碗扣式脚支架在现浇预应力砼箱梁中的应用

碗扣式脚支架在现浇预应力砼箱梁中的应用

蒲国彦

中交集团公路一局三公司黑龙江150078

摘要：介绍了碗口式脚支架在西安咸阳国际机场专用高速公路渭河特大桥现浇箱梁施工中的应用概况几碗口式脚支架的施工工艺和控制要点；通过主线27联现浇箱梁施工这一工程实例，详细论述了碗扣式钢管脚支架的平面布置方法及受力验算方法；并指出采用调节立杆可以解决较大纵横坡度箱梁的支架搭设问题；阐述了施工中支架预压的重要性并给出了预留沉降量。

关键词：施工；碗口式脚手架；现浇；连续箱梁

一、工程概述

主桥27联上部结构为30m×4，四孔一联双向预应力混凝土连续箱梁，主墩为方型墩结构，方墩与箱梁橡胶支座联结。连续箱梁一联长120m，分左右两幅，梁顶位于半径5600m竖圆曲线，纵坡为1.36％的双向斜坡上。主梁横断面采用两室四箱断面，箱梁顶板宽20.5m，横桥向双向放坡2%，两侧翼缘板悬臂长2.5m，顶板厚0.15m，底板厚度由根部的0.4m变化至1/4跨的0.2m。梁高1.6m，箱梁两外侧内腹板采用斜腹板，外内腹板采用“S”钢模板，中腹板采用垂直腹板，腹板宽40～60cm，箱梁底宽17m。

二、施工方案

箱梁施工采用分段满堂支架浇筑施工，整联同时施工。支架基底为砂土，顶层20cm采用8%水泥灰土处理，用18T振动压路机碾压6～8遍处理。支架采用碗扣式钢管架。支架下垫宽25cm，厚5㎝枕木，立杆底设可调底托支于预制块上，立杆上设可调顶托，顶托上方铺设10×125㎝横向方木（松木）。纵向铺设10×10㎝纵向方木（松木），外模板采用12～15㎜厚胶合模板钉于木板上，外侧模采用“S”型组合钢模。

三、碗扣脚支架构造特点

碗扣式钢管脚支架由钢管立杆、横杆、碗扣接头等组成（如下图一所示）。碗扣式脚支

架的立杆、横杆均为采用φ48×3.5mmA3焊接钢管制成的定长杆配件，其基本构造和搭设

图一a、连接前b、连接后

要求与扣件式钢管脚支架类似，不同之处主要在于碗扣接头。碗扣接头是由上碗扣、下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成。在立杆上焊接下碗扣和上碗扣的限位销，将上碗扣套入立杆内。在横杆和斜杆上焊接插头。组装时，将横杆和斜杆插入下碗扣内，压紧和旋转上碗扣，利用限位销固定上碗扣。

四、地基处理

用挖掘机对箱梁下方39m宽度范围内泥浆坑、松软地段全部挖除，采用含石量在60％以上的砂砾石换填，用推土机对场地全部进行推平，并设置横向单向横坡，坡度控制在1％范围内，便于及时排除雨水，用推土机对整含水量较大地段翻松30㎝晾晒，含水量控制在最佳含水量5～8％，用18T振动压路机碾压6～8遍，采用灌砂法检测压实度≥90％（最大干密度2.40），碾压密实，表面平整无轮迹，局部有反弹地段重新换填处理。

五、支架布置

1.支架材料规格

支架采用碗扣式钢管架，立杆主要采用3.0m、2.4m、1.8m、0.9m几种立杆接长错开布置，顶杆长度为1.5m、1.2m、0.9m、0.6m，横杆采用0.9m、0.6m、0.3m三种组成，顶底托采用可调托撑。

2.支架布置

箱梁横梁处左右3米纵向立杆纵距0.3m；3～7米处纵向立杆纵距0.3m，；箱梁各腹板下立杆横距0.6m，布置3排；其他各处箱梁下立杆横距均为0.9m，；翼板下立杆纵距0.6m，横距0.9m，横向及纵向横杆步距0.6m。此种组合每根立杆可承载力为30KN[2]。

支架安装严格按照图纸布置位置安装，碗扣支架为定型支架，安装时先确定起始安装位置，并根据地面标高确定立杆起始高度安装垫脚板，利用可调底托将标高调平，避免局部不平导致立杆不平悬空或受力不均，安装可采取先测量所安装节段地面标高，根据所测数据计算出立杆底面标高，先用可调底托将四个角标立杆高调平后挂线安装其它底托，后安装立杆。

3.支架标高控制

对于桥面较宽，纵横坡度不大的箱梁（i≤2%），可通过支架地基分单元（各单元标高不同）和调节顶托相结合的方法施工至设计标高；但对于桥面较小，纵横坡度较大的箱梁，通过地基分单元和调节顶托的方法就很难实施。会导致单元面积过小，影响支架的稳定性。

六、支架预压

1.预压目的

检验支架及地基的强度及稳定性，消除整个支架的塑性变形，消除地基的沉降变形，测量出支架的弹性变形。

2.预压材料

用编织袋装砂或水箱对支架进行预压，预压荷载为梁体自重的120%。

3.预压观测

在每一节段在每一段的中心、横向左右侧布3个点进行观测，在预压前对底模的标高观测一次，在预压的过程中平均每2小时观测一次，观测至沉降稳定为止，将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次，从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。预压过程中进行精确的测量，可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。

4.预压成果

根据预压观测地基下沉情况跨中预留1.5cm，逐渐递减为横梁处的1.0cm。

预压完成移除水箱或砂袋，拆除模板。

七、支架搭设注意事项

1.接头组装

接头是立杆同横杆、斜杆的连接装置，应确保接头锁紧。组装时，先将上碗扣搁置在限位销上，将横杆、斜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，并能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。

2.杆件组装顺序

在已处理好的地基或基垫上按设计位置安放立杆垫座或可调座，其上交错安装3.0m和1.8m长立杆，调整立杆可调座，使同一层立杆接头处于同一水平面内，以便装横杆。组装顺序是：立杆底座→立杆→横杆→斜杆→接头锁紧→脚手架→上层立杆→立杆连接销→横杆。

八、碗口支架的优点

现浇连续箱梁施工时，为避免因不均匀沉降导致立体产生裂缝，不采用木支架。钢支架中的碗扣式钢管脚支架是较好的支架材料。从受力性能方面讲，由于采用了中心线连接，因而大大提高了承载能力；其次是承受横杆垂直力的下碗扣与立杆采用焊接，因而改善了“节点”的受力性能（最大抗剪力199kN，而扣件式脚手架依靠扣件握紧时的摩擦力——极限承载力约10kN），使其达到了可靠程度。从安装操作上讲，较钢管架方便，只需用小锤楔紧上碗扣即可。同时在保管上减少了扣件丢失，降低了应用的成本。

参考文献：

［1］杜荣军.建筑施工脚手架实用手册[M].中国建筑工业出版社，1994，5.

［2］糜嘉平.建筑模板与脚手架研究及应用（M）.北京：中国建筑工业出版社，2001.170-179.