道路模板工程支撑体系施工技术研究

刘文竹

（贵阳城市建设工程集团有限责任公司,贵州 贵阳 550003）

0 引言

道路模板工程支撑体系是道路建设中的重要组成部分，承担着支撑道路模板、确保道路结构稳定性的重要任务。随着道路建设规模的不断扩大和技术的不断创新，道路模板工程支撑体系施工技术的研究与应用显得尤为重要。该文旨在对道路模板工程支撑体系施工技术进行深入研究，通过对现有支撑体系施工技术的分析和总结，以提高道路模板工程的施工质量和效率。

1 工程概况

贵惠大道跨线桥匝E 大桥第一联箱梁高度为1.6 m、第二联箱梁高度为1.8 m。支架设计为0.6 m×0.6 m 步距1.2 m；其中第一联保证交通设两个车行道，门洞部分支架门洞两侧支架纵横立杆加密为0.3 m×0.3 m步距1.2 m，加密部分支架基础为宽度1 m、厚度0.4~0.8 m，基础端部设防撞墩；现有道路宽度11 m以上，可设置两个车行道，净宽7.4 m，门洞长47 m。第二联拆迁完成后才能施工，保证加油站出口正常通行，需在3#~4#墩之间设置门洞，门洞与花冠路斜交，宽度可保证4 m，门洞长25 m。模板支撑体系的搭设不仅要严格按照图纸和构造搭设，还需要符合相关的检查标准要求，遵循支架设计原则，综合施工的经验，因此该工程采用碗扣式满堂支架的方案、门洞位置采用贝雷架搭设以保证施工期间的车辆通行。

2 道路模板施工工艺

2.1 施工技术参数

支架采用DN48×3.0 mm 碗扣式支架，分为两联，第一联的门洞部分立杆间距0.3 m×0.3 m，横管步距1.2 m；立杆之间的间距0.6 m×0.6 m，步距1.2 m。悬臂段及工作跑道立杆间距0.9 m×0.6 m。第二联的门洞部分立杆间距0.3 m×0.3 m，步距0.6 m；立杆之间的间距0.6 m×0.6 m，步距1.2 m[1]。悬臂段及工作跑道立杆间距0.9 m×0.6 m。碗扣支架底部立于坚硬的地基上，如场地支承条件不能满足支架施工要求，采用厚20 cm C30 混凝土硬化支架基础。钢管顶部采用UD-4O 型顶托、底部采用底托支承。

2.2 施工工艺

2.2.1 施工方法

首先是匝E 号大桥第一联的门洞基础，基础净间距为7.4 m，宽度1.0 m，长度47 m；最小高度0.4 m、最大高度0.8 m，由于道路纵断面高差较大，基础分为3个台阶，每个基础顶面水平，高程为1 070.800、1 071.190、1 071.600；门洞支架的门洞部分立杆间距0.3 m×0.3 m，步距1.2 m；其他支架的横向间距或排距0.60 m；纵距0.60 m；悬挑部分支架的纵桥向0.90 m，横桥向0.60 m，步距1.20 m[2]。

其次是匝E 号大桥第二联的门洞基础，基础净间距4 m，宽度1.6 m，长度左25 m；右25 m，最小高度0.4 m且在同一断面处标高相等。门洞支架的门洞部分立杆间距0.3 m×0.3 m，步距1.2 m；其他支架的横向间距或排距0.60 m；纵距0.60 m；悬挑部分支架的纵桥向和横桥向和匝E 号大桥第一联相同，步距1.20 m。

关于支架构造设置，在立杆底、顶设置底托和顶托；关于托梁，第一联的顶托之上为10 号工字钢，10 号工字钢之上为贝雷架；两侧面为2 根φ48 钢管。第二联的门洞部分顶托之上也为10 号工字钢，10 号工字钢之上也为贝雷架；其他部分的托梁为2 根φ48 钢管。次龙骨采用的是4 205 木方；纵桥向和横桥向的周边及内部都是每隔不大于6.0 m 设置一道剪刀撑；竖向则每隔不大于8 m 设置一道水平剪刀撑[3]。

在支架的两边都要设置工作跑道，在工作跑道临边处要设置高度不低于1.2 m 的护栏，栏杆和挡脚板都应该搭设在外立杆的内侧，外立杆之间的距离小于1.5 m，将上栏杆上皮的高度控制在1.2 m，设置挡脚板的高度高于0.18 m，将中栏杆放置在中间的位置[4]。第一联设置在左幅，第二联设置在右幅，第一联跑道工作跑道和栏杆的平面图见图1。

图1 第一联工作跑道及栏杆大样图

2.2.2 基础处理

根据对花冠路北段道路工程的现场调查，匝E 号大桥第一联支架一部分在新建花冠路及其花池上，另一部分在贵州省军民融合式加油站花池上；第二联部分在军区围墙拆除后的地面上。门洞基础、花池、承载力不满足要求或不平整的地面等采用C30 混凝土硬化，混凝土厚度不得小于20 cm，斜坡面可硬化成台阶式路面，软土地基硬化前采用级配碎石回填夯实，由于承台基坑开挖后需回填碾压密实，承台周边的回填材料采用粒径满足要求的石方进行回填并分层碾压，以满足支架基础承载力的要求。为保证支架的安全，支架基础按要求进行预压。

2.2.3 支架预压

将梁体自重、地面沉降及支架的弹性和非弹性变形等因素都考虑进去，在对底模标高进行调整后，再对其进行配载预压。配载采用纤维吨袋装碎石，加载重量不得小于支架承受的混凝土结构恒载与模板重量之和的1.1 倍。预压采用纤维吨袋装碎石时要求准确测量碎石的堆积密度，且装袋时要求过秤称重，测出袋装标准重量。普通钢筋混凝土箱梁支架底模标高根据理论预拱度（L/400）进行设置，调整支架顶托至要求高度。纤维吨袋装碎石堆放采用吊车起吊、人工配合的方式进行。加载顺序和梁体混凝土浇筑顺序相同，自中间向两墩，力求与实际施工尽量接近。由于碎石的密度比混凝土的小，碎石袋的堆放高度较高，为保证预压的安全，在碎石袋两侧布置钢管作为挡护，钢管立杆间距1.5 m，横管间距1.0 m，两侧钢管每隔3 m 用手拉葫芦连接控制。挡护沿桥纵向，根据堆积高度的增加，相应增加横杆和立杆。支架的预紧力是按照预紧力的大小来分等级的，每一等级都不低于3 级。3 个等级的加载顺序适宜为单元内预压荷载值的60%、80%、100%。

3 箱梁高度1.6 m 的碗扣支架计算——以第一联为例

图2展示了楼板支撑架立杆稳定性荷载的计算单元。楼板支撑架立杆采用的规格为φ48×3.0 mm 的钢管，其中钢管惯性矩的计算公式为I=π(D4-d4)/64，抵抗距的计算公式为W=π(D4-d4)/32D。

图2 楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元

3.1 板面板计算

由于面板是一种受弯构件，因此对其进行了抗弯承载力及刚度的验算。模板按三跨连续梁进行计算；标准静载荷如下：

标准的活载荷：

在该工程中，截面抵抗矩W=22.50 cm3；截面惯性矩I=16.88 cm4。

3.1.1 挠曲强度的计算

挠曲强度的计算公式如下：

式中，P——以N/cm2计的面板弯曲强度的计算数值；S——板件最大弯曲间距（N·mm）；L——板件的净横截面阻力力矩；模板的设计弯曲强度，为35.00 N/cm2；S=0.100。

这里，q——以kN/m 计的载荷设计值；经过计算

经过计算，得出了面板弯曲强度的计算值

进行了面板弯曲强度的验算，结果符合规范。

3.1.2 剪切力的计算

剪切力的计算公式如下式：

式中，最大剪力T为3.864 kN，经过计算截面剪切强度的值E为0.644 N/mm2。截面剪切强度的设计值〔E〕通过了对面板剪切强度的验算，得到了符合规范的结果。

3.1.3 挠度计算

面板最大挠度计算值v=0.677×25.080×2 004/（100×9 898×168 750）=0.163 mm，面板的最大挠度小于200.0/250，满足要求[5]。

3.2 支撑龙骨的计算

按照三跨连续梁进行计算，均布荷载为10.732 kN/m；最大弯矩为0.386 kN·m；最大剪力为3.864 kN；最大支座力计算得7.083 kN，龙骨的截面力学参数为截面惯性矩和截面抵抗矩，其中截面抵抗矩为53.33 cm4；截面惯性矩取106.67 cm4[6]。

3.2.1 龙骨抗弯强度计算

抗弯计算强度为7.24 N/mm2，龙骨的抗弯计算强度小于17.0 N/mm2满足要求。

3.2.2 龙骨抗剪计算

最大剪力的计算公式为Q=0.6ql，且截面抗剪强度必须满足E=3T/2bh<[E]，截面抗剪强度计算值E=3×3 863.52/（2×200.00×40.00）=0.724 N/mm2，截面抗剪强度设计值[E]=1.70 N/mm2，龙骨的抗剪强度小于截面抗剪强度设计值计算满足要求。

3.2.3 龙骨挠度计算

在计算龙骨挠度时选用静荷载的标准值，将变形受力计算的最大支座力除以龙骨下小横杆间距得到均布荷载，得到q为8.360 kN/m，最大变形v为0.688 mm，经计算龙骨的最大挠度小于600.0/400，满足要求[7]。

3.3 基础承载力计算

立杆基础底面的平均压力应小于地基承载力的设计值，满足下式的要求

式中，U——立杆基础底面的平均压（kN/m2），U=N/A，经计算U为80.57 kN/m2，N为上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN），取20.14 kN；A——基础底面面积（m2）；A取0.25 m2，fg——地基承载力设计值（kN/m2），取68.00 kN/m2。

地基承载力设计值为脚手架地基承载力调整系数与地基承载力标准值的乘积，其中脚手架地基承载力调整系数取0.40，地基承载力标准值取170.00 kN/m2，经过计算，地基承载力没有在要求范围内，因此建议加大地基的承载力。

4 模板支撑体系的注意事项

（1）结合设计纵面图计算地面到梁底的高度，预估支架搭设的材料数量。

（2）将立杆底部支撑在坚硬的基础上；处理土质基础时需要先平基后，然后铺设级配碎石，最后浇筑适当厚度的混凝土。

（3）复核顶托标高，确保纵横向水平。

（4）将碗扣型支架的底层纵向和横向横杆用作清扫杆，其离地高度不大于350 mm，竖杆的底部设有可调节的基座小车；由可调节螺纹组成的竖直支柱的上端延伸到最上面的水平支柱的长度不能超过650 mm。

（5）将竖向剪刀撑设置在模板支架的四周，中间纵横，由下到上连续设置，并且保证间隔小于6.0 m。

（6）剪刀撑的斜杆与地面夹角在45~60°之间，斜杆每步与立杆扣接。

（7）安全等级为I 级的模板支架在架体顶层水平杆设置层、竖向每隔不大于8.0 m 设置一道水平剪刀撑。

（8）每道水平剪刀撑应连续设置，剪刀撑的宽度宜为6~9 m。

（9）为了保证支架能够承受荷载的作用，在测量H1 之前，完成底模铺设后对支架进行全面的检查。

（10）放好基础模板后，在进行H1 测定之前，要加强对支撑结构的全面检测，以保证支撑结构在受力状态下不出现不正常的变形。

5 结语

通过对道路模板工程支撑体系施工技术的研究，可以更好地了解其在道路建设中的重要作用，为道路建设的可持续发展提供技术支持和理论指导。该文围绕贵惠大道跨线桥匝E 大桥工程阐述了道路模板支撑体系的施工方案即碗扣式满堂支架，阐述了施工的具体步骤和方法，结合该工程实例的具体参数对箱梁高度1.6 m 的碗扣支架进行了计算，发现均满足要求，最后总结了模板支撑体系的施工的注意事项。希望该文的研究成果能对相关领域的学者和工程师提供参考和借鉴，推动道路模板工程支撑体系施工技术的进一步发展。