1、现浇箱梁承插式盘扣支架施工工法杨兴斗 俸祝 冯德刚中交三公局桥梁隧道工程有限公司1、 前言随着国家重大经济决策的制定，各省市基础设计建设进程对应快速的发展,人民的生活水平层次递进，互联网 络和交通运输已经深入民众，这需要更加发达的交通网络和互联互通的经济命脉，高速公路和城镇化建设的进程极速扩展，需新建大量的公路、 铁路、市政立交桥。而在日渐复杂的交通网络中集中环绕 并且相互上跨或下穿公路、 铁路、市政设施的现浇箱梁立交桥的应用十分的广泛。陕西黄延高速扩能工程龙头河立交枢纽 EK0+969.369 匝道桥上跨黄延高速，采用4*20m 四跨现浇箱梁结构。本 桥根据现场交通的布控和施工通 车的需要采
2、用盘扣支架设计。编 制了施工专项和安全 应急预案，并 经有关专 家评审通过。完成的箱梁各截面尺寸和标高与设计吻合，各项 指标均符合设计及规范要求，有效的杜绝了安全和交通事故的发生，保 证了工程质量及施工工期。本工法在总结现浇箱梁盘扣支架成功经验的基础上，并经过 广泛的调查研究，认真总结实践经验，结 合多种截面现浇箱梁的一般特点，充分考虑各种地质条件，本着安全、经济、合理的原则进行编制，对类似的现浇箱梁施工具有参考借鉴意义。2、 工法特点2.1 功效高构造简单、拆装简便、快速，完全避免了螺栓作 业和零散扣件的 丢损，接头拼装拆速度比普通碗扣式脚手架快 5 倍以上，拼拆使用人力较少，工人用一把铁锤
3、即可完成全部作业即可完成作业、省时 省力，如 图 2.1.1 所示。2.2 多功能、通用性强由于盘扣钢管支架组拆方便，整体稳定性好，变形小的特点，可根据 现场的施工要求，可以组成不同的组架尺寸、形状和承载能力的单、双排脚手架，支撑架，支撑柱等多种功能的施工装备。 2.3 承载力大、安全可靠接头设计时考虑到自重力的作用，使接头具有可靠的双向自锁能力，作用于横杆上的荷载通过盘扣传递给立杆， 盘扣具有很强的抗剪能力。 立杆连接是同轴心承插， 节点在框架平面内，接头具有抗弯、抗剪、抗扭力学性能，结构稳定，承载力大，同等力。2.4 便于管理维修少、装卸快捷、运输方便、易存放，横杆可提前拆下周转，省材省时
4、。2.5 盘扣式脚手架使用寿命比普通脚手架高很多，一般可以用 10 年以上，由于抛弃了螺栓连接。构件经碰耐磕就算锈蚀不影响拼拆使用。3、 适用范围本工法适用于荷载重、中高墩、地基处理深度较浅的现浇箱梁施工，特 别是地势地貌起伏比较大的较特殊施工工艺要求。4、 工艺原理本工法工艺原理根据梁体的荷载分布规律的基础上，分析通过木模板将全部荷载传递到大方木（主梁），由主梁 传递到立杆，最后，通 过垫木、混凝土垫层传递给地基。同时，对地基、支架、模板及模架系统进行稳定验算， 对支架结构进行合理的布置。在支架和模板就位后进行超重预压，准确测定盘扣支架的弹性变形，经过调整消除非弹性变形后，进行梁体混凝土浇筑
5、，待梁体张拉后完成脱模及拆架的过程。5、 施工工艺流程及操作特点5.1 施工工艺流程地基处理 施工测量放样 安装底座、调整 水平安装立杆、水平杆、斜杆 支架搭设 高程调整 安装模板 支架超重预压 支架调整、检查验收 浇筑梁体混凝土、 张拉 支架拆除5.2 施工方法5.2.1 地基 处理转体承台分上承台和下承台两部分，由于 EK0+969.369 匝道桥现浇箱梁多次跨越黄土 U 型冲沟，需要对冲沟坡体 进行地基处理，开挖台 阶。5.2.1.1 支架施工地基承载力要求不小于 77.93KN/m2,即承载力不小于 77.93Kpa,箱梁支架施工场地根据高程修整台阶式平台，并且在平台上换填 10cm
6、砂砾，再浇筑10cm 的 C20 混凝土进行硬化处理，地基承 载力可达到 300Kpa,地基处理时从中间向两侧做 1%的横坡，便于排水。5.2.1.2 限如地基承载力不小于 100KN/m2,平整后可直接进行调平层施工，如地基表层已硬化、封水处理，可直接搭设支架。调平层横坡不小于 1.5%，承压区域两侧可视地貌情况增设排水沟，防止 积水浸泡，造成地表失稳 。图 5.2.1 地基处理5.2.2 支架搭设5.2.2.1 材质要求5.2.2.1.1 搭设支架全部采用 48.3mm，管壁厚为 2.5mm 的钢管，钢管壁厚是保证结构承载力的重要条件，其 质量符合现行国家标准建筑施工盘扣式钢管脚手架安全技
7、术规范JGJ166-2008 的规定。5.2.2.1.2 钢管表面平直光滑，无裂 纹、 结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划痕，不得采用横断面接长钢 管。5.2.2.1.3 钢管上严禁打孔，钢管在使用前先涂刷防锈漆。5.2.2.1.4 新扣件具有生产许可证，法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。5.2.2.1.5 旧扣件使用前，先进行质量检查，有裂 纹、变形的严禁使用。5.2.2.2 布置形式和组合结构5.2.2.2.1 横桥向主龙骨采用 200C 型钢，横桥方向以 3m+3m+3m+3m+3m 组合形式布置，次龙骨采用 L-150 型铝梁纵桥向布置，在腹板位置中心间距 250mm，箱
8、室位置中心间距 350mm。5.2.2.2.2 立杆采用直径 60.3，壁厚为 3.2mm 的345B 镀锌钢管；横杆采用管径为 48.3mm，管壁厚为 2.5mm 的 Q345B 钢；斜拉杆件采用管径为 42mm，管壁厚为2.75mm 的 Q235 钢。5.2.2.2.3 立杆：横桥向：间距为 1.2m、1.5m； 纵桥向：在端横梁和中横梁处间距为1.2m，跨中位置立杆间距采用 1.5m 形式； 步距：均为 1.5m。5.2.2.2.4 因架体高度过高， 设置水平及竖向剪刀撑， 竖向剪刀撑顺桥向间距 4.5m一道，水平剪刀撑布置 8m 高度一道。5.2.2.2.5 翼板位置 :主龙骨采用 2
9、00C 型钢，横桥向布置； 次龙骨纵向布置，采用 L-150 型铝梁，间距 300mm。5.2.2.2.6 在第八跨下、第九跨下设置车辆通行的门洞， 门洞高 4.15m、宽 4.5m，采用 222a 作为横梁跨过，在横梁支点下采用 181.30.5m（长宽高）C25 混凝土作为钢管支架基础。在门洞上挂限高 4m 交通安全提示牌和施工安全 标志牌。图 5.2.2-1 横断面示意图图 5.2.2-2 纵断面示意图5.2.2.3 支架搭设方法5.2.2.3.1 备料人员依搭架需求数量，分配材料并送至每个搭架区域，依脚手架施工图纸将调整底座正确摆放在已处理的地基上。5.2.2.3.2 根据立杆及横杆的
10、设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。下部先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆。再逐层往上安装，同时安装所有横杆。 （高处作业人员需配带安全帽、安全带并临时在架体上铺设脚手板）5.2.2.3.3 立杆和横杆安装完毕后，考虑支架的整体稳定性，按照 4-6 步设置一道水平剪刀撑，安装时自下而上 进行顺接。斜撑通 过扣件与支架连接，安装 时尽量布置在框架结点上， 专人检查支架盘 扣松紧情况。架体与主体结构拉结牢靠。安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。5.2.2.3.4 支架组装时应控制水平框架的纵向直线度、直角度及水平度，支架拼装完毕后，应 用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。并在无荷载情况
11、下逐个检查立杆底座有否松动或空浮情况，并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实。5.2.2.3.5 支撑架搭设完毕后，应对其平面位置， 顶部标高， 节点联系及纵横向稳定性进行全面检查，符合要求后，方可进行下一步施工。盘扣式支架钢管不得使用严重锈蚀、弯曲、压扁及裂纹的钢管。盘扣式支架顶部 U 型支托与铝梁底侧用螺栓拧紧。其螺杆伸出钢管顶部不得大于 40cm。螺杆外径与立杆钢管内径的间隙不得大于 3mm，安装时应保证上下同心。5.2.2.3.6 顶托安装：为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大致调好顶托伸出量，再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定断面间距， 设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标
12、高。然后用明显的标记标明顶托伸出量，以便校验。最后再用拉线内插方法，依次调出每个顶 托的标高， 顶托伸出量一般控制在 40cm 以内为宜。5.2.2.3.7 架设安全网并检查是否足够安全。5.2.3 箱梁模板的铺设现浇箱梁的所有外露部分的底板、外侧模河翼板模板均采用 15mm 优质竹胶板进行拼装，底模下方横桥梁方向铺设 10*10cm 的方木，长度为伸出翼板边缘 50cm,纵桥向中心间距 30cm,翼缘板处支架和底板下支架一起搭设，支架伸到翼缘板下，翼缘板底面坡度通过可调顶托进行调节，外腹板侧模外面设置竖向 5*10cm 的方木背楞，中心间距30cm,再在外侧设置横向的 10*10cm 的方木
13、横肋，通过翼缘板下支架内钢管扣件顶住该方木。图5.2.3-1 支架搭设完成、铺设底模板5.2.4 支架预压和预拱度设置为保证支架稳定性，有效控制预应力现浇箱梁在施工过程中的变形，获得支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预拱度，使箱梁在卸落支架后获得符合设计的标高和外形。保证最终现浇箱梁的质量， 预应力现浇箱梁支架及模板搭设完成后需进行堆载预压试验。5.2.4.1 加载的方法：支架搭设完毕、底板模板铺设完毕之后进行加载预压。拟采用人工装满砂袋，用 25t 汽车 吊吊装，按要求的位置和高度人工配合堆 码，预压重量为设计重量的 1.2 倍。堆码混凝土 预制块或砂袋的加载方法对现浇箱梁支架进
14、行预压。预压分两级进行，第一级荷载控制在总荷载的 2/3 左右。第一次加载后，荷载维持一天进行观测，第二天， 进行最后一级荷载加载。最后一 级维 持时间根据预压沉降观测值确定，每隔 12 个小时测一次，直至 24 小时内排架变形量不超过设计要求的变形量即可卸载。预压过程中应对支架沉降进行连续观测。5.2.4.2 观测点布设：在堆载区设置系统测量点，在梁端、14 跨、 12 跨、34 跨处纵向布点，每个断面的底板 边线、底板中 线处各布置一个监测点。 观测点横向布置见附图：观测点横向布置示意图。图 5.2.4.2 观测点横向布置示意图5.2.4.3 观测频率：在加载前观测记录观测点的标高，堆载过
15、程中定期进行测点的观测，满载 后在观测一次标 高，此后每天 对测点标高 进行观测， 观测周期为每天三次，直到观测点的沉降量满足要求后进行卸载，同时观测测点的标高，计算出支架的弹性变形。5.2.4.4 数据整理：观测结束对测量数据进行处理，根据总沉降值和卸载后观测值计算弹性变形量。根据试验所 测得的数据进行分析， 对 本工程所设计的预应力现浇箱梁模板支架进砼浇筑时产生的变形进行有效的控制。可依据变形量调整箱梁的底标高，实现砼浇筑完成后能达到设计所要求的梁底标高。如发现立柱下沉比较明显，需对地基处理进行加强。5.2.4.5 预拱度设置：确定预拱度时考虑下列因素：支架在荷载作用下的总变形量，支架在荷
16、载作用下的弹性压缩，支架在荷载作用下的非弹性压缩；箱梁设计反拱度，根据设计图纸提供数据为依据。根据梁的拱度值线形变化所 计算出来的预拱度之和，为预拱度的最大值 ，其它各点的预拱度 值，应以中 间点为最高值，以梁的两端为零，按二次抛物线进行分配。 预拱度曲线方程： 。2L/x-4y）（式中 L 为跨长， 为跨中预拱度值。下一联箱梁施工根据第一联箱梁砼浇筑结束沉降观测值、预应力施加完毕后一段时间观测所得到的起拱度与预拱度观测值的对比，进一步调整预拱度。5.2.5 支架拆除5.2.5.1 外模拆除必须等预应力钢绞线张拉压浆，且水泥浆达到一定强度后方可进行。拆模时从跨中向两端支架循环放松和卸去外模架底
17、部楔形垫块，使外模落在支架上，将其托出吊放于汽车上运至制定场地。5.2.4.2 架子拆除时，周围设围栏或竖立警戒标志，地面设有专人监护， 严禁非作业人员入内。5.2.5.3 拆除时要统一指挥，上下呼应， 动作协调，当解开与另一人有关的 结扣时，应先通知对方，以防坠落。5.2.4.4 在大片架子拆除前应先将预留的斜道、上下平台、通道小飞跳等，先行加固，以便拆除后能确保其完整、安全和稳定。5.2.4.5 拆除的材料，应用绳索拴住，利用吊 车下运，严禁抛掷，运至地面的材料应按指定地点，随拆随运，分类堆放。5.2.4.6 待支架拆除完毕后，对施工场地进行清理，对建筑垃圾全部清除干净。6、 材料与设备6
18、.1 箱梁支架主要材料箱梁支架主要材料见表 6.1-1 转体箱梁主要材料用表名称 型号 规格 单位 总数量 备注基座 JZ-200 60*3.2*200 支 900JZ-250 60*3.2*250 支 900基础立杆 JLG-1000 60*3.2*1000 支 200JLG-2000 60*3.2*2000 支 200JLG-3000 60*3.2*3000 支 200立杆 LG-500 60*3.2*500 支 200LG-1000 60*3.2*1000 支 200LG-1500 60*3.2*1500 支 200LG-2000 60*3.2*2000 支 200水平杆 SG-900
19、48*2.5*840 支 300SG-1200 48*2.5*841 支 300SG-1500 48*2.5*1440 支 300SG-1800 48*2.5*1740 支 300竖向斜杆 XG-900*1500 42*2.75*1660 支 60XG-1200*1500 42*2.75*1661 支 60XG-1500*1500 42*2.75*1662 支 60XG-1800*1500 42*2.75*2200 支 60可调底座 KTZ-450 48*6.5*450 套 1500KTZ-600 套 1500可调托撑 KTC-450 48*6.5*450 套 1500KTC-600 48*6
20、.5*600 套 15006.2 现浇箱梁施工中主要机具设备在现浇箱梁施工中使用主要机具设备详见表 6.2-1 现浇箱梁主要机具设备。序号 名称 规格 单位 数量 说明1 全站仪 TC802 台 1 用于全桥放线2 水准仪 DNI03 台 2 用于全桥水准标高测定3 电阻应变仪 YJ-5 台 1 用于测 定箱梁内部应力、应变4 钢筋截断机 GQ40 台 4 用于箱梁施工5 钢筋弯曲机 GW40 台 4 用于箱梁施工6 调直机 TQ4-14 台 2 用于箱梁施工7 电焊机 BX3-300 台 10 用于箱梁施工8 插入式振动器ZN-50 台 30 用于混凝土施工9 附着式振动器BL-11 台 4 用于混凝土施工10 卷扬机 JK5 台 4 用于安装预应力钢绞线11 起重机 YQ25 台 2 用于箱梁施工
