跨线桥高墩现浇连续箱梁支架关键施工技术研究

摘要：模板支撑体系是用于在建筑施工中支撑混凝土浇筑的临时结构系统，以保持构件形状稳定性并确保最终质量，在桥梁建设过程中起到至关重要的作用。本文旨在研究城市高墩立交桥梁现浇施工中盘扣式满堂支架工艺的应用，以某项目为背景，设计计算支架系统，并详细分析跨线桥高墩现浇连续箱梁盘扣式满堂支架施工工艺及其关键环节。实践验证显示，该支架系统在力学性能和经济方面具备显著优势，为跨线桥高墩现浇连续箱梁支架施工提供了坚实基础。

关键词：城市桥梁工程；现浇连续箱梁；盘扣式满堂支架施工；技术研究

中图分类号：TU111.4" "文献标识码：A" "文章编号：２０９６-2118（2024）04-0043-04

Research on Key Construction Technology of Cast-in-Place Continuous

Box Girder Support for High Pier of Overpass Bridge

ZHU Lin

（CCCC Construction Group Co.，Ltd.，Beijing 100010，China）

Abstract：Formwork support system is a temporary structural system used to support concrete placement in building construction，to maintain components shape stability and ensure final quality，it plays a vital role in the process of bridge construction.The purpose of this paper is to study the application of tray buckle full hall support technology in cast-in-place construction of urban high pier overpass bridge，in the context of a project，the support system is designed and calculated，and the construction technology and key links of tray buckle full hall support for cast-in-place continuous box girder of high-pier overpass bridge are analyzed in detail.The practical verification shows that the support system has significant advantages in mechanical properties and economy，and provides a strong foundation for the construction of cast-in-place continuous box girder support for high piers of cross-line bridges.

Keywords：urban bridge engineering；cast-in-place continuous box girder；tray buckle type full hall support construction；technical research

0 引言

桥梁现浇箱梁施工中，模板支撑体系作为整个现浇箱梁施工过程中的危险性较大的一个工程部分，其结构的安全性关系到整个桥梁建设的质量和安全[1-2]。保证模板钢管支撑体系施工安全对建设工程顺利完成至关重要。盘扣式满堂支架施工技术具有施工简单可靠、适应能力强、材料设备多次周转等优点，尤其是在高墩柱的条件下，合理选择支架变得尤为重要[3]。合理选择支架可以确保工程的进度、质量、安全和效益[4]。

1 工程概况

为了开展跨线桥高墩现浇连续箱梁支架关键施工技术研究，本文以海口市秀英区长天路南延线二标项目为工程背景，该工程包括椰海大道跨线桥工程及长天路南延长线新建工程。项目起点位于永万西路延长线，线路由北向南布线，终点位于长天互通立交分界点。线路起止点桩号为ZBK0+000～ZBK3+200，全长3.2 km。采用双向4车道城市主干路设计标准，设计时速为60 km/h。其中椰海大道跨线桥路线长约801.25 m；长天路南延长线新建工程路线长约2 398.75 m。图1为长天路南延线现场施工示意图，图2为椰海大道跨线桥主体完工图。

2 支架的结构特点

传统碗口式脚手架采用1.48 mm×3.5 mm的Q235钢管，节间距通常为60 cm。然而，在经济和结构安全性等方面存在一定的局限性。因此为了解决这些问题并确保结构的安全性和经济的合理性，研发新型支架具有重要的理论和实践意义。在该项目中，采用了创新的盘扣式满堂支架（见图3），现浇连续箱梁盘扣式满堂支架系统选用48.3 mm×3.2 mm的Q355钢管，并且杆件节间距最大可达到180 cm。与传统碗口式脚手架相比，该支架在材料和结构形式上有较大差异，这一创新设计将对工程的实际施工产生积极影响。

3 支架的受力分析

3.1 荷载分析

支架所受荷载主要包括箱梁自重、模板所受的侧向压力荷载以及风荷载。其中，箱梁自重荷载在横梁实心段与腹板段取值均为45 kN/m3。模板所受的最大侧向压力与模板自重、混凝土自重、振捣混凝土产生的荷载、支撑间距以及施工台面宽度等5个参数有关，其计算公式如下：

最大侧压力=（模板自重+混凝土自重+振捣产生荷载）×（支撑间距/施工台面宽度）（1）

式（1）中：模板自重与混凝土自重均为0.75 kN/m3；振捣产生荷载为2 kN/m3，支撑间距为支架的横向间距，m；施工台面宽度为桥面板宽度，m。拟建项目场区属热带海洋性季风气候，每年7月—10月为台风盛行季节，当地的风力风级取决于受台风的影响程度。因此，工程项目在建设过程中，还需要综合考虑风荷载的影响。

3.2 支架验算

盘扣式满堂支架与传统碗口式支架在构造和材料上存在较大的差异。盘扣式满堂支架采用可拼接式双U型钢模型，其中转角底部可进行锁紧连接，并且整根底模U型钢是连续紧密连接，确保底部模型不会外移。同时，可调支撑钢和两对对拉螺栓被放置在模型外侧，以防止模型的外移。荷载首先作用在底模板上，然后按照“底模→纵向方木→U型钢→碗扣支架→基础”的传力顺序传递。

为确保结构的安全性和使用性，在32 m高度最不利情况下，需要对立杆进行验算，作为轴向受力构件。盘扣式满堂支架DURALOK支撑系统中，立杆选用规格为Q355钢管，回转半径i=1.598 cm。根据《钢结构通用规范》（GB 55006—2021），Q355钢管的折减系数为0.623。按照立杆稳定条件验算其结果见表1。

由表1可知：立杆的安全系数均＞1.5，表明立杆具备较强的安全稳定性。同时，由于桥面距地面较高，立杆作为支架系统的重要承载构件，除了承受来自上部的轴向荷载之外，还需要考虑风荷载的影响。因此，在考虑风荷载的情况下，立杆处于压弯状态。

经过计算，立杆所受应力为204.83 MPa，＜300 MPa的允许应力，满足要求。因此可以得出结论，在风荷载的作用下，立杆仍能满足结构安全的要求。

4 分析施工工艺要点

4.1 处理地基

1） 清理干净箱梁下方松软土层，在回填施工时，使用承载力比较强的土壤，地基的承载能力得到了根本性的提升。在回填施工时，采取设置横坡的方式，确保坡度能够被控制在2%以内，使得雨水等能够被及时地排除干净，并避免积水导致地基松软问题。如果纵向坡度较大，可通过设置台阶来平整底托支垫，并对纵向坡度进行分段管理，从而提高整个工程项目的施工质量和效率。

2） 将排水沟设置在便道侧，以避免雨水等流向支架区域，从而有效解决支架下沉问题。通过设置水沟，可以有效控制水位标高，并及时排出支架区域的水流，显著提升了支架的稳定性，将施工风险问题发生的概率降至最低。

3） 在设置支架基础的地基承载力时，要依托地质情况和设计标准，确保各项指标达标。在施工之前，需清理干净地面表层杂质，确保基础层面的纯净度合格。在构建基础层时，需使用素土分层碾压回填施工的办法，使得地基表层的稳定性和均匀性得到保证，同时也会使地基的承载能力得到不断提升。在检测地基承载能力时，使用的主要方法为动力触探法，准确获取地基承载力信息，并可及时发现不合格的位置。在处理承载力不合格的位置时，主要采用片石换填法进行处理。通过使用片石换填法，可以最大程度提升地基的承载力和稳定性，使其与设计标准相一致。在压实支架基础时，使用的主要方法为宽填筑法，需要比支架搭设宽度再增加2 m左右，基础的承载力和稳定性随之升高，从而使得支架的稳定性也得到保证。

4） 在支架基础施工过程中，应将地面混凝土硬化工作放在核心位置上。地面混凝土硬化层厚度需达到20 cm以上，硬化范围比支架搭设宽度再增加1.5 m以上。地面混凝土承载力提升以后，支架的基础会变得更加牢固。地基高度需超出四周地面约0.2 m，以将雨水等给地基造成的侵蚀控制在最低限度，并确保地基能够发挥应有的作用。

5） 做好临时排水沟设置工作，在硬化场两侧挖掘临时性排水沟，排水沟的标准设置为30 cm×30 cm，及时将积水全部排除干净，使得支架的稳定性得以保证。地基上出现积水后，排水沟能够及时发挥自身作用，从而保证了地基的安全性。排水沟的设置，应全面考虑使其能够及时将积水排除干净，避免积水对地基稳定性造成影响。在排水沟施工结束后，应将沟中存留的所有杂物清理干净，确保没有任何杂物存在，以防止对后续排水造成不利影响。排水沟出口位置应与城市排水系统连接起来，确保及时排除所有积水，使地基始终保持在良好运行状态，避免任何损害。

4.2 搭设支架

1） 在设置盘扣式满堂支架时，其搭设高度需依托板底标高和地面高程进行合理化设置。搭设支架时，主要采用满堂支架式，将主龙骨、次龙骨和模板依次放置在顶托表面上。确定支架搭设高度时，需要事先确定好板底标高。板底标高是指地面与板顶面间的垂直距离，在排水需求和设计要求的基础上进行合理化设置。根据现场勘察数据信息和设计图纸信息来确定板底标高。结合板底标高和地面高程对支架搭设高度进行科学计算。支架高度要满足主龙骨、次龙骨和模板的安装需求，保证板顶标高符合设计要求。在搭设支架时，需要有效控制其高度以确保安全性和稳定性。

2） 在搭设支架前，应根据实验室所得数据信息进行原地面地基承载力测试，以确保地基承载力与支架设置要求保持一致。如果原地面地基承载力无法达到支架设计标准，需采用换填的方法进行处理，在换填施工时使用片石完成相关任务。通过换填片石后，地基的承载力将发生根本性改变，使得支架能够发挥最佳水平。确定换填片石的深度时应以承载力检验深度为依据，并结合工程相关规范和设计标准来确定。

3） 搭设支架施工任务完成后，需要高效管理集中荷载的大小和位置，以确保支架系统的安全性和稳定性。对集中荷载的大小要给予高度关注，将局部荷载或单点荷载施加到支架上，该荷载必须满足相关规范和设计标准。当承载力超出支架受力范围时，支架会发生变形，并且其稳定性也会受到不同程度的影响。集中荷载应该均匀分布，避免过于集中在某一位置，以防止应力全部集中在一个点上。如果荷载过于集中在某一区域或者某个点上，支架就会发生变形甚至被损坏。在搭设和使用支撑体系时，需要对堆载集中的问题进行有效回避。集中堆载指将堆载比较大的物体集中堆放在支架某处，从而导致局部荷载过于集中，对支架系统的整体稳定性和安全性造成不同程度的影响。盘扣式麻糖支架搭设的相关信息见表2。

4.3 拆除支架

拆除支架和模板前，确保预应力管道压浆浆体强度能够达到设计标准，严格按照以下标准操作。

1） 在拆除支架时，遵循的施工顺序从上而下。先拆除后搭设的支架和模板，再拆除先搭设的支架和模板，可以显著提高整体拆除过程的安全性。

2） 拆架操作应按照相关施工标准进行，逐渐从跨中向两端支点进行拆除，且不能在同一平面上进行。

3） 经过合理调节顶托位置，精确拆除顶托方木和模板，以确保相关施工任务有序进行。

4） 模板拆除施工应根据现场具体情况进行合理设置，如果过早拆除模板，将给施工带来麻烦。

5） 在拆除支架前，要进行观测点的设置工作，并准确测量标高。观测点应设置在梁顶位置，在拆除前对标高进行测量，有效观测标高变化情况。同时安排专人在梁底负责安全指挥工作，一旦发现异常问题，及时停止拆除工作，以防止出现安全事故问题。

6） 在拆除过程中，一旦出现异常情况，应立即停止施工，并找到出现问题原因，制定有效解决措施。在拆除施工时，如果有梁体沉降等异常情况发生，则必须立即停止拆除工作，并在解决问题后方可继续施工。

5 结语

该工程项目中主梁使用的是16MN钢材（碳锰钢），与普通Q235碗口支架比较，其强度更高。经过全面的测算后发现，满堂支架体系具有较高的安全性和承载能力，并且节间间距也能满足最大施工要求，从而将节点数量控制到最少，将支架材料用量降至最低。在支架材料选择上采用了内外镀锌处理技术，以避免损坏或变形的问题出现，并将整个工程项目的施工风险系数降至最低，同时缩短了脚手架搭建和拆除的时间，确保整个工程项目的经济收益和施工速度。

参 考 文 献

[1]韩勇.超高墩大跨径连续刚构竖向预应力施工技术浅析[J].湖南交通科技，2013，39（4）：83-85.

[2]张理远.高墩连续箱梁跨越高速铁路现浇支架设计[J].铁道建筑技术，2015（S1）：103-107.

[3]张永强.高架桥现浇箱梁施工工艺以及质量控制分析[J].中国住宅设施，2023（1）：121-123.

[4]李俊高.高墩大跨径现浇连续箱梁施工技术[J].交通世界，2022（26）：110-112.

编辑：刘 岩