載預壓的實測撓度值、張拉及混凝土收縮徐變引起的理論上拱值、預應力60天后的理論殘余徐變拱度值計算而設定的第一片梁的預（反）拱值，可能在實際施工中達不到理想的效果。應根據第一片梁施工后的實測效果，進行修正后在第二片梁拱度設置上作一些調整，逐步修正調整，達到理相狀態。調整過程中應綜合考慮實際施工過程的沉降量與“預壓卸載”彈性下沉量存在一定的偏差，分析其原因后進行及時調整，保證誤差最小。主要原因分析：、預壓過程是模擬施工過程，預壓體全部是松散體，而實際鋼筋混凝土骨架具有一定抗彎能力。 、部份荷載通過支座直接傳遞至墩臺身，沒有作用在支架上。、張拉時實際砼彈性模量值比