碗扣式鋼管支架在轉體施工橋梁中的應用

李 闖，唐 英，王興猛，張 毅

(1．中鐵西南科學研究院有限公司，四川 成都 611731;2．成都鐵路興達工程公司，四川 成都 610000)

碗扣式鋼管支架在轉體施工橋梁中的應用

李 闖1，唐 英1，王興猛1，張 毅2

(1．中鐵西南科學研究院有限公司，四川 成都 611731;2．成都鐵路興達工程公司，四川 成都 610000)

以青南大道跨遂成鐵路立交橋為背景，介紹了轉體施工箱形橋梁預制采用碗扣式支架的優點，并依據箱梁縱橫向荷載變化，對支架進行分段分塊設計;這不僅保證了施工安全而且節約了工期和施工成本，為其它現澆箱梁支架施工提供了一定經驗。

橋梁 轉體工藝 碗扣式支架 梁體施工

1 工程概況

青南大道跨遂成鐵路立交橋采用轉體工藝施工，即先沿平行鐵路方向搭設支架現澆梁體，待混凝土達到強度后施加預應力、脫架、牽引轉體84°就位。本橋在0#墩、1#墩之間跨越遂成鐵路，孔跨布置為2×40 m T形剛構(轉體施工2×36 m)，為單幅橋，其平面位于直線上，橋面最大縱坡為3.42%，橋面橫坡為雙向2.0%。梁體采用變高度預應力混凝土箱梁，單箱四室截面，梁體根部梁高4.2 m，邊支點處梁高為2.0 m，梁頂寬23.0 m，梁底寬18.0 m，采用直腹板方式，橋面橫坡通過箱梁腹板變高度實現，外側懸臂長度為250 cm，懸臂端部厚度53 cm。箱梁總重約50 000 kN。

本橋箱梁自重荷載較大、施工工期較緊、施工質量要求較高，如何在保證箱梁施工質量及安全的前提下如期完成箱梁現澆及轉體施工，成了急待解決的問題。

2 方案選擇

本橋箱梁為T形剛構變截面箱梁，可選擇采用的施工方案有以下3種。

方案1——掛籃施工

掛籃施工工藝成熟，箱梁線形容易控制，但工期較長，且不能保證箱梁預應力鋼絞線的全橋通長要求。因此掛籃施工方案不適合本橋施工要求。

方案2——扣件式鋼管滿堂支架現澆施工

扣件式鋼管滿堂支架能夠適應支架地基起伏不定要求，且搭設工藝簡單，但支架鋼管連接完全靠扣件實現，而扣件緊固容易出現扭矩不足等缺陷，并且在較大荷載作用下扣件容易失穩，故扣件式支架整體安全性較低，不適合做大噸位箱梁的現澆支架。

方案3——碗扣式鋼管滿堂支架

碗扣式鋼管支架在采用轉體施工橋梁中應用具有以下優點:

1)碗扣式腳手架生產嚴格按國家標準(GB 24911—2010)執行，產品工廠生產，焊接質量好、尺寸誤差小，質量有保證;

2)考慮到使用功能、應用范圍，構件設計采用模數制，以滿足轉體橋施工現場地形復雜、支架搭設難度大的需要;

3)支架裝拆靈活，操作方便，能有效提高工效，縮短搭設拆除工期，并方便箱梁轉體前稱重、配重作業;

4)結構安全合理，構件不易缺失，便于施工過程中質量安全控制。

綜上，碗扣式腳手架在轉體施工橋梁應用既具有可靠的安全性，又具有方便適用性。本橋箱梁施工采用碗扣式鋼管滿堂支架現澆施工方案。

3 碗扣式鋼管支架設計

碗扣支架設計是在“初步設計→檢算→調整設計→檢算”的過程中不斷優化完成的。

3.1 荷載確定

3.1.1 箱梁混凝土自重荷載

箱梁梁體為拋物線變截面結構，單箱四室。根據箱梁線形及橫斷面尺寸變化，其縱橫向自重荷載均按分段均布荷載考慮，C50鋼筋混凝土自重按27 kN/m3取值，其荷載分布如圖1、圖2及表1所示。

由圖1、圖2及表1可知，墩梁結合部腹板的位置荷載最大，由墩部至梁端荷載縱向由大變小。

圖1 箱梁自重荷載縱向分布

圖2 箱梁4-4斷面自重荷載橫向分布

表1 斷面自重荷載數值 kN/m2

3.1.2 模板及支架荷載

箱梁:底模及內模為木模板;側模為鋼模板。支架為WDJ碗扣式鋼管支架，鋼管公稱外徑48.3 mm，公稱壁厚3.5 mm。

1)底模荷載:取0.6 kN/m2。

2)內模荷載:取1.0 kN/m2。

3)側模荷載:取0.8 kN/m2。

4)支架荷載:按縱橫向間距及步距0.6 m×0.6 m×1.2 m，支架最大高度12 m計算，取3.0 kN/m2。

3.1.3 施工荷載施工荷載包括:施工人員及設備荷載，取1.0 kN/m2;混凝土振搗荷載，取2.0 kN/m2。

3.2 支架布置

根據箱梁荷載縱橫向分布情況，采用分段、分塊設計布置立桿縱橫向間距及橫桿步距。

1)墩根部兩側各4.8 m范圍梁底:0.6 m×0.3 m×0.6 m(縱 × 橫 × 步距)。

2)墩根部兩側5.4～36 m范圍梁底:0.6 m×0.6 m×1.2 m(縱×橫×步距)。

3)全橋翼緣底:0.6 m×0.9 m×1.2 m(縱×橫×步距)。

支架布置示意如圖3至圖5所示。

3.3 支架檢算

按以上布置方式對碗扣式支架立桿受力、立桿穩定、整體穩定及地基承載力進行檢算，確定支架設計布置是否合理。具體檢算數據見表2。

由表2可知，各分段碗扣支架的單桿受力、穩定性及地基承載力均滿足要求，本橋布置間距及步距合理，可以實施應用。

圖3 支架立面布置示意(單位:cm)

表2 支架檢算情況

圖4 斷面5-5支架布置示意(單位:cm)

圖5 斷面6-6支架布置示意(單位:cm)

4 支架搭設及拆除要點

依據以上支架縱橫向間距及步距對支架進行搭設。因成都側支架基礎地勢起伏較大，且處于鐵路路塹邊坡上，需盡可能地減小對鐵路路基邊坡的損壞。支架基礎采用縱、橫向條形臺階能有效解決地形起伏及高邊坡給支架搭設帶來的影響。由于碗扣支架模數固定，這就要求臺階設置必須科學合理，且要精確放樣。

1)測量放樣，定出成都側支架各排縱橫向軸線，臺階縱、橫向寬度分別為支架立桿縱橫向間距的整倍數+0.5倍數;臺階高度為60 cm整倍數。

2)支架組裝順序:立桿底座→立桿→橫桿→接頭鎖緊→上層立桿→立桿連接鎖→橫桿。支架組裝時，由中間向兩邊推進，切忌從兩邊向中間合龍拼裝，否則，中間橫桿因兩側支架剛度太大而不便安裝。

3)碗扣式腳手架支撐系統構配件外觀質量應滿足要求:鋼管應無裂紋、凹陷、銹蝕;構件表面應光整，無砂眼、縮孔、澆冒口殘余等缺陷;各焊縫應飽滿，焊藥清除干凈，無未焊透、夾砂、咬肉、裂紋等。

4)支架碗扣用手錘打緊，支架搭設完畢預壓后及澆筑混凝土前安排專人對碗扣支架節點進行檢查和復打。

5)剪刀斜撐及外側通長斜拉桿，可在支架搭設后再施工。

6)拆除支架時，任何桿件不得隨意直接向下拋擲，必須用傳遞方式運出或拴繩續下。

7)支架搭設及拆除施工過程中應派人駐站防護，當有列車通過時應通知現場防護人員，暫時停止施工，以保證列車的運營安全。

5 結束語

1)根據箱梁縱橫向荷載變化支架采用變間距、變步距搭設，這樣在保證支架安全的前提下，既減小搭設成本又縮短了搭設工期。

2)支架預壓后，各連接節點因非彈性變形消除，而使碗扣產生松動，所以在支架預壓后澆筑混凝土前應對支架碗扣進行緊固，以保證支架的整體穩定性。

3)目前對碗扣式支架受力計算大多采用經驗公式，因此對碗扣式支架的理論計算還需進一步研究。

4)碗扣支架間距設計必須考慮現場實際地形，盡可能地保證支架搭設的安全和質量;同時支架立桿縱橫向間距分段分塊應統籌考慮，避免產生支架剛度突變截面，保證支架受力均勻穩定。

［1］中華人民共和國住房與城鄉建設部．JGJ 166—2008 建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范［S］．北京:中國建筑工業出版社，2008．

［2］江正榮，朱國梁．簡明施工計算手冊［M］．北京:中國建筑工業出版社，2005．

［3］高秋利．碗扣式鋼管腳手架施工現場實用手冊［M］．北京:中國建筑工業出版社，2012．

［4］中華人民共和國交通運輸部．JTG/T F50—2011 公路橋涵施工技術規范［S］．北京:人民交通出版社，2011．

［5］范有強．成渝鐵路高架系桿拱橋的支架設計與施工［J］．鐵道建筑，2009(4):28-29．

U445．469

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2013．09．03

1003-1995(2013)09-0009-03

2013-06-06;

2013-06-20

李闖(1983— )，男，河南泌陽人，工程師，碩士。

(責任審編 孟慶伶)