满堂支架在桥梁工程施工中的应用

张元奎

（甘肃恒通路桥工程有限公司， 甘肃 兰州 730070）

按照设计类型， 桥梁上部结构的施工通常采取的方法是不一样的， 最常用的方法包括少支架法、满堂支架法、 移动模架法等。 其中， 少支架法适用于桥梁上跨道路， 而且是有限制高度或者有通航要求的地方， 支架结构主要用于扩大基础桩； 对于大部分现浇箱形梁而言， 满堂支架法更加适用于作为支撑的施工方法， 该方法可以适应桥面宽度较大的情况； 移动模架法指的是利用移动模架， 使其沿桥梁纵轴线方向进行移动， 以墩身或者承台为支承受力点， 在其周围形成一个与架桥机相似的施工平台， 将其作为现浇箱梁施工的区域， 该方法适用于桥梁平纵曲线较小、 截面变化较小和跨大江大河的桥梁施工。 根据不同的桥型特征， 选择适当的施工方法， 是保证桥型施工质量的关键。

以郭子毅等[1]为代表的多名技术研究人员， 在开展此方面内容的研究后， 以承插型盘扣式满堂支架结构为例， 对影响满堂支架结构稳定性的影响因素展开了分析， 并对其受力状态下的稳定机理进行了阐述， 以此种方式为满堂支架的施工提供技术层面指导与帮助。 冯小龙等[2]在开展此方面内容的研究后， 选择空港大道二期工程作为实例工程， 对满堂支架在该工程项目中的应用展开了研究， 完成对满堂支架施工技术的设计后， 按照规范对该工程进行质量验收， 发现工程各项指标均通过验收， 说明冯小龙等[2]在研究后提出的方法可以作为后续其他桥梁工程设计与施工的依据。

本次以某桥梁工程为例， 选用满堂支架施工方法， 展开施工研究。

1 桥梁工程项目概况

所选的桥梁工程项目为钢筋混凝土空腹式箱型拱桥， 包括A、 B 两个匝道， 对应的匝道均为双向车道， 根据现场测量桥梁宽度在9～9.7 m 范围内，其中A 匝道桥梁长度约为167 m， B 匝道桥梁长度约为351 m[3]。 根据需求， 桥梁标准段采用现浇预应力混凝土箱梁施工， 桥梁的跨径布置与结构形式设计内容见表1。

表1 桥梁的跨径布置与结构形式设计内容

在上述内容的基础上， 对桥梁基本结构进行分析， 见第128 页表2。

表2 桥梁基本结构

桥梁的箱梁结构断面形式见第128 页图1。

图1 箱梁结构断面图

2 满堂支架在桥梁工程施工中的应用

2.1 桥梁满堂支架选取与搭设

对上述桥梁工程项目进行施工， 决定采用满堂支架施工工艺。 在对满堂支架结构搭设前， 需要对施工现场的地基进行回填处理。 考虑到需要处理的地段整体稳定性较差， 且受到工期紧张等因素影响， 综合考虑碗扣满堂支架对荷载分解的能力， 最终决定采用满堂支架法进行施工[4]。 将传统满堂支架和碗扣满堂支架进行了比较， 结果表明， 碗扣满堂支架拥有可人工操作、 单个杆件轻、 拆卸灵活、承载力高等优点， 因此， 最终将碗扣满堂支架及配件用作连续拱架施工的支撑。 在对满堂支架结构搭设前， 按照图2 流程进行测量放样。

图2 测量放样流程图

满堂支架结构的搭设采用φ48 mm 碗扣脚手架，桥梁的底部设置可调顶托， 见图3。

图3 桥梁底部设置可调顶托示意图

整个桥梁的支架都有一个纵向、 横向的扫地杆， 在支架的上面有一个可以调节的顶托架， 可以调整支架的高度。 桥梁的长度是由双排的钢管组成的， 双排的钢管都是由一个可以调整的顶托支撑起来的， 两个钢管之间的间隙都是用钢条连接起来的， 桥梁的两侧都是用木模板制作而成的。

在进行搭设的时候， 在支架的部位， 可以对其进行适当的设置。 比如， 在柱子的位置， 使用钢管将其搭建成井字架， 再用钢管与碗扣满堂支架进行连接， 从而构成一个整体， 并应该为其预留支架进行施工预拱度[5]。

2.2 主拱圈施工立模标高设置

在主拱圈的满堂支架现浇施工中， 正确地确定拱圈起模高程、 设置立模标高， 对主拱圈线型是否平整、 是否与设计相符而言， 具有十分重要的意义[6]。若在选择起模高程、 设置立模标高时， 综合考虑各方面的因素， 并适当地进行控制， 就能使桥梁的整体线型更好。 立模标高需要设置一定的施工预拱度， 从而抵消施工中的各类形变[7]。 桥梁梁体的相对标高的计算公式为

式中： Hlmi为立模标高； Hsji为设计标高；为本阶段桥梁自重在i 阶段产生的挠度总和；为后续施工阶段自重在i 阶段产生的挠度总和； f3i为本阶段张拉在i 阶段产生的挠度； f4i为后续施工阶段张拉在i 阶段产生的挠度； f5i为使用荷载在i 阶段引起的50%挠度； fgl为支架变形量。 根据式（1），确定主拱圈施工立模标高。

2.3 拱圈混凝土浇筑

在确定主拱圈施工预拱度后， 对拱圈混凝土浇筑方式进行设计。 考虑到拱圈浇筑可能会与支架变形之间产生耦合， 因此遵循分段灌注顺序， 应使支架在混凝土灌注过程中发生变形幅度最小为原则[8]。第129 页图4 为拱圈施工的顺序图。

图4 拱圈施工的顺序图

主拱圈混凝土采取的是分段的方式， 在进行施工的时候， 要注意保留拱上连廊侧墙钢筋， 这样才能在拱圈合龙之后， 进行拱上侧墙的浇筑。 拱圈合拢的温度应满足设计的要求， 在夜间较稳定的时段进行合拢， 当拱圈合拢时， 如果采用千斤顶对两侧施加压力来调节拱圈的应力， 则拱圈混凝土的设计强度应满足设计规范的强度。 在拱圈强度超过80%的情况下， 不能在拱上侧壁浇筑混凝土。 为了满足混凝土施工要求， 在混凝土施工时， 混凝土中的主筋应在混凝土后浇部位剪去， 并设结合部， 其他部位不允许截断。

3 实证分析

按照上述施工方法与工艺， 对工程项目进行施工， 施工后， 对桥梁工程不同部位进行荷载基础验算， 其结果见表3。

表3 桥梁工程不同部位的荷载基础验算结果

4 结论

根据上述研究， 得到如下结论： 参照表3 桥梁工程不同部位的荷载基础验算结果可知， 本次实验选择腹板、 顶底板、 翼缘板3 个部位进行荷载值验算， 根据桥梁工程不同部位的模板自重、 混凝土高、 混凝土重与施工荷载， 明确该位置应当承受的荷载。 将桥梁该位置实际应当承受的荷载作为参照， 验算该部位可承受的极限荷载， 验算后发现，腹板、 顶底板、 翼缘板3 个部位可承受的极限荷载＞实际承受的荷载， 说明按照本文提出的方法进行桥梁工程项目的施工后， 工程的荷载力满足实际需求， 即施工后该项目具有较高的承载力。