盘扣式支架在大悬臂盖梁施工中的应用

方 雷 （中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京 101500）

以往盖梁施工中常用碗扣式钢管脚手架，其组成构件仅有水平杆及立杆，加固措施采用剪刀撑，支架体系杆件连接处抗扭能力不足，结构体系整体稳定性难以控制，且支架结构搭设较为烦琐[1,2]。近年来，随着大跨度钢桁梁拱桥建设需求的日益增大，以及对工程质量要求越来越严格，传统的碗扣满堂架已不能满足当前工程需要。因此，人们开始寻求更加经济合理、安全可靠的施工技术方案。随着科技的不断发展进步，新型的盘扣式钢管脚手架凭借其稳定性高、安全性可靠及搭拆方便等优点，逐步在桥梁施工中广泛推行[3,4]。但目前对于此类承台的施工仍处于摸索阶段，因此如何保证该类桥型上部构造与下部桩基之间牢固连接成了一项重要课题[5]，而这一问题正是本项目所要解决的主要内容之一。

1 工程概况

石西路高架桥主线共计13联，桥梁全长1273m，13#～17#墩盖梁为双柱大悬臂预应力实心盖梁，长度28.01m～29.66m，高度3.71m，宽度3.0m，墩柱高度6.27m～6.92m。盖梁最大尺寸位于13#墩柱顶盖梁，长×宽×高为29.66m×3.0m×3.71m，以截面尺寸最大的13#墩盖梁为例（见图1）介绍盘扣式脚手架搭设方案设计及应用。

图1 盖梁立面图

2 盘扣式脚手架支撑体系施工工艺

地基处理与硬化→测量放样→支架点位布置与验收→第一层立杆搭设→垂直度调整→水平扫地杆、斜杆等杆件安装→安全爬梯及操作平台等安全措施的搭设→梁底标高复测及底模安装→满堂支架预压消除沉降→支架整体验收→盖梁钢筋绑扎→侧模安装→盖梁混凝土浇筑→养护到达拆模强度→预应力张拉→拆模。

2.1 地基处理

支架基础采用厚200mm 的C20 混凝土，硬化宽度为支架投影面积外500mm，承台施工后，将基坑内的水抽干，并及时挖除不合格材料，采用含水量合适的透水性材料分层换填回填至原地面-550mm处，分层厚度为200mm左右，回填时用小型打夯机分层夯实，压实度大于90%，再换填350mm厚水泥稳定碎石层碾压处理后，其上再铺筑200mm 厚的C20 素混凝土结构层，以保证地基承载力不小于200kPa。

2.2 支架搭设

支架搭设工艺流程为：在硬化后的混凝土面上放出立杆的精确点位→通过硬化后的地面标高、梁底标高计算杆件高度并合理选用立杆长度→在已放好样的点位上安装底托垫木→在垫木中心安装可调底托→调整底托螺丝在同一标高上→安装第一层立杆确保立杆垂直度→安装扫地杆、水平杆、斜杆并锁紧销扣→安装U型顶托→调整顶托螺丝→安装主、次龙骨→安装盖梁底模→精调U型顶托到设计梁底标高。

盘扣式满堂支架系统由地基基础、可调底托、立杆、水平杆、斜杆、可调U 型顶托、操作平台、安全爬梯和安全网等组成。立杆采用Q345B 钢材，壁厚3.2mm，管径Φ60 型盘口脚手架，纵向立杆布置间距为1200mm，横向立杆布置间距600mm，在离地面高度300mm 处设置水平扫地杆，水平杆步距1500mm，搭设过程确保每一层水平杆在同一标高，临近墩柱的水平杆须伸至墩柱混凝土面，并与其顶紧，形成受力整体，盖梁范围内满堂支架应均匀分布，使所有立杆联成整体。盖梁满堂脚手架正立面图和侧立面图。

（1）支架立杆点位的确定，需用全站仪进行精确放样，先放出盖梁中心线，由盖梁中心根据立杆纵向间距对称分布，再由盖梁中心以立杆横向间距对称分布，用墨盒弹线确定每一个立杆的精确点位，以防支架搭偏。第一道立杆底下设置底托，根据立杆位置在底托下布设方木作为垫板，底托安装前先在硬化基础面上放置垫板，垫板采用100mm×100mm×10mm 方木，垫板放置后应逐个检查垫板的平整性、密贴性，确保底部无悬空翘边现象，立杆安装过程中，应确保立杆处于垫板中心处，底托安装后应将旋转螺丝调整到同一标高上。第一层立杆必须长短错开使用，到达同一截面立杆接头数不超过立杆总数的50%。支架搭设应从盖梁中心向两侧对称搭设，立杆间距为1200mm×600mm，水平杆离地300mm，上部步距1500mm，调整立杆垂直度和位置后并将盘扣扣紧。

（2）立杆是整个支架体系的承重杆件，水平杆件和斜杆主要用来连接各立杆，使全部立杆受力均匀，整体稳定，避免发生完全变形且起到抗倾覆作用，水平杆采用材质为Q235B、壁厚2.75mm、管径Φ48mm的钢管，设计尺寸包括1200mm 和600mm 两种规格。斜杆尺寸有1200mm×1500mm和600mm×1500mm两种，主要采用材质为Q195B、壁厚2.75mm、管径Φ42mm 的钢管。为确保盘扣式脚手架的整体稳定，在支架顶部以下300mm及底部以上300mm处分步设置纵横两个方向的水平扫地杆，在接近墩柱位置，分别在上、中、下三处用水平杆与混凝土顶紧，以增加支架的附着力。

（3）杆件搭设应逐层完善，立杆、水平杆及斜杆安装应同步进行，安装完第一层再安装第二层，直到最顶层，最后安装U型可调顶托，并依据梁底标高确定顶托螺杆调至预定位置。每一个节点必须嵌紧、锁扣必须旋紧，所有立杆都要设定四根水平杆，不能缺失，安装后统一再检查一遍盘扣的紧密性。

（4）梁底标高不同，立杆每个断面搭设高度不同，调整方式可通过调整顶托的方式调整至设计标高；立杆杆件可通过测量计算选取不同长度立杆进行搭配组合，立杆类型主要有A-LG-500（500mm）、A-LG-1000（1000mm）、A-LG-1500（1500mm）、A-LG-2000（2000mm）、A-LG-2500（2500mm）、A-LG-3000（3000mm）等。还可以选用一些短小立杆LG-0.3m，暂称为找零杆，立杆顶部自由端长度不大于400mm。每个断面立杆顶托标高控制，先测量最外排两个立杆顶托设计标高和中间立杆顶托设计标高，通过拉线方式，调整其余立杆及顶托标高，误差控制在3mm以内，以便控制底模标高。

（5）为确保支架的整体稳定性，在支架与每个桥墩之间设置上、中、下三道抱柱措施（图4），抱柱离墩顶、顶底高度在500mm 左右，上、中、下三道水平抱柱的垂直间隔不得大于4500mm。

图4 桥墩处抱柱措施示意图

（6）爬梯通道宽度为900mm，每阶跑道为水平杆件的2 阶步距，即高度为3000mm；通道双侧设置200mm高挡脚板，斜道双侧和平台周围应设置高1200mm防护围栏，外侧挂2000目防抛网，斜道钢管上铺设50mm厚木脚手板，脚手板上钉设防滑条，防滑条间隔为300mm，木条厚度为30mm。盖梁工作平台外侧必须设置一个钢管围栏，其高度不低于1200mm，在围栏上和中间设置两个通长的水平钢管，并悬挂安全密目网。

2.3 模板安装

盖梁模板系统由厚度6mm 定型钢侧模、2440mm×1220mm×18mm 酚醛树脂板底模、[10 槽钢主龙骨及100mm×100mm 木方间距200mm 次龙骨构成。立杆上部采用顶托支起主龙骨，顶托外露尺寸不大于300mm，伸入立杆内的尺寸不小于150mm，主龙骨沿盖梁纵向布置与桥跨方向平行，次龙骨布置在主龙骨上，间距200mm 横向布置与桥跨方向垂直，次龙骨上安装盖梁底模板，侧面采用定型钢模板，钢筋绑扎完成后，安装侧面，侧模底部和底模贴合，卡住底模，放样确定上部位置，调整模板位置，对拉螺杆固定。

2.4 预压

完成盖梁底模铺设后进行盖梁预压，预压荷载采取砂袋预压的方式，荷载重量为盖梁混凝土重量的1.2倍。预压分三个阶段进行三级预压，一级堆载先加载梁体自量的50%，等支架变形稳定后进行下一阶段的预压；二级堆载预压加载到梁体自重的100%，等支架变形稳定后再进行三级堆载的预压；三级堆载加载到梁体自重的120%，在这期间对支架、底模等处的观测点进行连续观测，并做好详细的监测记录。支架整体变形应达到24h不超过1mm，支架整体沉降稳定具备卸载条件。支架预压监测过程中，应监测整个支架竖向变形、挠度及支架的整体稳定性。

2.5 混凝土浇筑与养护

混凝土拌制前检查各种原材料的准备情况，并经过检验合格后方可用于拌制，开盘前应现场测定粗细骨料的含水率，以便调整施工配合比。含水量每班抽测2次，阴雨天气应随时抽测并按测定结果及时调整混凝土的施工配合比。拌制时先试拌1m³，检验试拌混凝土的性能指标，坍落度满足18mm～22mm，含气量满足3%～5%为合格。

浇筑前先检查支架、模板、钢筋和预埋件。模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。模板的缝隙应用泡沫剂填塞严密，合格方可进行混凝土浇筑。

入模前的模板与钢筋温度不应超过30℃，温度过高时应降温处理，夏季尽量安排在傍晚和夜间温度较低时段浇筑。

混凝土浇筑按500mm一层水平分层对称浇筑。振捣应做到不漏振、不过振，同时保证插入式振捣器移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模板间距保持50mm～100mm，插入下层混凝土深度50mm～100mm；振捣过程中尽量避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。混凝土应振捣密实，并观测混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。浇筑过程中，专人检查支架、模板、钢筋和预埋件，发现松动、变形、移位等现象时，停止浇筑并应及时处理。

浇筑完成后，初凝前及时进行二次收浆，防止混凝土产生收缩裂缝。初凝后立即洒水养护，拆除盖梁侧模后，及时覆盖土工布洒水养护，洒水养护时间为7d，每天洒水次数以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为准。

3 支架验收控制要点和主要事项

3.1 支架验收控制要点

支架搭设完成后，应全面检查支架体系，确保支架搭设符合方案要求，满足整体稳定性的要求，重点检查底托螺母的紧固程度，是否与杆件密贴，是否与垫板紧密接触及垫板是否有脱空的现象，同时检查水平横向杆件销扣是否插入罗盘中，扣锁是否扣紧。检查整个架体是否设置扫地杆，设置高度是否符合方案要求。检查剪刀撑是否设置正确，间距及数量是否符合要求。检查顶托是否旋紧，顶托伸出长度是否符合规范要求。检查支架立杆间距是否按照方案执行。

3.2 混凝土浇筑控制要点

盖梁模板统一采用定型钢模板，面板采用6mm 钢板；横肋采用[10 槽钢，间距250mm；竖肋采用双[14 槽钢，间距800mm；Ф18 对拉螺杆M20 螺栓进行对拉固定，间距800mm×800mm。模板安装应进行试拼，确保模板平整、严密未发生错台，盖梁分两次浇筑，第一次浇筑高度为1700mm，在截面变化处，待混凝土强度达到90%后再浇筑剩余部分混凝土。浇筑前应对模板坐标位置、钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度及模板内部结构尺寸进行复核，同时确定浇筑高度，混凝土到场后入模前，应采用专用设备测量混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能，符合要求后，混凝土方可入模浇筑。

3.3 支架体系拆除控制要点

盖梁二次浇筑完成，混凝土强度满足设计要求后，进行悬臂盖梁的张拉施工，张拉压浆均满足设计要求可拆除支架。支架拆除应遵循自上而下，由中间到两边的原则，禁止将架体整体推倒。拆除作业前，在作业区域的影响范围内拉警戒线并设置警示标识，同时派专职安全员巡查，禁止非施工人员入内。严禁交叉作业、垂直上下作业，拆除过程中，下方不能有人员走动。拆除后的材料应整齐码放，待全部拆除后集中运至下一个作业点使用。底模板拆除过程中，重点检查朝天钉，防止扎脚伤人。

支架拆除安全措施包括：①支架搭设、拆除、起重吊装作业操作人员属特种作业人员，上岗前需要经过专业培训并持证作业；②作业人员必须正确佩戴安全帽、安全绳及防滑鞋等安全防护用品，同时在脚手架上应设置两层检测合格的防坠网；③作业前进行全面全覆盖的三级安全技术交底，并做好每日的班前教育和班后总结工作；④吊装作业前应在作业范围的区域设置安全警戒区并拉警戒带；⑤作业前制定操作规程和规章制度，作业人员应遵守各种安全操作规程和制度，禁止违章作业。

4 结语

通过实际施工证明，承插型盘扣式钢管脚手架在大悬臂盖梁施工中安全可靠，稳定性好且承载力大；具有杆件系列化、标准化、搭拆快、易管理、适应性强等特征。通过对承插型搭设方案及受力验算的介绍，相对碗扣支架体系，承插型架体结构简单、安装方便、工期短，节约了钢材，降低工程造价，减少模板周转次数，提高劳动效率，可实现工厂化生产，加快施工进度，减轻劳动强度，具有可操作性好、安全、应用范围广、成本低等特点。