高速铁路满堂支架法现浇简支箱梁施工

浅谈高速铁路满堂支架法现浇简支箱梁施工

摘要：较为详细地介绍了罗而庄特大桥简支箱梁满堂支架施工的程序、方法及控制要点 关键词：罗而庄特大桥 简支箱梁 满堂支架 施工

1前言

随着高速铁路的迅速民展，促进了桥梁现浇简支梁施工技术的快速发展。满堂支架施工是梁体现浇施工中较为成熟的一种工艺，其主要特点为成本低、施工快捷。在新建京沪高速铁路工程罗而庄特大桥现浇简支梁施工中发挥了积极作用，同时使现场技术人员从中掌握了施工技术，加快了施工进度，确保了施工质量。

2工程概况

罗而庄特大桥全长3783.64m，起讫里程为：DIK428+727.18~DIK432+510.82，本段共计85孔32m和1孔28m预应力混凝土简支箱梁；现浇简支梁全部为单箱单室结构，箱梁高3.115m，顶板宽12m，底板宽5.5m，两侧翼缘长各为2.65m，设计混凝土强度为C50，支座采用盆式橡胶支座。

罗而庄特大桥施工组织时，现浇简支梁主要采用四台上承式移动模架施工，因工期压缩后，模架施工无法满足节点工期要求，故采用满堂支架施工从而满足总体工期要求。

3工程施工

3.1施工准备

3.1.1进入现场的碗扣架构配件应具备证明资料

(1)主要构配件应有产品标识及产品质量合格证。

(2)供应商应配套提供管材、零件、铸件、冲压件等材质、产品性能检验报告。

3.1.2构配件进场质量检查的重点

(1)碗扣架用钢管规格为 φ48×3.5mm，钢管壁厚不得小于 3.5 -0.025mm。

(2)立杆连接外套管壁厚不得小于 3.5-0.025mm，内径不大于 50 mm， 外套管长度不 得小于 160mm，外伸长度不小于 110mm。

(3) 杆件的焊接应在专用工装上进行，各焊接部位应牢固可靠，焊缝高度不小于3.5mm。

(4)立杆上的上碗扣应能上下串动和灵活转动，不得有卡滞现象； (5)杆件最上端应有防止上碗扣脱落的措施。

(6)立杆与立杆连接的连接孔处应能插入φ12mm 连接销。

(7)在碗扣节点上同时安装 1—4 个横杆，上碗扣均应能锁紧。

3.1.3脚手架的布置形式

脚手架的布置形式必须经有资质的单位进行检算，出具相关的检算书。脚手架搭设前工程技术负责人应按脚手架施工设计或专项方案的要求对搭设和使用人员进行技术交底。

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3.1.4 脚手架的堆放

构配件应按品种、规格分类放置在堆料区内或码放在专用架上，清点好数量备用。 脚手架堆放场地排水应畅通，不得有积水。

3.1.5满堂支架施工工艺

箱梁满堂支架施工工艺流程图

地基处理 支架搭设 安装模板、预压 调整模板尺寸及标高 钢筋加工成型 混凝土配合比设计 砼生产及运输 张拉设备标定 水泥浆试块制作 混凝土浇筑及养生 预应力张拉（卸落支架） 压浆 模板拆除 梁端封锚施工 制作混凝土试件 浆液配合比试验 拌制浆液 绑扎钢筋及预应力束安装 模板加工及制作 施工测量复核 锚具夹片等试验 3.2地基处理

满堂支架地基一般采用三七灰土或砂砾料分层回填处理，保证承载力达到设计要求，用动力触探仪进行检测。具体为对桥梁投影下的场地（每侧加宽1.0m）开挖60cm，并对基坑底部进行夯实。当桥间有淤泥或泥浆池时，应浆泥浆全部挖出，用好土（新黄土）换填三七灰土基础底面，并分层夯实，夯实厚度不大于30cm。三七灰土基础分层回填，分层厚度为15cm，采用振动碾压实。基础回填完成后，采用轻型动力触探进行地基承载力试验，满足要求后，灰土基础表面浇筑10cm厚C10混凝土硬化层，在地基高低差较大时，可利用立杆0.6m节点位差调节。场地处理后，在场地周围设置30cm×30cm排水沟，用M7.5砂浆抹面，防止地表水浸入。

3.3支架搭设

3.3.1 准备工作

支架搭设前，首先用墨线在硬化后的地面上弹出支架的设计位置，然后按要求放置下垫木底座、搭设立杆、横杆。立杆下方安装可调底座，底座下横桥方向设置15×15cm支撑垫木，垫木下应铺垫3cm的河砂进行找平，使垫木保持平稳。立杆顶部设可调托撑，以便对支架高程进行微调。

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3.3.2 支架布置形式

立杆：立杆纵向布置为：3×0.6m +1×0.3m +3×0.6m+ 49×0.6m +3×0.6m+1×0.3m+5×0.6m，横向布置为：2×0.9m+5×0.6m+4×0.9m+5×0.6m+2×0.9m。立杆接长除顶层顶步可采用搭接外,其余各层、各步接头必须采用对接扣件连接。支架布置形式见图1

300018002000*41900100018003000

3.3.3脚手架搭设过程中控制要点

（1）底座应准确地放置在定位线上，底座的轴心线应与地面垂直。 （2）首层立杆接头应交错设置，相邻套筒不得在同一步距内。 （3）脚手架搭设应按立杆、横杆、斜杆、连墙件的顺序逐层搭设，每次上升高度不大于3m。底层水平框架的纵向直线度应≤L/200；横杆间水平度应≤L/400。

（4）脚手架的搭设应分阶段进行，第一阶段的撂底高度一般为 6 m，搭设后必须经检查验收后方可正式投入使用。

（5） 脚手架全高的垂直度应小于L/500；最大允许偏差应小于100mm。 （6）连墙件必须随架子高度上升及时在规定位置处设置， 严禁任意拆除。

（7）可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于 4-5 扣，插入立杆内的长度不 得小于 150mm。

（8）顶层自由端长度不得大于60cm，如超过60cm，顶托下第一个碗口必须设置纵横钢管扣接，减少自由挠度。现场测量。

（9）底座、顶撑与螺母捏和长度不得少于4-5 扣，插入立杆内的长度不得小于150mm；底托、顶撑裸露丝扣不得超过30cm。

（10）剪刀撑搭设：满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆应设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置；支架两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑；剪刀撑底部与扫地杆扣接,顶部与顶横杆扣接，中间与立杆扣接，剪刀撑应支撑于地基上；剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件至杆端距离不应小于100mm。

剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。

3.4支架预压

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3.4.1 预压材料及顺序

支架搭设完成后，按照设计位置铺上底模，翼缘板下部位置纵向铺12#槽钢作为分配梁。采用预制混凝土和沙袋作为压重物，预压块尺寸分为1.0×1.0×0.60m，单块重1.46T，每个沙袋重约1.2T。压载总重为1.3倍梁重加模板重量，约为1200T。

预压加载分四次进行，依次为30%→70%→100%→130%，加载次序为从梁两端向中间合拢。

预压荷载的布置见图2：预压荷载分布图

加载30%加载60%加载100%加载130%图2 预压荷载分布图

3.4.2 观测点布置及沉降观测

（1）观测点布置

地基基础沉降量观测点共布置35个点，用水准仪进行观测：在跨距内布设五排观测点，每排设观测为7个，按照立杆布置均布设置，观测点设置在每根钢管立柱底托上，每排立柱设五个，共计35个观测点。

支架上部梁底变形观测点共布置35个点，用水准仪进行观测：观测点设置与立杆基础观测点同，在支架上布设5排，共布设35个点。

（2）变形观测

观测采用高精度水准测量仪和毫米塔尺进行观测沉降。为减小人为观测误差，应定人、定仪器观测，观测时间选择在早晨或傍晚，避免在强光、高温时进行。

加载前测量地基和支架原始标高，每级加载完成静载3小时后分别测设支架和地基的沉降量和支架变形量，做好记录。满载后6h测一次，满载后12h测一次，满载后24h测一次，满载后36h测一次，直到沉降稳定为止。连续三天沉降不超过2mm，可认为地基及支架已基本沉降到位。

卸载的按加载的相反顺序进行，每级卸载后均静载1小时后分别测设支架和地基的恢复量，做好记录。当卸载完成后，静置24小时后，每4小时观测一次，连续四次变形观测的累积变形不大于2mm时即可认为稳定。

预压时应注意测量支架的沉降量，并观测其沉降变化是否稳定。待沉降停止后，根据观测的数据计算出底模应设置的预拱度值调整底模。

（3）数据整理

为准确设置施工预拱度，指导今后其余各跨支架预拱度的设置，根据预压卸载前后的实际测量的高程变化，确定支架的弹性变形和非弹性变形值。

a、荷载作用变形量计算

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加载前的初始读数-满载稳定后的终读数=总变形量

加载前的初始读数-空载稳定后的终读数=非弹性变形量 总变形量-非弹性变形量=弹性变形量 b、数据处理

以变形量为纵轴Y，以观测间隔时间为横轴T，绘制不同点的变形速率图。以梁水平纵向为X轴，以不同点的弹性变形量为Y轴，连接各点绘制出梁的纵向弹性变形曲线。

3.4.3 预拱度设置

考虑到在支架上浇筑混凝土、施工及拆架后，上部结构要发生一定的下沉，产生一定的挠度，施工时采取预留预拱度控制，预拱度主要考虑以下因素：

a.拆架后上部结构及荷载作用产生的竖向挠度δ1。 b.支架在荷载作用下的弹性压缩δ2。(通过预压测量) c.支架在荷载作用下的非弹性压缩δ3。(通过预压消除)

d.支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷δ4。(通过预压消除) e.混凝土收缩及温度变化引起的δ5。

预拱度根据上述计算之和确定最大值，设于跨中，其它各点按二次抛物线公式y=f挠×(L-x)/L2计算分配确定。

3.5模板施工

3.5.1模板的安装

模板的安装要结合钢筋及预应力管道的埋设依次进行。 （1）模板铺设：先铺底模，按预拱值设置模板拱度。 （2）拼装外侧模时，控制好模板角度与标高，底模与侧模的连接螺栓要上足且拧紧。 （3）内模安装：待底板和腹板钢筋绑扎完成后，方可安装内模。

（4）端模安装：将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后，进行端模安装就位。

端模安装要做到位置准确，连接紧密，侧模与底模接缝密贴且不漏浆。

3.6支座安装

（1）支座安装前，应根据测量队测设的控制点用墨斗在垫石上弹出支座轮廓线和制

作螺栓中心线。

（2）桥位制梁时先将支座安设在垫石上，然后在支座周围拼装底模，进行灌浆料浇

灌。安装时所需设备：起重机、千斤顶。

3.7钢筋制安

钢筋全部采用在钢筋加工厂，运至现场绑扎，绑扎顺序为先底板，再腹板，最后顶

板。当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时，可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。

在钢筋绑扎的同时，分层安装预应力波纹管，波纹管随钢筋绑扎高度从底部向上依

次安放，为了保证其位置准确，每隔50cm设一道的光圆钢筋制作的井字架进行定位。梁端波纹管口处增设螺旋钢筋加强。

3.8波纹管铺设与锚垫板安装

3.8.1波纹管铺设

1）波纹管的铺设要严格按照设计图纸给定位置控制。 2）波纹管与普通钢筋有矛盾时，可适当挪移普通钢筋。

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4）施工中要对波纹管要重点保护。

5）波纹管在波峰的高处留设排气孔，在进行固定端P锚安装时，注意排气孔的留设。

3.8.2锚垫板安装

（1）锚垫板要牢固地安装在钢筋网片上，锚垫板定位螺栓要拧紧，锚垫板要与孔道

严格对中并与孔道端部垂直。

（2）锚垫板上的注浆孔要采取封堵措施，可用同直径丝封堵，在锚垫板与模板之间

加一层橡胶垫，严防混凝土浇注时混凝土浆漏入孔道或将注浆孔堵死，避免给下道工序留下隐患。

3.8.3钢铰线下料、编束

（1）钢绞线束下料长度＝工作长度＋1640mm，工作长度为两端锚具之间的预应力筋

长度。

(2）钢铰线下料宜采用砂轮锯切割，不得采用电焊切割，在切口的两侧5cm处，预

先用绑丝扎牢，防止泥土污染钢铰线。

3.8.4穿 束

浇筑混凝土前对在波纹管内穿φ70的塑料管作为衬管，在浇筑混凝土时对衬管进行

抽动防止漏浆堵塞波纹管，待混凝土凝固后将衬管抽出然后进行穿钢绞线,用人工进行穿钢绞线。

3.9预埋件

3.9.1排水、通风孔

在绑扎钢筋时，按设计图纸对排水孔、通风孔位置埋设PVC管，管的两端用胶带进行封堵。通风口处增设螺旋钢筋。

3.9.2接触网支柱基础

根据设计给出的接触网支柱位置，在绑扎梁体钢筋时，预埋连接螺栓及钢板。

3.9.3预埋钢筋

根据图纸设计位置，在绑扎梁体的同时绑扎电缆槽、防撞墙、声屏障等钢筋。

3.9.4剪力齿槽及侧向挡块

根据图纸设计位置，在绑扎梁体的同时，对预埋件位置及高程进行确定并进行埋设。

3.10混凝土施工

3.10.1混凝土的拌制和运输

拌合站集中供应混凝土。采用搅拌车运输，混凝土输送泵泵送入仓。单片梁混凝土

浇筑宜在6小时内完成。

3.10.2混凝土的浇注

底、腹板混凝土的浇筑过程见图3。首先，从腹板下混凝土依次浇筑①②③④区域，

这一区域的高度不得超过1.2m，振捣主要是侧振，使混凝土向底板流动；接着，打开内模顶板上梅花形布置的天窗，通过天窗筑区域⑤内的混凝土；浇筑完后，关闭天窗；然后再分层浇筑腹板区域⑥及其以上区域，每层厚度以不超过30cm为宜，自⑥及其以上区域，每层厚度以不起过30cm为宜，自⑥及其以上区域振捣主要采用高频振捣棒。

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软管876432151264387图3 支架现浇梁混凝土简支箱梁浇筑顺序

3.10.3梁体六面坡的控制

梁体六面坡在使用混凝土提浆整平机进行收面后，人工进行二次收面抺平。

3.10.4混凝土养护

混凝土浇注完毕，应在收浆后尽快采用土工布覆盖和洒水养护，覆盖时不得损伤或

污染混凝土的表面。养护工作须有专人负责。

3.11预应力张拉

3.11.1基本要求

当梁体混凝土强度达到设计强度的80%且弹性模量达到设计要求，龄期满足3天后，

可进行初张拉。在梁体混凝土强度达到设计强度的100%且弹性模量达100%时，混凝土龄期满足10d方能进行终张拉。张拉时的强度以现场同条件养护混凝土试块的试压报告为准。

预应力张拉前要对设备进行标定，标定工作有实验室完成。应力与油表对数换算：

应力值=设计应力/油压设备活塞截面积×校正系数锚具、千斤顶安装顺序：完成张拉机具的检验工作安装工作锚板 安装工作锚夹具安装限位板安装千斤顶安装工具锚安装工具锚夹片。

3.11.2预应力张拉

预应力张拉应按设计要求进行施工。在进行第一孔梁张拉时需要对管道摩阻损失、

锚圈摩阻损失进行测量。根据测量结果对张拉控制应力作适当调整，确保有效应力值。

3.11.3压浆

终张拉后,采用一次压浆工艺。压浆前,应设置好梁的压浆螺栓和密封件。密封件为:

两端带有连接管的旋塞阀,一端连接压浆管,另一端通过扣在紧贴于锚圈U型胶圈上的扣碗与锚塞预留压浆孔相接。当梁一端压浆另一端冒出浓浆后,封闭另一端出浆口并保压0.6Mpa至2分钟。压浆顺序自下而上逐孔进行,一片梁应连续压完。压浆选择在预应力筋终张拉完成后48小时内压浆完成。

3.11.4封端

封端混凝土采用无收缩C50混凝土。封端前应对锚具、锚垫板表面及外露钢绞线用

聚氨酯防水涂料进行防水处理。

封端混凝土要加强捣固，要求混凝土密实，无蜂窝麻面，与梁端平齐，封端混凝土

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各处与梁体的错台不超过2mm。

加强养护，充分保持混凝土湿润，防止封端混凝土与梁体之间产生裂纹。养护结束后，采用聚氨酯防水涂料对接缝处进行防水处理。

3.12施工进度及控制

满堂支架施工工效主要影响因素包括地基处理、支架预压、侧模的拆装移位, 地基

处理主要受天气的影响比较大，在地基处理过程中遇到降雨是一重要因响因素，地基处理、支架预压应尽早完成。

在已处理完的地基上应尽早搭设支架，完成预压，不影响制梁的连续进行。支架的

预压过程是影响工效的一重要因素，预压需要5～7天时间，所以最好是在本跨支架卸载的同时对下一跨进行加裁。预压材料宜选用预制混凝土块，因其利用率高，易于堆放，不会因雨水而改变其重量。

在支架搭设及预压不占用直线工期的情况下，单片梁的施工循环工期控制在12天以

内，其主要关键工序施工进度进度控制时间为：底模和侧模安装1天，底腹板钢筋安装1.5天，内模安装1.5天，顶板钢筋安装1天，预埋件安装0.5天，验收与浇筑准备0.5天，混凝土浇筑0.5天，混凝土养生3天，预应力张拉1天，模板拆除1.5天。

3.13施工基本注意事项

(1)地基处理应尽早进行，单跨处理应避开雨天施工，原地面清表以后基底承载力达

到要求（180Kpa）时，不必要换填60cm。

(2)预压材料的选择，混凝土块较土（砂）袋具有利用率高，易于堆放，不会因雨水

而改变其重量的特点。

(3)支架预压过程中应及时进行支架的沉降变形观测，用测量数据来控制预压的进

程，必须保证支架预压的安全。

4 结语

WDJ碗扣式多功能钢管脚手架具有设备造价相对较低、操作方便灵活、适应性强、占用施工场地少、节约制架设备投资等特点，对于保证质量、提高工效都是十分有利。

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