特大橋預應力混凝土連續箱梁滿堂式碗口支架方案設計

李志明

（河北省石家莊市公路工程管理處，河北 石家莊 050011）

1 工程概況

107國道新建某座大橋9#～13#墩的上部結構為預應力混凝土連續箱梁。該區段連續箱梁結構設計有兩種形式：一種為等高等寬段，另一種為等高變寬段，9#～12#為等高等寬段連續箱梁。梁頂面寬13.19m，底板寬6.85m，梁高3.05m，梁全長130.7m，設計混凝土量1 903.4m3。依據設計文件、施工技術規范、水文、地質情況，并充分結合現場的實際施工狀況，為便于該區段連續箱梁的施工，保證箱梁施工的質量、進度、安全，采用滿堂式碗扣支架組織該區段連續箱梁預應力混凝土逐段現澆施工。

2 滿堂式碗扣支架方案設計

滿堂式碗扣支架體系由支架基礎（在碾壓好的原地面上分層填筑100cm的級配砂石后，表層澆筑25cm厚的C25混凝土）、φ48×3.5mm碗扣立桿、橫桿、斜撐桿、可調節頂托、底托、 ［8槽鋼作橫向分配梁、10cm×10cm木方縱向分配梁組成。模板系統由側模、底模、內模、端模等組成。 ［8槽鋼分配梁沿橫橋向布置，直接鋪設在支架頂部的可調節頂托上，箱梁底模板采用2cm厚竹膠模板，后背10cm×10cm木方，然后直接鋪裝在10cm×10cm木方分配梁上進行連接固定；側模、翼緣板模板為1.5cm厚竹膠模板。

根據箱梁施工技術要求、荷載重量、荷載分布狀況、地基承載力情況等技術指標，通過計算確定，每孔支架立桿布置中縱橋向為靠近墩身兩側各3排，間距為30cm，其余為60cm；所有橫橋向立桿間距為腹板處和墩身側為30cm，其余按60cm布置，翼緣板下橫行間距為90cm，縱向間距為60cm。因為本處連續梁為變寬梁，所以不同截面布置數量不一樣；所有支架立桿步距為60cm，橫桿間距都是60cm，支架在橋橫向按180cm間距設置剪刀撐；支架兩端的縱、橫桿系通過墊木牢固支撐在橋墩上；立桿頂部安裝可調節頂托，立桿底部支立在底托上，底托安置在C25混凝土墊層上，以確保地基均衡受力。偏安全考慮，每處的荷載加載至1.2倍考慮。

3 支架計算

3.1 資料

支架計算中所用資料包括：

a）WJ碗扣為φ48×3.5cm鋼管；

b）立桿底、頂部用TC55作為調整構件，頂托上部采用 ［8槽鋼作為分配梁，分配梁上部是30cm間距的10cm×10cm方木和梁底板2cm厚竹膠板連接牢固。

c）相關設計參數見表1、表2。

表1 鋼材的強度和彈性模量

表2 支架參數表

3.2 荷載分析計算

荷載分析計算分以下幾種情況：

a）荷載分布 箱梁實體荷載如圖1所示，縱橋向根據箱梁斷面變化，按分段均布荷載考慮，其布置情況如圖2所示；

圖1 B截面荷載分布示意圖

圖2 C截面荷載分布示意圖

b）模板荷載q2對于內模（包括支撐架），取q2-1＝1.2kN ／m2；外模（包括側模支撐架），取q2-2＝1.2kN ／m2；底模（包括背木）：取q2-3＝0.8kN ／m2；

c）施工荷載 因施工時面積分布廣，需要人員及機械設備不多，取q3＝2.0kN／m2（施工中要嚴格控制其荷載量）；

d）碗扣腳手架及分配梁荷載 按支架搭設高度≤10m計算：q4＝1.5（鋼管）＋0.85（分配梁）＝2.35kN／m2；

e）水平模板的砼振搗荷載 取q5＝2kN／m2。

3.3 碗扣立桿受力計算

碗扣立桿受力計算分以下幾個方面（其中[N]為單根立桿受力極限值，取值可查路橋施工手冊）：

a）在邊跨腹板位置，最大分布荷載為：

碗扣立桿按30cm×60cm布置，橫桿層距（即立桿步距）為60cm，則單根立桿受力滿足要求，具體計算如下：

N＝0.3×0.6×107.47＝19.345（kN）＜[N]＝33kN

b）在梁端斷面底板位置，最大分布荷載為：

碗扣立桿按60cm×60cm布置，橫桿層距（即立桿步距）為60cm，則單根立桿受力為：

N＝0.6×0.6×58.97＝21.23（kN）＜[N]＝33kN

c）在跨中翼緣板位置，最大分布荷載為：

q＝1.61×26÷3.35×1.2＋1.4×（1.2＋2＋2.35＋2）＝25.16（kN/m2）

碗扣立桿按外側60cm×90cm布置，橫桿層距（即立桿步距）為60cm，單根立桿最大受力為：

N＝0.6×0.9×25.16＝13.58（kN）＜[N]＝33kN

d）在邊墩橫梁底板位置，最大分布荷載為：

碗扣立桿布置為0.3cm×0.3cm，橫桿層距（即立桿步距）為60cm，則單根立桿受力為：

N＝0.3×0.3×112.09＝10.08（kN）＜[N]＝33kN經以上計算，立桿受力均滿足要求。

4 結語

試驗證明，所設計的碗扣式滿堂支架方案完全滿足施工的需要，而且碗扣式滿堂支架的穩定性是扣件式滿堂支架的1.15倍。

[1]JGJ 130—2001，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范[S].

[2]周水興.路橋施工計算手冊[M].1版.北京：人民交通出版社，2001.