渡槽槽身混凝土底模板碗扣式支撑架施工技术

□吕长涛（广东顺水工程建设监理有限公司）



渡槽槽身混凝土底模板碗扣式支撑架施工技术

□吕长涛（广东顺水工程建设监理有限公司）

摘要：广阔干渠渡槽槽身段混凝土碗扣式快速脚手架模板支撑系统，底板模板支架WDJ碗扣式多功能脚手杆，模板支撑架顺渡槽方向两侧通长满铺剪刀撑，横杆承载力、挠度及碗扣节点承载力计算，受荷载影响的纵向龙骨，支撑架的基础处理，槽身混凝土平铺法浇筑。

关键词：WDJ碗扣式脚手杆；结构设计；承载力；抗弯强度

1　工程概况

广阔干渠是以北汝河为水源的灌溉渠道，底宽2.00 m，引水流量4 m3/s。与南水北调一期总干渠工程在郏县安良镇田村东约750 m附近交叉。交叉处设计有广阔干渠灌渠渡槽轴线与总干渠轴线正交，交叉点总干渠设计桩号SH（3）59+589.9，工程由进口段、闸室段、涵洞段槽身段、出口段组成，出口设有连接渠，总长329 m。

槽身段桩号为广0+000～广0+110，长110 m，采用C50预应力钢筋混凝土结构。设计为5跨，单跨跨径为22 m。槽身净高1.80 m，净宽为2.20 m，起点槽底高程为135.76 m，终点槽底高程为135.68 m，槽底纵比降为1/2000。槽身下部支承结构采用独墩及双桩基础，边桩直径为0.80 m，其余桩直径均为1.20 m，中桩、坡桩、边桩长分别为25、23、14 m。中墩、坡墩高分别为13.63、5.40 m。

槽身段混凝土设计为现浇型式，为便于该段混凝土模板支立，采用碗扣式快速脚手架作为模板支撑系统。广阔干渠渡槽槽身段混凝土模板支撑架最大安装高度为10 m。渡槽槽身段跨主干渠高差超过10 m渠段，粘性土料回填至距槽身底10.20 m高差高程，并在填筑土体及渠坡上浇筑0.20 m厚C20混凝土垫层作为支撑架基础。粘性土回填质量标准按同渠堤控制。

2　架体结构设计和计算

2.1结构设计

底板模板支架采用WDJ碗扣式多功能脚手杆搭设，模板支撑架（满堂架）形式，立杆、横杆及斜杆采用Φ48×3.50（mm）型杆件，立杆纵、横距0.60 m，横杆步距1.20 m。模板支撑架顺渡槽方向两侧通长满铺剪刀撑，顺渠道方向每隔5跨设置1道剪刀撑，水平方向每隔5跨设置1道剪刀撑，剪刀撑交叉角度按50°控制。距离地面10 cm处设置纵横扫地杆。立杆顶设二层10槽钢龙骨，纵、横向槽钢分配梁间距均为0.60 m，在立杆顶部支撑部位设置支撑槽身底模板。示意图见图1。

图1　槽身段混凝土模板支撑系统布置示意图

2.2计算荷载

2.2.1恒载

①模板支撑架自重标准值Q1=0.50 kN/m2；②混凝土实际自重Q2=15.82 kN/m2（采用2.50 t/m3钢筋混凝土结构自重标准值对单位延长米内计算体积及受力面核算：2.50 t/m3×V/S=2.50 t/m3×3.10m2×1m/4.80m×1m=15.82kN/m2，其中，3.10 m2为渡槽最大截面面积，4.80 m为支撑架截面宽度）；模板自重设计标准值Q3=0.38 kN/m2

2.2.2活载

①施工人员及设备的荷载标准值Q4=1 kN/m2；②振捣混凝土时产生的荷载标准值Q5=2 kN/m2；③混凝土冲击模板荷载Q6=0.10 kN/m2；列式计算：F=m（2gH）1/2/T=23.04 t×（2×9.80 m/s2× 1.50 m）1/2/900 s=0.21 kN/m2。倾倒混凝土时对模板的冲击荷载是短时的、局部的，计算时折减为均布荷载Q6≈F=0.10 kN/m2。风荷载标准值WK=0.70μzμsW0=0.35 kN/m2。

2.3强度验算

2.3.1单肢立杆承载力计算

①单肢立杆轴向力计算：N=［1.2Q1+1.4（Q4+Q5+Q6）］LXLY+ 1.20（Q2+Q3）V=9.90 kN。②单肢立杆承载力计算：N=9.90 kN≤φAf=74.60 kN。经计算，单肢立杆承载力满足强度要求。

2.3.2横杆承载力、挠度及碗扣节点承载力计算

模板支撑架横杆不直接支撑梁，不作横杆抗弯、挠度及碗扣节点承载力计算。斜杆连接扣件强度计算。本模板支撑架横跨主干渠设置，不挂设密目安全网，即可不进行风荷载及斜杆连接扣件强度计算。

2.3.3龙骨验算

龙骨均采用10槽钢，纵、横向槽钢分配梁间距均为0.60 m。横向槽钢主要受在立杆支撑部位的集中荷载的剪切应力影响，该部位由支撑架立杆直接传递竖向应力，槽钢本身挠度变化小。龙骨验算仅对受荷载影响的纵向龙骨进行，计算按等跨等截面。

2.3.4三跨连续梁考虑

一是弯强度验算：Mmax=0.08ql2=0.08×［1.20×（Q1×L+ （Q2+Q3）×V）+1.40×（Q4+Q5+Q6）×L］×L2=280198.66N·mm；δ=Mmax/W=3.60 N/mm2＜fm=235 N/mm2。经计算，抗弯强度满足要求。二是挠度验算：ω=0.677ql4/100EI=0.677×［（Q1×L+（Q2+Q3）×V）+（Q4+Q5+Q6）×L］×L4/100EI=0.15 mm＜［ω］=L/400=1.50 mm。经计算，挠度变形满足要求。

2.3.5地基承载

模板支撑架基础为C20混凝土垫层。

3　支撑架基础处理

支撑架的基础处理方式设计为：在该渠段渠底改性土施工完成后，填筑约4.78 m高粘性土并在填筑土体及渠坡上浇筑0.20 m厚混凝土垫层作为刚性基础。

3.1粘性土填筑

粘性土基础断面设计为梯形，上口宽度超出模板支撑架两侧各1.50 m，为7.80 m，坡比1：1。填筑料土料场土料，施工含水率按17.70%～19.70%控制。粘性土回填施工按照渠堤填筑标准，采用20 t自卸汽车进占法运料，D80推土机松铺0.30 m，20 t凸块振动碾进退错距法碾压，静碾2遍、动碾6遍，行走速度控制在2.00 km/h，碾压搭接宽度≥0.50 m。碾压完成后，采用环刀法取样进行压实度检测，填筑土料的压实度按≥0.98控制。

3.2 C20混凝土垫层施工

3.2.1渠底混凝土垫层（第二、三、四跨）

混凝土垫层强度设计为C20，设置纵向宽度超出支撑架两侧宽度各0.50 m，为5.80 m。拌和站拌料、10 m3混凝土罐车水平运输，泵车泵送入仓。模板用胶合板支立，两侧使用Φ16钢筋以0.75 m间距予以固定，人工振捣混凝土。

3.2.2渠坡混凝土垫层（第一、五跨）

渠坡混凝土垫层沿渠坡呈台阶型式设置，台阶开挖根据现场渠坡土质密实度情况按1～2 m控制高差。纵向宽度超出支撑架两侧宽度各0.50 m，为5.80 m。垫层混凝土拌和站拌料、10 m3混凝土罐车水平运输，泵车泵送入仓。模板采用胶合板支立，两侧使用Φ16钢筋以0.75 m间距予以固定，人工振捣混凝土。

4　施工流程

4.1一般规定

①底座和垫板准确地放置在定位线上；底座的轴心线与地面垂直。②脚手架搭设按立杆、横杆、斜杆的顺序逐层搭设，每次上升高度≤3 m。底层水平框架的纵向直线度≤L/200；横杆间水平度≤L/400。③脚手架的搭设分阶段进行，第一阶段的撂底高度一般为6 m，第二阶段搭设高度4 m。④脚手架全高的垂直度＜L/500；最大允许偏差＜100 mm。⑤脚手架搭设到顶时，组织质检、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收，及时解决存在的结构缺陷。⑥模板支撑架搭设与模板施工相配合，利用可调底座或可调托撑调整底模标高。⑦弹线定位，放置可调底座后分别按先立杆后横杆再斜杆的搭设顺序进行。

4.2脚手架搭设

组装顺序是：立杆底座→立杆→横杆→接头锁紧→脚手架→上层立杆→立杆连接销→横杆。①按既定位置安放立杆（基础不平整处需垫钢、木垫片），其上交错安装长立杆，使接头错开。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距离底座上皮20 cm的立杆上，横向扫地杆则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。②接头是立杆同横杆的连接装置，确保接头锁紧。搭设时，先将上碗扣搁置在限位销上，将横杆等接头插入下碗扣，使接头弧面与立杆密贴，待全部接头插入后，将上碗扣套下，并用榔头顺时针沿切线敲击上碗扣凸头，直至上碗扣被限位销卡紧不再转动为止。如发现上碗扣扣不紧，或限位销不能进入上碗扣螺旋面，应检查立杆与横杆是否垂直，相邻的两个碗扣是否在同一水平面上（即横杆水平度是否符合要求）；下碗扣与立杆的同轴度是否符合要求；下碗扣的水平面同立杆轴线的垂直度是否符合要求；横杆接头与横杆是否变形；横杆接头的弧面中心线同横杆轴线是否垂直；下碗扣内有无砂浆等杂物充填等；如是装配原因，则应调整后锁紧。③脚手架搭设以3人为一小组为宜，其中1人递料，另外两人共同配合搭设，每人负责一端。搭设完一层架子，铺一层脚手板，逐层向上搭设。

4.3混凝土施工控制

槽身混凝土需采用平铺法，使仓面混凝土同期上升，模板支撑架均匀受力。铺料厚度采用30～40 cm，混凝土泵管距混凝土面最大高差不超过1.50 m，混凝土入仓速度控制在1～1.50 m3/min。混凝土施工过程中，需派专人对模板、支撑系统实时检查观测，一旦发现有局部变形现象，立刻对部位进行加固处理。

4.4脚手架拆除

①当顶板混凝土达到施工规范的要求后对脚手架进行拆除，拆除前全面检查脚手架的连接、支撑体系等是否符合构造要求，按技术管理程序批准后方可实施拆除作业。②架拆除前现场工程技术人员对在岗操作工人进行有针对性的安全技术交底。③脚手架拆除时必须划出安全区，设置警戒标志，派专人看管，禁止无关人员进入。④拆除前清理脚手架上的器具及多余的材料和杂物。⑤拆除作业从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。⑥拆除的构配件成捆用起重设备吊运或人工传递到地面，严禁抛掷。⑦拆除的构配件分类堆放，以便于运输、维护和保管。⑧每班拆架下班时，不留下扣件松动；架体堆放钢管、扣件等隐患。⑨在拆除过程中，凡松开连接的杆、配件及时拆除运走，避免误扶、误靠已松脱的杆件。

（责任编辑：刘长垠韦诗佳）

中图分类号：TV672. 2；TV54

文献标识码：B

文章编号：1673-8853（2016）04-0066-02

收稿日期：2016-02-12