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關鍵詞：鋼管柱 碗扣支架 現澆箱梁 施工工藝 過程控制

中圖分類號：U415 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0082-03

隨著我國橋梁設計、施工的發展，預應力混凝土連續箱梁以其結構整體性好、大跨度，減少橋面伸縮縫個數使行車變得舒適，而在高速公路和城市快速路工程中得到廣泛應用。預應力混凝土連續箱梁的施工在我國都一般采取滿堂式碗扣支架體系進行施工。但由于其支架體系對地形條件（地基的平整、壓實度、承載力）、自身搭設高度（一般不允許超過20m，超過20m的滿堂支架由于其彈性、非彈性變形量大而容易造成梁體開裂）等局限性的限制往往又不能滿足現在施工工藝的要求，特別是在山區（地勢不平）、高凈空的現澆箱梁中的要求。該文結合京承高速（三期）松曹路分離式立交橋現澆連續箱梁施工，介紹了鋼管柱與碗扣支架相結合的支架體系的施工工藝以及過程控制措施。

1 支架體系介紹

鋼管柱的基礎采用C20鋼筋混凝土，對于地勢平坦位置采用條形基礎（1.2×1.2×0.6m），對于地勢較陡的地方采用獨立基礎（2.1×2.1×0.6m）。鋼管柱采用格構形式，采用Ф610mm（壁厚11mm）鋼管用作支撐墩。格構體系的縱向上最大跨距不超過8.25m，橫向上跨距名分別為3.6m、4.0m。6個鋼管柱構成一個格構體系，縱向間距3.0m、橫向間距4.0m。采用I20工字鋼與[16號槽鋼焊接連接系，連接系的凈距控制在10m以內（根據穩定性驗算結果）。鋼管柱上面的橫梁使用3I45工字鋼（采用鋼板連接成整體）。縱梁采用I56工字鋼，橫向布置距離根據上部箱梁結構形式分別為45cm（腹板處）、80～100cm（底板處）、150cm（翼緣板處）。I56工字鋼上方滿鋪1層安全網（防止上層碗扣支架的人員及各種構件掉落到下方引起安全事故）。在安全網上鋪設I20工字鋼，工字鋼的布置縱向布置距離即為上層滿堂式碗扣支架的布置距離。工字鋼上面搭設滿堂式碗扣支架，支架橫向布置：在腹板處為30cm、在底板處為60cm、在翼緣板處為90cm，指甲縱向布置：在橫隔板處為60cm、在墩頂箱梁變截面處為60cm、其它位置處為90cm。滿堂碗扣支架上縱向設置12×14cm的承重方木，其橫向間距與碗扣支架的橫向間距一致。承重方木上方布置10×10cm的肋木，縱向間距為25cm。肋木上方就可以進行箱梁模板以及箱梁鋼筋、混凝土等工序的施工。支架具體布置形式如圖1。

2 施工工藝及過程控制

2.1 鋼管柱地基處理

鋼管柱基礎是整個支架體系的關鍵所在，所有支架的驗算都是在鋼管柱地基承載力滿足要求的設計基礎之上。如果在鋼管柱基礎施工中由于各種原因導致其承載力能力不滿足要求，輕則由于其承載力不夠導致支架不均勻沉降而引起梁體開裂、重則會導致整個支架體系坍塌而造成重大安全質量事故。因此，鋼管柱基礎的過程施工必須嚴格控制。

（1）鋼管柱基礎基槽開挖完成以后，必須進行地基承載力檢測，鋼管柱地基承載力必須滿足設計要求，否則必須對其進行處理。

（2）當鋼管柱基礎基槽開挖好以后（挖至原狀土以后），經過實驗室檢測基底承載力無法滿足設計要求，可以采取換填1m厚（松鋪）的炮渣石或砂礫石。分兩層壓實（每層松鋪厚度50cm），采用18T壓路機振動壓實。

（3）鋼管柱基礎的鋼筋布置必須按照設計要求進行安裝，混凝土施工必須滿足《公路橋涵施工技術規范》的要求，若在冬季進行施工，必須采取必要的冬季施工措施。

（4）支撐墩的冬季施工地基處理措施：

①鋼管柱基礎的開挖與換填必須及時，不能讓基底土層受凍。開挖前，必須將填料及機械準備好，對地基承載力不滿足要求的及時進行換填。防止基坑受凍、基底土層無法擠密，從而影響整個支撐墩的載能力。

②鋼管柱基礎混凝土施工必須在正溫條件下進行及環境溫度必須≥0℃。

③鋼管柱基礎的養護嚴格按照墩柱的養護措施進行養護，養護時做好測溫記錄（實驗室負責監督執行），養護的內部溫度必須≥10℃，養護時間不少于7d。

（5）鋼管柱基礎的施工一定要注意鋼管柱預埋法蘭盤的施工，其平面位置及標高必須滿足設計要求，特別是在橫向上必須保證其同軸性（防止鋼管柱上層荷載偏壓）。

2.2 鋼管柱支架的連接、安裝

（1）鋼管柱支架體系的布置一定要科學合理，必須通過嚴格的力學檢算，并留置必要的安全保證系數（一般取1.5～2.0）。采用不用的驗算方法對結果進行佐證。

（2）在鋼管柱的安裝施工中，必須保證每排（橫向）鋼管柱在同一軸線上，防止由于偏壓而引起支架體系失穩。

（3）立鋼管柱時，必須搭設支架進行鋼管柱的對接以及鋼管柱上連接系焊接等施工項目，搭設的支架的防護及安全措施必須嚴格按照要求進行。

（4）鋼管柱的連接方式一般有2種：法蘭盤連接，直接采用對焊（外加抱箍），鋼管柱的垂直度控制在0.5H%范圍內（H為鋼管柱的高度），采用線錘或經緯儀進行垂直度量測。

（5）鋼管柱連接系施工時，嚴禁直接在鋼管柱上進行焊接（防止焊接損壞鋼管柱的自身受力），連接系的焊接必須在鋼管柱上先焊接抱箍。一定注意I20工字鋼（水平弦桿）與鋼管柱上的結點板之間必須進行雙面焊接，結點板與[16槽鋼（斜桿）必須進行圍焊，所有焊縫高度必須>10mm。如圖2（鋼管柱支架格構體系連接系構造圖）所示。

（6）鋼管柱上的橫梁（3I45工字鋼）的施工必須嚴格按照設計圖紙進行施工，根據施工經驗，一般在鋼管柱頂設置加勁肋（采用[16槽鋼）。連接形式圖如圖3（鋼管柱頂橫梁連接圖）所示。

2.3 碗扣支架

（1）支架安裝必須按施工階段荷載驗算其強度、剛度及穩定性，現場施工嚴格按圖紙進行搭設。

（2）支架安裝可從箱梁一端開始向另一端推進，也可從中間開始向兩端推進，工作面不宜開設過多且不宜從兩端開始向中間推進，應從縱橫兩個方向同時進行，以免支架失穩。

（3）用于支撐的所有桿件，必須經檢驗合格后方可使用。

（4）碗扣式支架的底層組架最為關鍵，其組裝質量直接影響支架整體質量，要嚴格控制組裝質量；在安裝完最下兩層水平桿后，首先檢查并調整水平框架的方正和縱向直順度（對曲線布置的支架應保證立桿的正確位置）；其次應檢查水平桿的水平度，并通過調整立桿可調底座使水平桿的水平偏差小于L/400（L為水平桿長度）；同時應逐個檢查立桿底腳，并確保所有立桿都不懸空或松動；當底層架子符合搭設要求后，檢查所有碗扣接頭并鎖緊，在搭設過程中應隨時注意檢查上述內容，并予以調整。

（5）當箱梁為曲線梁時，通過調整縱向水平桿長度而使支架成曲線型布置。

（6）支架搭設嚴格控制立桿垂直度和水平桿水平度，支架垂直度偏差不得大于h/500（h為立桿高度），但最大不超過100mm；水平桿水平度符合本款（5）項的規定；對于直線布置的支架，其縱向直線度應小于L/200（L為縱向水平桿總長）。

（7）頂排水平桿至底模距離不宜大于500mm，天地托的伸長量不能超過其本身長度的1/3。

（8）剪刀撐在縱向上布置5道：支架外側各1道、3道腹板下各一道；橫向上每5排布置1道剪刀撐。由于梁體高度較高，為有效防止腹板及翼緣板漲模，現場支架搭設采取下列措施：

①立桿接頭不應設置在箱梁底板下，第一道橫桿以上的位置；

②在距離頂板一下1m位置處，在支架外側設置縱向鋼管，每排立桿用鋼管斜插自底板后與縱向鋼管緊鎖。

（9）碗扣支架的搭設高度應控制在5m（根據驗算結果）范圍以內。

3 安全技術控制措施

（1）安全組織機構健全，人員到位。成立專職安全領導小組，由分管領導具體抓安全工作。另外，項目經理部設專職安全員，隊兼職安全員，并做到人員到位，上班要佩戴胸章、袖標。

（2）健全安全教育制度。新工人要進行“三級教育”和“三工”教育，單項工程開工要對員工進行一次安全教育。項目經理部每周召開一次安全總結分析會，每月對員工進行一次安全教育，安全教育要做到人員、時間、教材和內容有保證，記錄清楚。

（3）在崗關注支架施工前，要對擔負施工的員工進行一次全面的安全教育及安全技術交底，明確交代安全注意事項，使員工做到心中有數。

（4）凡從事高空作業的人員必須佩戴好防護用品（安全帽、安全繩、安全帶、防滑鞋等）。

（5）施工場所設有安全標志，危險部位有安全警示牌，夜間設有紅色警示燈。

（6）施工人員嚴禁穿拖鞋、高跟鞋、易滑的硬底鞋上班和酒后上班。嚴禁嘻笑打鬧。

（7）施工道路平整、排水暢通。機械設備停放有序，材料堆放整齊，標識清楚，并保證安全距離。

（8）高處作業的規定（凡是離地面2m以上）：

①作業人員必須定期進行身體檢查，對不適宜高處作業的人員，如患有精神病、高血壓、嚴重貧血、顛癇、眩暈、心臟病等人員，不得從事此項工作。②作業人員上下腳架要安設爬梯，不得攀登腳手架上下，更不允許乘座非乘人的升降設備上下。③腳手架臨空處應設置欄桿或掛安全網等防護設施。④安全網在使用前，應按規定進行試驗，合格后方準使用。⑤高處作業區的風力為六級（包括六級）以上時，在攀登和高處等作業中，必須佩戴安全帶并有牢靠的掛鉤設施，嚴禁在腰間佩戴安全帶，而不在固定的設施拴掛鉤環。

4 結語及建議

通過在松曹路分離式立交橋約30 000m3現澆箱梁的施工，鋼管柱與碗扣支架結合的支架體系獲得了成功。此支架體系與軍用梁支架、圓盤支架等支架體系在經濟、工期、安全質量等方面相比都有其優越性。它在山區（地質、地形條件復雜的地方）現澆橋梁、跨越既有線的現澆橋梁、高凈空現澆橋梁等工程施工中值得廣泛推廣運用。

由于支架本身是兩種支架體系的結合，在施工過程中如何抓好每個安全質量關口、如何強化作業人員的安全質量意識、避免出現安全質量事故值得進一步研究和討論。

參考文獻

[1] 路橋集團第一公路工程局.JTJ041-2000.公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2000.