孫雨楠，于德偉，孟維維

（武漢橋梁建筑工程監(jiān)理有限公司， 湖北 武漢 430034）

明州大橋引橋及過渡孔均為 C50 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。引橋為五聯(lián)連續(xù)梁，分上下游兩幅；跨徑布置為 2－(3×32.5)m+1－(33+44+33)m+2－(3×32.5)m，總長 500 m；主橋南北岸各布置一過渡孔，為跨度 50 m 的 C50 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁。引橋及南岸過渡孔橋?qū)?2×16.25 m；北岸過渡孔橋?qū)挼纳嫌畏鶠?18.367 m～16.25 m，下游幅為 16.551 m～16.25 m，均為單箱雙室斜腹板箱形截面，頂板和底板均設(shè) 2% 單向橫坡。箱梁縱向和端橫梁為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，橋面板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力錨固均采用群錨體系。

1 支架設(shè)計及驗算

引橋及過渡孔均采用就地支架法現(xiàn)澆。根據(jù)地質(zhì)情況和橋底高程，對高跨箱梁(高度超過 15 m 地段)采用貝雷桁架—大鋼管—條形基礎(chǔ)形式，低于 15 m 地段采用碗扣式滿堂腳手架形式。支架按最不利情況進行驗算，即滿堂支架按最高 15 m高度計算，貝雷支架按跨徑 6 m(過渡孔)驗算。

1.1 碗扣式鋼管支架

引橋橋面距地面高度最大為 15 m，采用碗扣式滿堂腳手架。碗扣支架為φ48×3.5 mm 規(guī)格鋼管。立桿的縱橋向跨距：跨中空心板和翼板下為 90 cm，橫梁下為 60 cm。立桿的橫橋向跨距：翼板和空心板下為 90 cm，腹板、橫梁下為 60 cm。立桿步距為 120 cm。

支架基礎(chǔ)的處理方式：清除地表 20 cm 腐植土、雜填土后，鋪筑 50 cm 厚塘渣墊層進行分層碾壓后，澆筑 10 cm 厚C15 混凝土，作為支架立桿基礎(chǔ)，并在四周設(shè)置 40 cm×30 cm排水邊溝。

地基的承載力驗算，按照最不利的情況，考慮箱梁混凝土重量、模板支架自重、施工荷載、地坪混凝土等 4 種荷載進行分析。其中施工荷載作為活荷載，其余為恒載。經(jīng)驗算，地基所承受的最大荷載為 61.3 kPa；符合 DB 33/1001—2003、 J10252—2003《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范——浙江省標(biāo)準(zhǔn)》的要求，滿足施工要求。

經(jīng)檢算，橫梁位置單根立柱的受力最大(為 20.98 kN)，壓應(yīng)力為 42.90 MPa；穩(wěn)定按兩端簡支計算有效長度，最大應(yīng)力 58.13 MPa，均小于容許應(yīng)力 205 MPa。

1.2 貝雷桁架式支架

南北兩岸過渡孔的橋面距地面高度 23 m 左右，采用貝雷桁架式支架，即墩梁式支架結(jié)構(gòu)。貝雷桁架式支架采用鋼管支柱+貝雷桁架的方法搭設(shè)。支柱采用φ426×6 mm 鋼管；中支柱支撐在 C20 混凝土條形基礎(chǔ)上，橋墩處支柱支承在承臺上。柱的橫向間距均為 250 cm，鋼樁之間用 14# 槽鋼做橫向及剪刀撐連接。

鋼支柱上布置雙榀 32# 工字鋼橫梁，在橫梁上底板處架設(shè)貝雷桁架梁。最大跨度為 600 cm，跨中空心和近支點空心處最大布置為 150 cm，腹板和端橫梁處布置為 80 cm。貝雷梁每隔 300 cm 用 10# 槽鋼做橫向連接和剪刀撐連接。橫梁上翼板處架設(shè) 22a# 工字鋼，并在其上支立φ48×3.5 mm 碗扣支架。22a# 工字鋼最大跨度 6.0 m，橫向間距 40 cm；支架立桿的縱橫向間距 0.9 m×0.9 m(斜腹板下支架立桿縱橫向間距 0.6 m×0.6 m)，橫桿步距為 1.2 m。最后在貝雷架和立桿上鋪設(shè)方木和底模。

為了確保安全，以最不利情況對支架強度和剛度進行驗算。恒載包括箱梁混凝土重量及模板、支架自重，活載為施工荷載。箱梁混凝土重量：腹板和端橫梁處取 70 kN/m2，跨中空心處取 13.25 kN/m2，近支點空心處取 20 kN/m2；模板支架自重為 2.9 kN/m2；施工荷載取 3.5 kN/m2。支架縱向計算簡化為跨徑 3×5 m+2×6 m+3×5 m 的連續(xù)梁；腹板與端橫梁處控制設(shè)計，線荷載 q=73.9 kN/m，則單片貝雷片最大負(fù)彎矩為 239.04 kN·m＜788.2 kN·m、最大正彎矩為 142.71 kN·m、最大剪力為 230.99 kN ＜245.2 kN、最大橈度 0.56 mm ＜15 mm=L/400。強度和剛度均滿足要求。

翼板處φ48×3.5 mm 碗扣的縱向、橫向間距為 0.9 m ×0.9 m，立桿步距為 1.2 m，均布荷載 q=14.38 kN/m2，鋼管截面積 A=489 mm2，回轉(zhuǎn)半徑 i=15.78 mm，長細(xì)比 λ=76；則：每根立桿受力 11.65 kN，鋼管穩(wěn)定強度 32.28 MPa＜[σ0]=205 MPa。滿足要求。

翼板處 22a# 工字鋼最大跨度 6.0 m，橫向間距 40 cm，線荷載取 q=6.048 kN/m，工字鋼截面積 A=4.21×103 mm2，慣性矩 I=3.406×107 mm4，截面抵抗矩 W=3.096×105 mm3，半面積矩 S=1.777×105 mm3，腹板厚度 d=7.5 mm，彈性模量E=2.15×105 MPa，則：彎曲強度 ；剪切強度 ；跨中撓度 。

貝雷片傳遞到橫橋向雙榀 32a# 工字鋼的作用力以整體箱梁進行分析，以驗算柱頂橫橋向分配梁強度、剛度。經(jīng)計算，底板處貝雷片承受的最大支座反力為 2 962.09 kN，傳遞到雙榀 32a# 工字鋼處最大線荷載為 283.18 kN/m；在底板支座反力最大斷面處，翼板下貝雷片承受的支座反力為 18.144 kN，傳遞到 32a# 工字鋼處線荷載為 45.36 kN；則：雙榀 32a# 工字鋼最大彎距為 222.73 kN·m，最大剪力為437.19 kN，單根 32a# 工字鋼最大彎距 Mmax=111.37 kN·m，最大剪力 Qmax=218.60 kN。

32a# 工字鋼截面積 A=6.712×103 mm2，慣性矩I=1.108×108 mm4，截面抵抗矩 W=6.925×105mm3，半面積矩 S=4.005×105mm3，腹板厚度 d=9.5 mm，彈性模量E=2.15×105 MPa。則：彎曲強度 σw= Mmax/W =160.82 MPa＜[σ0]=215 MPa；剪切強度 ζ=QmaxS/(Id)=83.17 MPa＜[ζ0]=125 MPa；跨中最大撓度 f=2.099 mm＜L/400=7.5 mm。強度和剛度滿足要求。

支墩處φ426×6 mm 鋼管截面積 A=7 916.8 mm2，立桿計算長度 L=6 000 mm，回轉(zhuǎn)半徑 i=148.51 mm，則：抗壓強度 σ=109.4 MPa＜[σ]=205 MPa；穩(wěn)定強度 σ=121.56 MPa＜[σ]=205 MPa。滿足要求。

條形基礎(chǔ)承載力 82.29 KN/m2，滿足處理后的地基承載力要求，構(gòu)造配筋即可。

經(jīng)過復(fù)核，施工單位的支架設(shè)計和計算基本正確，結(jié)構(gòu)安全措施基本到位；并對關(guān)鍵部位進行了復(fù)核計算，可以實施。

2 支架安裝過程的監(jiān)理控制

2.1 地基處理

根據(jù)工程地質(zhì)報告對現(xiàn)場開挖情況進行檢查，要求承包單位對原地面雜填土進行徹底清除并露出粉質(zhì)黏土層，且在工程范圍的四周設(shè)置排水溝。晴天晾曬后，用壓路機進行碾壓，然后回填塘渣 50 cm，并采用重型振動壓路機進行分層碾壓。壓實度達(dá)到 85% 以上方符合要求。溝渠和暗浜地段，先抽水清淤，將邊坡挖成臺階狀，再拋填塊石并用重型壓路機進行碾壓。要求承包單位先處理溝渠和暗浜地段，再處理一般地段。

地基處理完成并符合要求后，澆筑支架基礎(chǔ)混凝土。除了要求振搗密實表面平整外，重點檢查混凝土澆筑過程中地基有無明顯塌陷等異常情況，避免地基出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象，做好事前控制。

2.2 材料質(zhì)量控制

對進場的碗扣式支架、鋼管、碗扣和配件等外觀質(zhì)量及出廠證明進行檢查，不容許非標(biāo)材料、改制材料及接長鋼管用于本工程。要求鋼管壁厚誤差在允許范圍內(nèi)，無裂紋、凹陷和銹蝕；鑄造件表面光整，無砂眼、縮孔、裂紋和澆冒口殘余等缺陷，且表面粘砂應(yīng)清除干凈；立桿上的上碗扣能上下串動和靈活轉(zhuǎn)動，無卡滯現(xiàn)象；桿件最上端有防止上碗扣脫落的措施；沖壓件無毛刺、裂紋和氧化皮等缺陷；焊縫應(yīng)飽滿，焊藥應(yīng)清除干凈，無未焊透、夾砂、咬肉、裂紋等缺陷；可調(diào)底座及可調(diào)托撐絲桿與螺母的緊合長度不得少于 4扣，插入立桿內(nèi)的長度不得小于 150 mm；構(gòu)配件防銹漆涂層均勻、牢固。材料要求按安裝順序堆放整齊，并做到下墊上蓋，防止構(gòu)件銹蝕。

2.3 支架搭設(shè)過程的安全控制

在支架搭設(shè)過程中，重點檢查支架鋼管的水平度和垂直度是否符合規(guī)定要求；墊板和底座的安放位置準(zhǔn)確，立桿的平面位置上下對齊；支架頂部的可調(diào)托座和底部的可調(diào)底座安放牢靠；調(diào)節(jié)螺桿伸出長度不超過 200 mm；碗扣緊密，焊縫飽滿，長度和焊縫高度符合設(shè)計要求。

為了保證支架的穩(wěn)定性，整個支架的外側(cè)周邊和內(nèi)部支架同步設(shè)置剪刀撐十分關(guān)鍵，每隔 2 列必須設(shè)置 1 道。剪刀撐采用φ48×3.5 鋼管與支架立桿進行扣件式連接，作剛性側(cè)向約束。斜桿采用搭接接長，且搭接長度不宜小于 600 mm，搭接處應(yīng)采用兩個扣件扣緊。這也是監(jiān)理重點檢查的內(nèi)容。

支架的搭設(shè)應(yīng)采用逐排和逐層搭設(shè)的方法，剪刀撐和水平縱橫加固桿均應(yīng)緊隨支架的安裝及時設(shè)置，做到隨搭隨設(shè)。

在支架施工的同時，應(yīng)采用 4 層不干膠帶圈繞緊密可調(diào)頂托，以防止砂漿和水泥漿等污物填塞螺紋；還應(yīng)避免裝卸物料對模板和支撐架產(chǎn)生偏心、振動和沖擊。交叉拉桿、水平加固桿和剪刀撐安裝完畢后，不得隨意拆卸。

2.4 支架預(yù)壓

為了保證支架變形符合要求，支架拼裝完成后，應(yīng)預(yù)壓3 d 以消除支架塑性變形。正式預(yù)壓前，先選取試驗段進行預(yù)壓，以獲取經(jīng)驗數(shù)值，為后續(xù)支架模板的拋高設(shè)置提供依據(jù)。

預(yù)壓荷載按 1.2 倍箱梁恒載計算。預(yù)壓前，根據(jù)箱梁的腹板、橫梁及中部、翼板的重量和砂的容重，分別計算出梁體中部和翼板上的加載高度。待箱梁底模骨架安裝完成后，按照計算結(jié)果逐級加載。

預(yù)壓荷載分三級加載。加載前，根據(jù)容積法每級加載的高度標(biāo)示于模板上。第一次加載為預(yù)壓荷載的 50%；第二次加載至預(yù)壓荷載的 80%；第三次加載至預(yù)壓荷載的 100%。每級加載完成，立即開始沉降變形觀測；待觀測結(jié)果表明支架穩(wěn)定后，方可進行下級加載。

觀測點位的布置為橫向，每個截面布 3 個典型特征點。沿縱橋向 1/4 跨、1/2 跨、3/4 跨及兩頭墩邊底模的左、中、右分別設(shè)置觀測點。觀測點分別布置在相應(yīng)支架立桿與底模相接處及立桿落地處的混凝土頂面上，即每孔布置 15 個測點。立桿頂?shù)挠^測點采用倒尺法觀測，固定專人按四等水準(zhǔn)測量要求認(rèn)真觀測，及時準(zhǔn)確地記錄分析。

在每級荷載加載完成后，在早上 7：30、中午 11：00和晚上 17：00 各觀測一遍觀測點。當(dāng)每隔 24 h 的沉降不超過 5 mm 且連續(xù)出現(xiàn)兩次時，則認(rèn)為該級荷載作用下支架變形穩(wěn)定，可進行下一級加載，直至最大荷載。在最大荷載作用下，每隔 2 h 觀測一遍觀測點。當(dāng)每隔 4 h 的沉降不超過3 mm 且連續(xù)出現(xiàn)兩次時，則認(rèn)為支架在全載作用下變形穩(wěn)定、支架基礎(chǔ)牢固，即可進行卸載。卸載采用分級卸載，每次卸載重量與加載相同。

將在分級加載作用下測得的變形值和卸載穩(wěn)定后測得的變形值進行比較，綜合分析得出立模標(biāo)高的調(diào)整值，并按此值最后一次對模板進行精調(diào)。精調(diào)完成后，方同意進入下一道工序。

最大變形如不滿足要求，則對支架承重橫梁進行加固(如加密)；確定支架承載力可靠后方可施工。殘余變形如不滿足要求，則對支架地基予以加固，如擴大立桿與地基的接觸面積等，根據(jù)殘余變形量調(diào)整底模的標(biāo)高。

監(jiān)理還應(yīng)檢查每次的觀測記錄，包括加載量級、變形值、測量的日期與時間、大氣溫度、天氣情況等數(shù)據(jù)，尤其是支架預(yù)壓加載時支架的變形情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)支架有異常時，必須立即停止加載并采取相應(yīng)措施。

在混凝土澆筑過程中，必須觀測和檢查支架的變形情況。當(dāng)局部出現(xiàn)異常時，應(yīng)立即暫?；炷恋臐仓⒉扇〈胧χЪ苓M行加固，防止因局部失穩(wěn)導(dǎo)致支架垮塌。

2.5 支架拆除

在全聯(lián)預(yù)應(yīng)力張拉完畢并注漿養(yǎng)護 3 d 后，方可同意拆除支架。為了便于橋梁的合理受力，支架的拆除應(yīng)按結(jié)構(gòu)受力特征分步驟進行。先拆除支撐在翼板上的支架，保證全梁翼板處于無支撐狀態(tài)；然后再分兩部分，先后松動腹板的螺桿和底板的螺桿。此步驟均應(yīng)從跨中向兩邊松動。

拆除前全面檢查支架的連接及支撐體系等是否符合構(gòu)造要求。支架拆除時，嚴(yán)禁動載和其他荷載上橋，嚴(yán)禁有任何沖擊力對橋面的作用；在跨中 1/4 L、1/2 L 處設(shè)置觀測點進行裂紋觀測，觀測其下沉情況及梁體裂紋情況。

2.6 其他安全控制

在加強支架等結(jié)構(gòu)安全控制的同時，要求并檢查承包單位對施工人員進行安全教育及配備安全防護措施的落實情況。在對 p5～p6 聯(lián)下游支架作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)貝雷梁橫向連接未按設(shè)計要求布置。監(jiān)理及時要求承包單位進行整改，直到符合要求后，方同意澆筑箱梁混凝土。

3 結(jié) 語

通過施工前對支架設(shè)計和施工方案的認(rèn)真審查和施工過程中對質(zhì)量的控制，有效地保證了本工程的結(jié)構(gòu)安全。從工程開始到結(jié)束未發(fā)生一起結(jié)構(gòu)安全事故，為明州大橋創(chuàng)優(yōu)打下了很好的基礎(chǔ)。