摘要：本文介紹了碗扣式鋼管腳支架的施工工藝和控制要點，在路橋設計施工時，對于連續箱梁現澆支架在設計、檢算、預拱度設置、支架預壓等幾個技術方面的問題進行了論述。
　　關鍵詞：連續梁；現澆；支架
　　梁式橋種類很多，也是公路橋梁中最常用的橋型，其跨越能力可從20m直到300m之間。其中，連續箱形梁橋的箱形截面能適應各種使用條件，特別適合于預應力混凝土連續梁橋、變寬度橋，具有橋面接縫少、梁高小、剛度大、整體性強，外形美觀，便于養護等優點。中等跨徑的預應力連續箱梁，如跨徑40～8Om，非常合適用于高速公路的跨線橋。
　　由于現澆梁地基處理及支架費用在工程投資中占用很大比例，因此支架類型的選擇非常重要，通過分析，筆者認為滿堂碗扣式支架具有多功能、高效率、通用性強、承載力大、受力均勻、加工容易、拆卸方便等優點，作為主要支承構件腳手架，地基處理成本低，梁體線型控制好，并適用于一般現澆梁臨時支架。從20世紀90年代中期開始在建筑行業使用，目前在城市道路橋梁建設中已廣泛使用。
　　1地基處理
　　地基處理的好壞是箱梁施工成敗的關鍵。碗扣式鋼管支架的單根鋼管承載力一般為30-50kg，支架地基的承載力要求不小于250kpa。首先,對場地進行測定,控制處理標高和范圍,再按施工規范要求進行地基處理。在橫橋向寬度15m范圍內，清除地面雜物和腐植土，整平碾壓，檢查確認無翻漿軟彈后填加20-30cm厚的填料。路基填料一般都可作為支架地基材料，填筑后分2層碾壓，每層壓實度95%以上。由于地表水浸泡會導致地基下沉，在場地周圍必須先做好臨時排水設施，使支架場地高出周圍地面。
　　地基處理后,進行地基承載試驗，方法是：在現場設置承壓板，按設計分級施加豎直荷載，測定承壓板壓力與地基變形，將成果繪成壓力-沉降關系曲線（P-S關系線）。P-S關系線如果接近于直線，則此階段地基中各點的剪應力，小于地基土的抗剪強度，地基處于穩定狀態；P-S關系線如果是下彎的曲線，說明在地基的局部區域內，發生了剪切破壞，隨著荷載的增加，地基中塑性變形區的范圍逐漸向整體剪切破壞擴展；當荷載增加到某一極限值時，地基變形突然增大，說明進入塑性變形區,發展、形成與地面貫通的連續滑動面。地基土向承壓板的一側或兩側擠出，地面隆起，地基整體失穩，承壓板也隨之突然下陷。因此必須按計算地基承栽力進行加載，各測點必需在P-S關系線的直線段，方能滿足施工要求，否則需對地基進行另外的處理。
　　2支架的布置和受力驗算
　　2.1支架的布置
　　首先是測量放樣,確定支架的平面位置,對所有構件進行嚴格檢查和驗收,合格方能投入使用。一般跨支架采用碗扣式腳手架滿布搭設，立桿采用1.2、1.8、2.4和3.0m規格，搭設時立桿的接長縫應相互錯開。根據箱梁自身荷載的分布設計立桿的間距。支架的設計檢算包括穩定性檢算、強度檢算和剛度檢算幾個方面。由于檢算內容的不同，其荷載組合也相應不同。穩定性檢算時，應考慮模板和支架的迎風面積、支架高度、計算風壓、風力系數及施工中的水平力和豎向力的影響；強度檢算時，荷載包括支架自重、模板自重、梁體自重、施工荷載、澆筑混凝土時的沖擊荷載，對于多跨連續支架還應考慮基礎沉降的影響；剛度檢算時，荷載一般包括模板及支架自重、梁體自重。嚴格按施工方案搭設支架,搭設順序應從一端向另一端或從中間向兩端推進。特別要注意:承載構件保證垂直、起整體聯系作用的水平拉桿、剪刀撐搭設位置準確、牢固。搭設支架完畢后,進行驗收,整個施工過程必須符合相關的安全、技術規范要求。
　　2.2支架檢算
　　2.2.1地基承載力驗算
　　根據箱梁的單位面積平均重力、支架的承載力和施工的可行性，跨中段選出縱向橫桿、橫向橫桿、橫桿步距，并按照選中組合計算每根立桿可承載力。另外，還需按下式驗算地基承載力[1]：
　　ρ=P6/A=ρk（1）
　　P6為每根單桿實際承載力，單位為kN；
　　ρ為單根立桿對地面壓力，單位kPa；
　　A為底座下枕木支撐單根立桿的面積，單位m2；
　　ρk為地基承載力，單位kPa。
　　2.2.2強度驗算
　　強度檢算對于鋼管腳手架，梁體現澆施工時，由于混凝土澆筑的不均勻性，有可能出現同一橫斷面某處腹板已經澆筑完畢，而梁體某處的腹板還沒有澆筑的情況發生，見圖1。
　　
　　             
　　                                               圖1支架的梁體橫斷面
　　檢算時應按照施工最不利情況進行檢算：單根鋼管承受其上部的分布荷載，而不應該考慮分配梁進行分配后的影響。但對于多跨連續支架，由于施工時混凝土的不均勻分布，應按照單跨滿載進行強度檢算。對于大跨預應力橋梁的現澆支架，預應力張拉后，梁體可能產生較大的向上或向下的變形，而向下的變形將給支架造成很大的附加荷載。所以，在檢算支架強度時，不但要考慮澆筑混凝土時支架的受力情況，還應該考慮預應力張拉對支架受力的影響，以免造成預應力張拉后支架損壞或梁體損壞的情況。
　　對于橋面較寬，縱橫坡度不大的箱梁，可通過支架地基分單元（各單元標高不同）和調整U型頂托相結合的方法施工至設計標高；但對于橋寬較小，縱橫坡度較大的箱梁，通過地基分單元和調整U托的方法就很難實施，會導致單元面積過小，影響支架的穩定性。此時，定做一些短小立桿作為找零立桿，可解決該問題。
　　2.2.3剛度驗算
　　剛度檢算剛度檢算應包括2個方面，即單個構件的剛度檢算和整體剛度檢算。單個構件的剛度應和整體剛度相協調，否則容易造成梁體局部平整度不滿足要求的情況發生。圖1所示在檢算剛度時，不但檢算腹板處受力較大的構件剛度，同時還應該檢算其他受力較小處構件的剛度，在布置受力縱梁或桿件時，應根據單個構件的剛度和整體剛度相協調的原則布置，腹板處縱梁或桿件的間距適當加密，其他位置適當加大。
　　2.2.4整體穩定性檢算
　　支架在順橋向通常與橋墩連接，其順橋向的穩定性較好。支架的整體穩定性通常只檢算橫橋向的穩定。橫橋向整體穩定性的檢算是施工中容易忽略的部分，在施工中應引起足夠的重視。支架橫橋向的穩定性檢算時，一般將臨時墩及其連接系或豎向鋼管和其連接系簡化成平面桿系結構進行檢算，穩定系數應大于1.3。
　　鋼管的整體穩定性是由基礎的不均勻沉降、支架結構的穩定性控制。基礎的不均勻沉降通常采用碾壓、換填、排水等方法處理。順橋向支架應和墩身連接，以抵消順橋向的水平力。橫橋向應按照支架的拼裝要求，嚴格控制豎桿的垂直度以及掃地桿和剪刀撐的數量和間距。
　　3支架的預壓施工
　　支架底模的大小分配梁鋪設完成后，為確保施工安全要對支架進行等重力預壓，以檢驗支架及地基的強度及穩定性，消除整個支架的塑性變形，消除地基的沉降變形，測量出支架的彈性變形。在施工箱梁底模板時應將這部分沉降值加到箱梁的設計標高作為箱梁的施工標高，以保證箱梁的竣工標高符合箱梁的設計標高值。
　　預壓通常采用砂袋法。預壓時，先按照箱梁截面計算并繪制全橋荷載分布圖，根據縱、橫截面的荷載圖計算砂袋堆放高度和寬度進行堆載預壓。應對砂袋進行隨機抽樣承重，估算每個砂袋重量。砂袋的堆放位置和順序應盡量和實際施工時的加載順序相同。在預壓期間，應定時觀測支架以及基礎的變形情況。預壓時間應和實際施工1孔梁所用時間相同，通常為7d。
　　             
　　                   圖2現澆箱梁支架預壓及模板按安裝示意
　　圖中，1-混凝土箱梁，2-沙包堆載預壓，3-鋼管，4-換填石粉，5-橋墩，6-箱梁第一次模板安裝，7-施工便道，8-方木，9-槽鋼，10-方木，11-施工護欄，12-箱梁第二次模板安裝
　　4預拱度設置
　　碗扣式鋼管支架的預拱度是通過調整上可調托撐來實現。預拱度設置要考慮的因素主要有:支架卸載后由上部構造自重及活荷載的一半產生的豎向撓度δ1;支架在荷載作用下的彈性壓縮變形δ2;支架在荷載作用下的非彈性壓縮δ3;支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷δ4;由混凝土收縮、溫度變化引起的撓度δ5。預拱度[2]:
　　δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5。（2）
　　在支架按荷載的100%預壓后，因各種非彈性變形δ3、非彈性沉陷δ4已經消除，因此僅考慮δ1、δ2、δ5三種變形。預拱度最大值設置在梁的跨中位置，并按拋物線形式進行分配，算得各點處的預拱度值后，具體進行調整。
　　5落架順序
　　落架是現澆梁施工中的重要環節，落架的方法通常有分次卸落可調托座法、砂袋落架法、砂箱落架法和鋼卸塊落架法。落架順序的確定應根據“從大到小”的原則來確定，即先卸落變形較大的位置，后卸落變形較小的位置，橫橋向應同步進行。落架通常分級循環進行，先從變形較大的位置開始，逐漸向變形較小的位置進行，每次卸落量控制在1-2cm。通常，對于采用滿堂鋼管腳手架的現澆梁用分次卸落可調托座法。單跨現澆梁，通常采用從跨中向兩邊順序進行；對于懸臂現澆梁，通常先卸落懸臂部分梁體的支架，按照懸臂端至橋墩位置的順序卸落；然后，再按照先跨中后兩邊的順序多次循環進行。單跨雙懸臂的現澆梁，卸落支架時，跨中的變形較大，如果卸落量控制不當，容易造成臨時墩支點處受力較大的情況，造成卸落困難，如果采用強拖硬拽的方法，容易對梁體產生沖擊荷載，應盡量避免采用單跨雙懸臂現澆梁的施工方案。
　　6結語
　　現澆連續箱梁施工時，現澆支架的可靠性是施工質量和施工安全的前提。碗扣式鋼管腳支架是較好的支架材料，它施工方便，不需要大型機械設備，是目前使用較廣泛的支架之一。其次，使用找零立桿可較好地解決縱橫坡度較大的箱梁的支架施工問題。針對不同結構的支架和梁體的施工順序確定支架檢算時的荷載組合以及檢算方法。再次，實際施工中，要針對不同結構的支架和梁體的施工順序確定支架檢算時的荷載組合以及檢算方法。
　　
　　參考文獻：
　　[1]周永興，何兆益，周毅松，等.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.
　　[2]JTJ041-200.公路橋涵施工技術規范[S].北京:人民交通出版社，2000.
　　[3]向中富.橋梁施工控制技術[M].北京:人民交通出版社，2001.
　　作者簡介：王元智：男，1969年10出身，學歷：大本；職稱：工程師（路橋）；研究方向：橋梁工程；