满堂支架工法.doc
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满堂支架法现浇预应力混凝土连续箱梁施工工法
中铁七局集团第三工程有限公司
一、前言
满堂支架法现浇预应力混凝土连续箱梁在桥梁工程中是一种较为常见的施工方法，最近几年，随着国内铁路、公路交通基础设施建设的高速发展，按照满堂支架施工设计的桥梁也越来越多，大大推进了满堂支架的应用进程，满堂支架施工工艺也不断进行改进。
现代满堂支架施工技术亦朝着大吨位、大跨径方向发展，常规满堂支架钢管杆件本身承载能力有限，所以探讨如何实现在特殊大吨位箱梁、高墩、大断面现浇箱梁等工况条件下的现浇箱梁施工是桥梁建设者经常考虑的问题之一，由中铁七局三公司施工的南京长江三桥南引桥已经成功应用碗扣式脚手架施工52m首跨及58米净的大跨度现浇箱梁移动模架施工，上部荷载最大1600吨，适应最大墩高24m。
南京长江第三大桥是交通部《全国公路网规划》中“五纵七横”国道主干线网沪蓉国道主干线的重要组成部分，南京长江第三大桥C标段，由中铁七局三公司中标承建。
起止里程：
K9+083.115_K9+761.115,全长678m，主要内容为南京长江第三大桥南引桥工程，共分两联，第一联（3X50+58+52+50）m，第二联：
（5X52+58+50）m。
上部结构主梁设计为双向预应力单箱单室截面现浇连续箱梁，纵坡为2.9%，箱梁顶面设2%的横坡。
箱顶宽15.4m，底宽6.2m，梁高2.8m，底板厚度为0.25-0.7m，右幅箱梁全部采用满堂支架法施工。
南引桥满堂支架施工预应力混凝土连续箱梁最大跨度58米，首跨施工最大现浇段长度52m，一次性浇注施工段最大长度59.8米，混凝土600余立方米，上部结构荷载最大1600吨。
二、工法特点
满堂支架是在一联或多跨桥下设置支架，体系转换次数很少，或者没有，南京三桥南引桥满堂支架施工按照逐孔现浇设计，需要发生体系转换，但是逐孔现浇施工法的优点是需要的支架数量少，周转次数多，利用效益高，而且可以超前抢大支架及支设模板，施工速度快。
在我国的南方地区，水网发达，高速公路桥梁比重加大，如果采用常规满堂支架施工，需要进行大面积的支架软土地基处理。
移动模架逐孔现浇施工接缝一般设置在跨径的1/4-1/6处，即接近连续梁零弯矩点附近，施工状态与成桥状态受力模式比较接近。
满堂支架适用于高度低于20m左右的墩身上部结构以及其它施工方法不经济的情况下建造桥梁上部结构，具有周转次数多，周转时间短，使用辅助设备少，减少了人力物资的浪费，特别适用于多跨现浇梁施工，既保证了工程质量，又能加快施工进度，具有良好的经济效益。
三、适用范围
一般造桥机等设备由于本身体积庞大，安装比较麻烦，经过测算，如果待建桥梁长度不足800m，造桥机安装费用摊销很高，如果施工长度大于1300m，导致工程工期较长，所以移动模架施工的适用桥梁长度为800－1300m，大于1300m可以考虑采用2套移动模架，同时造桥机施工尽可能的避免中途拆装作业；
由于移动模架设备本身比较昂贵，一次性投入相当大，往往是未得到第一孔现浇梁的计价款，在安装完毕之前先期投资巨大，导致一般项目上的资金压力相当大，目前制约其推广的主要因素是按照移动模架施工的桥梁设计还是相对较少，移动模架的周转次数相对较少，如果一套模架能够周转施工2次以上，经济效益比满堂支架相当可观；
同时虽然移动模架施工速度相当快，但是由于一般施工单位投入数量有限，导致工作面少，所以对于工期特别紧的项目，没有满堂支架大面积采用人海战术施工突击抢工期的条件。
四、工艺原理
满堂支架是通用桥梁施工的工法，施工时多点支撑，沉降容易控制，张拉时支架反弹量小，对主梁健康有利，线型也同样容易控制。
1、支架的搭设（如图1）
图1满堂支架施工支架及模板支撑安设示意图
图2满堂支架预压荷载横向分布
2、支架预压（见图2）
3、模板的调整：
满堂支架预拱度的调整是施工中重点，施工前要进行超载预压，得到可靠的预拱度各项设计参数，并考虑周全，挠度值的计算要尽量结合实际情况，模板的调整主要通过可调顶托来实现。
4、内模支撑及混凝土的浇注（见图3、图4）
图3第一次浇注混凝土时的内模支撑
图4第二次浇注混凝土的内模支撑
图5满堂支架门洞搭设侧纵向示意图
箱梁混凝土整孔一次浇注完成，由悬臂端向已浇梁段推进。
5、门洞搭设（见图5）
五、施工工艺要点
1、工艺流程（见图6）
2、支架搭设注意事项
1）纵向间距为0.9m；
2）两侧翼缘板底下的支架横向间距为4×90cm；
3）腹板下方横向间距为4×60间距；
4）整个支架搭设横断面为：
4×90+4×60+4×90+4×60+4×90；
5）支架搭设应该保证纵横向均顺直，搭设过程中严格自检，注意统一平杆长度、不间断检查，杜绝出现蛇行现象；
6）支架搭设越来越高，剪刀撑搭设不止一层，纵向剪刀撑水平间距控制在5.4m范围内，剪刀撑搭设角度控制在45-60度范围内交叉对称布置；
7）横向剪刀撑纵向间距在底板以下为3.6m，在翼缘板下方加密为1.8m；
8）纵向剪刀撑在横向为6道，具体位置：
横向最外面两边各一道，腹板下方4×60两边各两道；
9）剪刀撑钢管需要接长时必须保证搭接长度至少50cm，并至少连接2个回转扣件，即便是用碗扣式脚手架立杆接长也需要遵循此技术要求，严禁图省事将6m长钢管往碗扣式立杆套管一插便完事，这样的剪刀撑不起任何作用；
10）支架搭设过程工人必须端正态度，扣碗必须逐个打紧，剪刀撑与立杆相交处，能连接扣件的必须连上；
11）支架搭设前地基必须处理实在，不允许支垫方木或者模板有悬空、或者偏心受力的现象，工字钢、方木下面必须用碎石垫铺实在；
12）断层处的支架平杆必须用碗扣式立杆连接，连接密度一一对应支架标准平杆，用扣件连接可靠；
2、满堂支架施工现浇箱梁线型控制
实际控制标高（设计标高位置处）公式计算：
其中：
:
线路设计标高；
:
满堂支架支撑系统的弹性与非弹性压缩变形；
:
预应力张拉对砼箱梁线型的影响，设计院提供参考数据；
:
现浇箱梁张拉压浆完毕后的箱梁的预拱度，设计院提供参考数据；
正常跨施工时悬臂端后吊点下挠度由设计院提供参考数据，将其以线性分配计入施工段模型预拱度中，影响较小。
3、移动模架施工现浇箱梁砼二次浇筑要点
二次浇注混凝土同样采取对称、平衡浇注，纵向分段，水平分层，但较一次全断面浇注混凝土质量容易控制，但是共同的难点在于是保证腹板与底板相交梗协处的砼密实，同时为了保证施工缝处前支点墩顶顶板不出现裂缝，需要结合现浇梁钢筋、预应力孔道布置（特别是梗协处的底板预应力孔道是否布置非常集中）、底板梗协是否很平导致砼很难进入充满梗协等，确定合理的浇筑顺序以及内模结构，一般砼浇筑纵向顺序采用由跨中向两边，即墩顶合拢的纵向浇注顺序，横向采用先梗协－底板、腹板－顶板的浇筑顺序，梗协处可内模板开天窗观察及辅助振捣，具体落实过程要视具体情况合理选用，不断摸索坍落度等技术指标，优化施工方案。
图6南京长江第三大桥C标满堂支架施工预应力砼连续箱梁流程图
4、施工周期（见图7）
图7满堂支架施工典型施工周期网络图
南京三桥南引桥右幅满堂支架施工分段同移动模架分段，均为逐孔现浇，正常状态下，支架地基处理，支架搭设、外模安设、均可同钢筋绑扎、预应力穿束、混凝土浇注、等强同步并行施工，缩短周期，实际验证每孔平均15天，虽然增加了支架预压、立模、二次浇注混凝土等多余工序，但是仍然达到了单孔同移动模架基本相当的施工周期。
六、主要机具设备（见表2）
表2主要机械设备
序号
名称
数量
序号
名称
数量
1
碗扣式脚手架
待定
8
钢筋对焊机
2台
2
50吨履带吊
1台
9
电焊机
5台
3
35吨汽车吊
1台
10
YCW400
2台
4
10吨运输车
1辆
11
YCW300
2台
5
钢筋调直机
2台
12
YDC240Q
2台
6
钢筋弯曲机
3台
13
砂轮磨光机
8台
7
钢筋切断机
3台
14
砂轮切割机
5台
七、劳动力组织（见表3）
表2劳动力组织
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
装吊工
6
8
电焊工
5
2
混凝土工
15
9
电工
2
3
钢筋工
40
10
钳工
2
4
木工
20
11
普工
20
八、质量控制
1、全过程监测满堂支架所设测点在预压、浇注混凝土等工况受力时的挠度变化情况，以便更好地设置上拱度，控制箱梁的变形；
2、严格执行《南京长江第三大桥施工技术条件》及《公路桥涵施工技术规范》，确保施工各项指标处于验标范围之内；
九、安全措施
一）拆除脚手架，周围应设围栏或警戒标志，并设专人看管，禁止入内。
二）拆除应按顺序由上而下，一步一清，不准上下同时作业；
三）拆除脚手架大横杆、剪刀撑，应先拆中间扣，再拆两头扣，由中间操作人往下顺杆子；
四）拆下的脚手杆、脚手板、钢管、扣件、钢丝绳等材料，应向下传递或用绳吊下，禁止往下投扔；
五）架子拆除前应划分作业范围，周围设围栏或竖立警戒标志，地面设有专人监护，拆除全过程必须明确一名专兼职安全员，佩带明显的标志，配合拆除过程中的提醒、警示工作，严禁非作业人员入内；
六）拆除模板应经施工技术人员同意。
操作时应按顺序分段进行，严禁猛撬、硬砸或大面积撬落和拉倒。
工完前，不得留下松动和悬挂的模板。
拆下的模板应及时运送到指定地点集中堆放，防止钉子扎脚；
七）拆除的高处作业人员，必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋；
八）拆除顺序应遵循自上而下，先搭后拆，后搭先拆的原则。
即先拆栏杆、脚手板、剪刀撑、斜撑，后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按一步一清的原则依次进行，要严禁上下同时进行拆除作业；
九）拆立杆时，应先抱住立杆再拆开最后两个扣，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆中间扣，然后托住中间，再解端头扣；
十）拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落；
十一）在大片架子拆除前应先将预留的马道、上下平台、通道小飞跳等，先行加固，以便拆除后能确保其完整、安全和稳定；
十二）拆除时如附近有外电线路，要采取隔离措施，严格架杆碰触电线；
十三）拆除下的材料，应用绳索拴住，利用滑轮徐徐下运，严禁抛掷，运至地面的材料应按指定地点，随拆随运，分类堆放，当天拆当天清，拆下的扣件或铁丝要集中分别回收处理；
十四）在拆除过程中，不得中途换人，如必须中途换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开；
十五）门式脚手架拆除时，应自上而下进行，部件拆除顺序与安装顺序相反，拆除的部件不准抛掷。
应将部件分品种捆绑后，使用垂直运输设备将其运至地面，集中堆放保管；
十六）碗扣式脚手架拆除方法与门式架相同，但由于斜撑对加强脚手架的整体刚度和承载能力关系极大，故斜撑应待上部脚手架落下时才能拆除。
十、效益分析
碗扣式满堂支架逐孔原位现浇大跨度预应力混凝土连续箱梁，不需要租用大型预制场地和存梁场，不需要大型运梁和吊梁设备，省去了相应工序，避免移动模架一次性投入巨大的弊端，减轻了施工单位的资金压力，能够有效的控制并保证工期，具有明显的社会效益和经济效益。
十一、工程实例
南京长江第三大桥上部结构26片预应力混凝土连续箱梁，其中右幅13孔中铁七局集团第三工程有限公司采用满堂支架施工保证了总工期，其施工周期可达到每孔平均15天，效率高，希望此种工法以后能够在工程实践中得到更多的应用。
（执笔张文格审核薛宁鸿）
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