我国在中小跨径桥梁建设中，预制安装施工和满堂支架施工是主流的施工方法，其中前者在规模效益、质量控制方面有优势，后者在上部主梁数目不大、或桥址附近无合适梁场选址、梁形变化较多、又或工期紧张时成为优先选择。桥梁的满堂支架形式主要是盘扣钢管支架，由于立杆采用Q345高强度等级材质，以及较粗直径（60mm）增大受压截面积，带来比碗扣支架更高的承载力。但是，支架具有较高承载力后，单根立杆力更大，对稳定性和地基强度提出了更高的要求，前者可以通过选择合适的支架步距、设置扫地杆及顶层加密杆、以及控制适宜的顶托伸出长度来保证，后者则需要对盘扣支架的应用范围谨慎对待，或者在地质不良区域先行进行地质处理，提高地基承载力。本文以滨海城市福州的福州站至长乐机场城际铁路（滨海快线）为工程背景，探讨此类典型的软土地基上应用盘扣支架的各个相关问题，详尽论述本支架项目背景、支架设计与预压、地基处理和核算等，供业界类似工程参考。
1. 工程概况
福州滨海快线是福州火车站至长乐机场的一条城际铁路工程，本项目部为站前II标段3工区，施工范围为祥谦站(不含)～首占站(含)～滨海西站(不含)(高架段)。其中祥谦东高架346m、首占西高架1979.6m、首莲区间(高架区间一)1243.5m、首莲高架二2218m、桥梁梁片共计215片，全部为支架现浇，墩高范围在3~18m。
1.1 地质状况
根据设计地质勘察钻探揭露地层资料，拟建场地地层属第四系全新统长乐组(Q4)、上更新统龙海组(Q3)、上更新统东山组(Q3)、更新统坡残积层(Q)及晚侏罗系南园组(J3n)。典型地质断面如图1.1所示，地表层为杂填土或耕植土，地层代号1-2及1-3；下面大部分区域分布有淤泥地层（2-4-1）、淤泥层上或下存粉质黏土（3-1-1），再下为强风化凝灰岩（7-4）及中风化凝灰岩（8-2），不良地质主要是下部的淤泥层。
图1.1 典型地质断面图
沿线地下水可分为上层滞水、松散层空隙潜水、松散层空隙承压水、基岩空隙-裂隙水。沿线地表水、地下水对混凝土结构有微腐蚀性。
1.2 主梁构造
本工区现浇梁主要为单线、双线预应力混凝土简支梁、双线预应力混凝土连续梁、及道岔梁共四种。
双线预应力混凝土简支箱梁标准跨径为24.7m、26m、27.1m、32.7m四种，典型的32.7m双线简支箱梁构造如图1.2所示。
图1.2 双线32.7m简支箱梁标准横断面图
双线简支箱梁在两梁端段各设1.5m加厚段，箱梁断面设1.0x0.6(宽x高)m过人洞，并设4m的腹板、底板厚度变化段，腹板由50cm变化为标准断面的35cm，底板由35cm变化为标准断面的30cm。
图1-2 32.7m单线简支梁标准横断面图
单线箱梁有22m、24.7m、26m、32.7m四种，简支箱梁顶宽6.4m，底板宽3.4m，梁高2m。典型的32.7m单线简支箱梁标准断面如图1.2所示。单线纵断面设计和双线类似，设置相同长度的加厚段、相同尺寸的人洞以及腹板和底板变化区段。
双线预应力混凝土连续箱梁如跨径组成为（35.2+41+40.7）m本联主梁顶宽11.4m，底板宽5.2m，梁高2.3m。箱梁标准横断面如图1.3所示。纵断面仍保持相同的人洞，加厚段及尺寸变化区段设计。
图1.3 典型双线连续梁横断面布置图
典型道岔梁如首莲区间SL4#~SL10#的（2x30+2x35+2x32）m道岔连续箱梁梁高采用2.3m，为斜腹板单箱四室，主梁顶宽2x13.695m~2x8.204m，典型跨中断面如图1.4示。
图1.4 典型道岔连续梁横断面布置图
中墩纵向2m区域及边墩纵向1.5m局部区域设实体段，中墩实体段每个箱室留100x100cm过人洞，边墩顶实体段不设人洞，变宽度的平面布置图如图1.5所示。
图1.5 典型道岔连续梁平面布置图（部分）
2. 支架设计与搭设
2.1 支架设计
盘扣式满堂支架立杆采用Q345A低碳合金结构钢φ60*3.2mm钢管、竖向斜杆采用同材质φ42.5*2.5mm钢管、水平斜杆采用Q235B结构钢φ48*2.5mm钢管、可调拖座及可调底座采用Q235Bφ48*6.5*500mm钢板。高强度钢材带来高承载力，且采用热镀锌防腐工艺提高耐久性能。
盘扣支架底板模板采用15mm厚竹胶板，空箱室区域按30cm间距，腹板下按15cm横向间距铺设10cm*10cm纵向方木；方木下横向设置I12工字钢作为分配梁，横向分配梁置于盘扣立杆顶托上；盘扣立杆横向间距为腹板下60cm，其他区域横距120cm，纵距120cm（梁端2.4m区域纵距60cm，梁段实心段2m），布置如图1.6。
图1.6 盘扣支架布置横断面图
道岔梁及连续梁的主梁高度比简支梁仅高30cm，盘扣支架采用相同布置。
2.2地基处理
本段盘扣支架在无下卧淤泥层时，采用粉质黏土层（根植土覆层需去除）上浇筑20cm后C20混凝土硬化层作为支架基础；当有较厚下卧淤泥层时，采用换填上层3m淤泥为砂砾碎石，再在地面表层0.5m铺筑层上施工C20硬化层。并采用基础提前2个月换填后静置，让基础提前部分固结。
换填及表层硬化横向宽度保证超出梁片边缘1m，处理后地基承载力保证不小于80kpa，并在硬化基础两侧设置30cm*30cm排水沟。支架基础纵向分段浇筑，防止基础面沉降不均开裂，分段长度为不大于8m。
2.3 搭设工艺
支架搭设前需在硬化基础面上放样出立杆位置，根据计算好的模数及调节范围，备好各种杆件材料，搭设中注意如下几点：
⑴ 盘扣支架高度大于8m时，竖向斜杆满布设置。支架水平面内设置扣件钢管水平剪刀撑代替水平斜杆时，在架体顶层处连续设置一层水平剪刀撑，然后竖向高度每隔不大于5m设置水平剪刀撑（取3个步距4.5m），接长采用搭接或对接，搭接长度不小于1m，并用2个旋转扣件固定；
⑵ 盘扣支架高度小于8m时，支架架体四周外立面的第一跨每层均应设置竖向斜杆，架体整体底层及顶层设置竖向斜杆，并在架体内部区域每隔1个横距或纵距由底至顶纵横向均设置竖向斜杆；
⑶ 满堂支架与桥墩四周采用扣件钢管抱箍连接，分上中下各设置一层，钢管与满堂支架连接采用十字扣扣件连接；
⑷ 支架顶层两步距比标准步距应缩小一个盘扣间距，即为1.0m。
⑸立杆底部设置可调底座，底座调节丝杆外露长度不大于30cm，顶部设置可调托座，顶层立杆悬臂长度不超过55cm，丝杆外露长度不超过40cm，搭设后立面如图1.7所示。
图1.6 盘扣支架搭设后立面图
3. 支架预压
支架预压目的是消除支架非弹性变形，同时取得其弹性变形具体数值，作为设立支架预拱重要参考。考虑本工程线路较长，预压材料可重复性，采用混凝土预制块预压。
3.1 最大预压荷载值
预压时，支架承受荷载主要为混凝土预压块重量及模板支架重量。最大预压荷载按箱梁自重及模板重量的120%计，如双线32.7m简支梁预压的荷载总重计算如下：
预压荷载=梁体重量（260.4，重677.0t）+模板重量（74.6t））*1.2=901.9t；
3.2 预压荷载分布及施加
依据支架上方梁段混凝土重量分布情况，在搭好的支架上堆放荷载1.2倍的混凝土预压块。预压时间视支架沉降规律确定，控制支架日沉降量不大于2.0毫米。整个预压加载过程模拟实际混凝土浇筑顺序，按照先两端底板，再腹板，最后堆载顶板和翼板的顺序进行，并分60%、80%、100%及120%四级进行加载。
图1.7预压分级加载示意图
3.3 支架沉降观测
每完成一级加载1h后对所有测点进行一次测量，6h变形平均值差值小于2mm时方可进行下一级加载；当达到100%荷载时，6h测量一次，12小时变形平均值差值小于2mm，加载终止，开始卸载。
分级卸载程序为120%=>100%=>0。每完成一级卸载，也对所有测点进行一次测量，每级卸载测量稳定时间为2h。
依据箱梁受力代表性的位置布置测点，各测点设置在分配底及贝雷梁底面，纵向在边墩到跨中的1/4跨、跨中、3/4跨截面，支架跨中，横向底板三排，翼板边缘各一排布置。测点平面布置如图1.8所示。
图1.7预压分级加载示意图
结语
福州滨海快线的实践证明盘扣式支架结构稳定，施工简便，在标准化，装配化和多功能化方面有较大优势，在福州的软土地基上同样具有适应性。本文所述实践可供同行在类似工程施工中参考。
作者简介：陈代龙，男，1986 年
10月生，工程师，福建省漳州市华安县，中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司工作。
