混凝土刚构连续梁施工技术

闫 嵩

中铁十六局集团第四工程有限公司

混凝土刚构连续梁施工技术

闫 嵩

中铁十六局集团第四工程有限公司

本文以昆明二环路路菊华立交桥改扩建工程为背景，对满堂支架法应用于混凝土刚构连续梁结构的施工工艺、施工程序以及注意事项进行研究分析。

刚构连续梁；满堂支架法

1 工程概况

昆明二环路菊华立交桥刚构连续梁，桥梁起讫里程为：DK55+90.6～DK55+168.04。墩台结构形式为刚壁墩。基础采用桩径为1.0m的钻孔灌注桩；桩长48～50m不等。该段现浇连续梁位于直线上，所跨越的二环路路既有路面总宽15.5m，并且施工区域内存在铁路线路，设计采用一联刚构连续梁实施跨越,是该工程的重、难点和控制性工程。

2 施工方法简述

2.1 钻孔桩基础

钻孔桩的钻机选用三翼钻头的正循环旋转机。桩基施工按照跳打原则，间距不小于5m的方可连续施工。

2.2 承台

承台为大体积混凝土。因43#和44#承台位于二环既有路两侧，深基坑支护采用12m长的钢板桩施工。位于二环既有路附近的钢板桩通过放坡码砌草袋的方式进行公路边坡的防护，同时对施工范围内路面的沉降进行观测。观测按1次/日的频率进行，发现异常应当及时进行相应的加固处理。

2.3 刚壁墩

墩身钢筋在承台浇筑混凝土之前基本绑扎成型，预埋在承台内的部分必须达到设计要求，模板采用防水竹胶板，对拉杆在横纵向的设置间距为60cm，采用尺寸为15×10cm的方木作为背肋，设置间距为20cm。刚壁墩的浇筑应当采取一次连续性进行，为确保表面美观以及光洁度，可直接浇筑到梁底部变截面位置。

2.4 支架

为保证二环路既有道路路面的畅通，采用为40b工字钢和钢管脚手架作支撑搭设车辆通行门洞，门洞中心线按二环线路的中线进行设置，净高、净宽以及跨径分别为5m、5m、6m。钢管脚手架下采用宽1.0m、厚0.5m的混凝土条形基础，脚手架与基础采取预埋锚固，支架布置的尺寸是15×60×60，在脚手架的顶面设置40b的纵向工字钢，横向工字钢的布置间距为5根/米，且垂直二环路道路（与铁路线路方向斜交）。

安装支架时应对其预留沉落量进行考虑，其中沉落量主要是由立柱的弹性压缩、地基沉降、模板沉陷、支承梁的线性和非线性挠度以及脚手架的接触面变形等决定。完成门洞的搭设之后，方木满铺于横向工字钢，且方木尺寸为20cm×20cm，门洞至梁底范围内搭设脚手架支架时采用碗扣方式进行，其他范围内采用碗扣式满堂设置。

2.5 梁体模板

本方案梁总体采用木模方案。底模采用的木板尺寸为δ=50mm，其上铺设白铁皮，而侧模则采用防水胶合板，δ为18mm。底模板纵横向间距为40㎝支撑肋进行安装，支撑肋采用10㎝×10㎝的方木。梁底坡度通过支架顶托调整及形成支架顶方木与支撑肋之间加楔木微调，要求底模与支座预埋钢板接缝严密。底模施工完毕后采用汽车吊配合安装两侧外模板，侧模采用18mm的防水胶合板作面板，用5cm×10cm的方木做模板支撑和纵向加肋。支撑间距0.6米、纵向加肋间距为0.4米。人工通过导链或千斤顶对其调整，在侧模的上下口位置对拉固定。

模板安装顺序为：底模板的铺设→架立侧模支撑架→立外侧模→梁体钢筋→检查质量→混凝土的浇注。

3 施工注意事项

3.1 地基处理

(1)41#～45#承台回填时分层回填，夯实。每层回填厚度不允许超过50cm。

(2)42～44承台间用16t压路机进行振动碾压4～6遍。

(3)41～42、44～45间先对原基础采用山皮土进行换填，换填深度至少为2米，每层回填不许超过40cm，每层振动碾压4～6遍。完成回填后再对地基承载力进行试验，应当达到1.8kg/cm2

(4)面层铺设25cm厚3:7的石灰土加固层，同时对其进行覆盖，覆盖采用塑料条纹布。在换填过程中严格按要求分层填筑，使换填的基础必须达到18t/m2，即1.8kg/cm23.2行车通道门洞及支架受力检算

3.2.1 设计资料

(1)由设计图纸通过一定的检算，可得现浇箱梁的自重q1=4.01t/m2

(2)查《桥规》知施工荷载q2为0.25 t/m2

(3)查《桥规》知设备荷载q3为0.35 t/m2

(4)模板支架重q4值为以下数值：模板取0.1 t/m2，工字钢为0.52t/m2，方木 0.08t/m2

(5)容许应力（安全系数取1.4）：支架[σ]=2.4t/cm2，工字钢[σ]=1.7t/cm2

(6)地基承载力为1.8kg/cm2

3.2.2 实施内容

本施工区域内跨二环路既有道路时，为保证二环路道路的畅通预留1个门洞。门洞净高5m，宽为6m。因上跨铁是与二环路公路斜交，为了保证质量、安全的要求，门洞的搭设以二环路公路的路线中心线为中心线，并且斜交正作。横梁在横桥方向7.5m处布设一片，共2片。两边采用2根36b工字钢并排是用做梁，两边幅长15.3m。横梁下用脚手架做支柱，脚手架15×60cm布置，顺桥向五排。支柱下选择用C50混凝土基础，基础厚度50cm。

3.2.3 交通门洞计算书

(1)铺面工字钢检算

将次梁按简支梁计算工字钢设为5根／m，主梁的间隔为6m，每根工字钢的承重为：

每根工字钢（次梁）作用范围为0.2m，则

A、强度检算，计算近似为简支进行：

B、截面验算

弯矩正应力为：

即强度符合要求

C、钢度检算：

即刚度亦符合要求。

(2)主梁验算

梁沿纵向1跨6m支架构成

将主梁按简支梁计算设工字钢4根／m，主梁间隔0.6m，则每根工字钢承重：

每根工字钢作用范围为3m，则

A、强度检算，计算近似为简支进行：

支座处最大剪力值为：

B、截面验算

查表40b工字钢 WX=1139cm3

弯矩正应力为：

支座处总简力值:QX=23.535+0.6×0.74=23.979ΚΝ即强度符合要求

C、钢度检算：

跨中截面挠度为δ，其中E=206×103N／mm2

即刚度亦符合要求。

(3)脚手架

计算出脚手架支反力：R＝5.23×6=31.38吨根据验算梁强度，可知柱最大的支反力Rmax=15.69t

碗扣式支架

I、单根立杆验算

单根立杆竖向承载力

单根立杆荷载满足强度的要求。

④柱下基础的承压检算

假定自设基础为C50砼，Ra=50MPa

则所需承压面积：

F砼为柱与基础的接触面积，∵F砼′〈F砼

∴管桩下无需设置垫板来进行压力的分散，即可满足设计要求。

⑤地基承压检算

已知换填土[σ]=1.8kg/cm2

设计砼基础：厚度50cm，宽1.0m,长15米、15米。

F设=1×（15+15）=30m2

∵ F/＜F设

∴ 满足要求

3.2.4 碗扣式支架设计与检算

(1)设计资料

(2)由检算得现浇箱梁的自重为4.01t/m2

(3)查《桥规》知施工荷载q2=0.25t/m2

(4)查《桥规》知设备荷载q3=0.35t/m2

(5)模板支架自重q4为以下数值：模板取0.1t/m2,支架取0.25t/m2

4 结论

根据以上计算结果，确定方案如下：

(1)支架选用碗扣式满布搭设，顺桥方向的支架间距为0.6m,而横桥方向之间的距离为0.6m,中立杆之间距离为0.6m位置安装纵横向的连接杆,连接杆之间搭设的宽度大于梁底约1m。紧密连接所有的杆件，以防止支架发生变形，此外支架的搭设需根据梁底部与地面之间的高度计算后再进行，同时必须预留2～3cm施工的拱度。

(2)梁底支架顶部铺设卧木,采用尺寸为20cm×20cm的方木，同时为了支撑箱梁的底模,在卧木上部应当设置背条,背条采用的方木尺寸为10cm×10cm，净距为25cm。

(3)位于翼缘板位置的杆件搭设可直接延伸到板底，高度的调节通过托撑进行，托撑处安设方木与梁底一致。

(4)每隔四排在支架的纵向设置48mm×3.5mm规格的剪刀钢管架，同时每隔五排在横向设置同样规格的剪刀钢管架。

[1]金凤温,连续刚构桥的发展简述[J].黑龙江交通科技,2015(7).

[2]余宗明.脚手架结构计算及安全技术[D].中国建筑工业出版社,2007.

[3]王玉龙.扣件式钢管脚手架计算手册[D].中国建筑工业出版社,2008.