組合支架設計計算

申躍 鐘豪

(1.中交路橋技術有限公司，北京 100018;2.云南省交通規劃設計研究院，云南昆明 650011)

1 工程概況

京石高鐵是國家重點建設項目，針對該橋的結構形式，采取了邊跨腳手支架與中跨貝雷架組合設計的形式，如圖1所示。

京石某(32.6+48+32.6)m連續梁采用支架現澆，支點處梁高3.50 m(不考慮排水坡)，跨中處梁高為2.50 m。腹板厚有48 cm，60 cm，70 cm，90 cm四種。底板厚度由40 cm線性變化到支點處的60 cm。截面中心處頂板厚度43.8 cm。

碗扣式支架的立桿間距:

腹板下支架:中支點左右9.60 m 范圍內，0.30 m ×0.30 m;其余70 cm厚腹板下0.30 m ×0.60 m(橫向5排，間距0.30 m);48 cm厚腹板下0.30 m×0.60 m(橫向3排，間距 0.30 m);梁端60 cm厚腹板下0.30 m ×0.60 m(橫向3排，間距0.30 m)。

圖1 支架立面圖

底板下支架:0.60 m ×0.60 m。

翼緣板下支架:0.60 m ×0.60 m 和0.60 m ×0.90 m 兩種。

橫桿步距1.20 m。

貝雷梁跨度為(11.9+9.0+9.0+10.4)m;腹板下貝雷梁間距0.225 m(2 片一排，共4 排，排間距0.675 m)，底板下間距 0.45 m;翼緣板下貝雷梁間距為0.90 m。

模板采用竹膠合板，面板為δ=15 mm竹膠合板。縱向方木10 cm×12 cm，橫向方木14 cm×15 cm。

2 支架計算

2.1 荷載組合

1)箱梁自重。箱梁預應力鋼筋混凝土容重26 kN/m3。

2)腳手架附屬設備等自重。a.腳手板自重標準值統一按0.35 kN/m2取值;b.操作層的欄桿與擋腳板自重標準值按0.14 kN/m2取值;c.腳手架上滿掛密目安全網自重標準值按0.01 kN/m2取值;d.模板支撐架的自重標準值(竹、木膠合板及木模板):0.30 kN/m2;按照模板的重量分配，腹板下腳手架承受腹板的內外模及部分底模重量，取4.05 kN/m2;底板下腳手架承受內外模板的重量，取0.90 kN/m2;翼緣板下腳手架承擔的模板重量，0.30 kN/m2;e.腳手架自重:立桿按照 6.18 kg/m 計算，按照7.8 m高計算，橫桿按照5.57 kg/m計算，按照7層計算。

3)施工活荷載。a.施工人員、施工料具、運輸荷載，按2.0 kN/m2計;b.水平模板的混凝土振搗荷載，按2.0 kN/m2計;c.傾倒混凝土沖擊荷載，按2.0 kN/m2計。

4)水平風荷載:

2.2 腳手支架計算

2.2.1 立桿豎向承載力驗算

根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》(2001)表5.3.3，橫桿步距 1.2 m，長細比的計算公式為:

其中，k為計算長度附加系數，取1.155;根據經驗，μ取1.50。滿足《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規范》5.1.8條規定，λ≤250。

2.2.2 梁底模板及枋木檢算

最大彎曲應力:

最大剪應力:

竹膠板最大變形:

竹膠板的彎曲應力、剪應力及變形均滿足要求。

2.3 貝雷梁門洞檢算

門洞采用貝雷梁，跨度為(11.90+9.0+9.0+10.4)m;腹板下兩片貝雷梁間距0.225 m(為一組)，兩組間距為0.45 m，底板下間距為0.225 m和0.45 m兩種;翼緣板下貝雷梁間距為0.90 m。腹板范圍內貝雷梁為4片，為偏于安全，按照70 cm厚腹板由3片貝雷梁承擔腹板重量及施工荷載，48 cm厚腹板由2片貝雷梁承擔腹板重量及施工荷載，計算按照每片貝雷梁承擔0.24 m橫向范圍內的腹板重量，貝雷梁受力圖如圖2所示。

圖2 腹板下貝雷梁計算結果

貝雷梁最大壓應力為－222.4 MPa，最大應力發生在支點處豎桿，小于容許應力［σ］=230 MPa，但強度儲備稍小，建議對支點豎桿進行加強。

對于底板下貝雷梁，間距0.45 m，承受腹板、底板及相應模板的重量，受力稍小于腹板下的貝雷梁受力，應力滿足規范要求。但支點豎桿處應力也較大，建議對所有豎桿進行加強。

立柱檢算:門洞中墩和邊墩均采用φ630×10 mm鋼管立柱，高度3.00 m，φ630鋼管立柱距頂面1 m處用［10槽鋼連接。鋼管墩承受的豎向荷載為1 078 kN。φ630×10 mm鋼管立柱截面特性:

柔度系數:

穩定系數:

鋼管立柱應力:

鋼管立柱的強度和穩定性滿足要求。

3 結論及建議

對京石某連續梁(32.60+48.0+32.60)m連續梁腳手支架和貝雷梁門洞進行了檢算，主要檢算結論及建議如下:

1)腹板(縱向間距30 cm和60 cm，橫向間距30 cm)及底板下立桿(縱向間距60 cm，橫向間距60 cm)的強度和穩定性滿足要求;2)縱向枋木(高12 cm寬10 cm)、橫向枋木(高15 cm寬14 cm)的強度及剛度滿足要求;3)支架剪刀撐應按相應規范設置，保證支架體系的穩定性;4)支架搭設過程中注意檢查連接部件的可靠性，外側模板和內側模板應采用可靠的聯結及拉結措施;5)貝雷梁(腹板下間距0.225 m，底板下最大間距0.45 m)弦桿、斜桿和豎桿強度及剛度滿足要求;6)橫向工字鋼(2Ⅰ40a)強度及工字鋼滿足要求;7)鋼管立柱(內部需灌滿密實砂)滿足強度及穩定性要求;8)橫向工字鋼和鋼立柱的連接需采取可靠措施，橫向工字鋼應通過立柱中心，防止立柱偏心受壓。建議鋼管頂面下1 m處采用［10槽鋼連接，焊接牢固，底端與預埋鋼板焊接。

［1］ 杜榮軍.建筑施工腳手架實用手冊［M］.北京:中國建筑工業出版社，1994.

［2］ 赫英龍，孔祥平.滿堂支架在混凝土現澆連續梁施工中的方案設計與應用［J］.鐵道工程學報，2001(3):64-68.

［3］ 武勝兵，宋福棟.公路橋梁工程現澆梁滿堂支架施工驗算［J］.山西交通科技，2001(6):40-42.

［4］ 李 明.滿堂式支架設計方案及受力分析［J］.四川建材，2006(1):151-152.

［5］ 秦 梅，馬云昌.貝雷片支架的變形計算［J］.合肥工業大學學報(自然科學版)，1999(5):126-129.