現澆箱梁滿堂支架的施工及簡易受力驗算

鄧發義

(貴州路橋集團有限公司)

1 工程概況

貴州省六盤水至鎮寧高速公路六枝至鎮寧段丁旗互通式立交E匝道跨線橋，橋梁上跨高速公路主線，與主線交角為88.166 1°，中心樁號為EK0+203.477。橋梁上部結構為(22+35+22 m)現澆預應力混凝土連續箱梁，橋梁全長87 m，采用單箱三室結構，橋寬15.5 m。

2 現澆箱梁滿堂支架施工要點

(1)地基處理:由于現澆箱梁在施工過程中荷載較大，橋位區地表為粉質粘土，地基承載力較差，不能滿足施工要求。因此，在搭設滿堂支架前需對地基進行處理，首先把施工區域內地表雜物及腐殖土等清理干凈，且采用壓路機對原地面進行碾壓，再填筑50 cm厚片碎石并碾壓密實，并澆筑15 cm厚C20混凝土面層進行硬化及防排水處理。經處理后，地基承載力可以滿足箱梁支架要求。

(2)搭設滿堂支架:支架采用滿布扣件式鋼管支架，支架鋼管采用Φ48×3.6型。腳手架鋼管布置間距按(橫向×縱向)跨中為0.7 m×0.8 m，跨端4.2 m長度為0.7 m×0.6 m，翼緣板下為0.9 m×0.8 m，橫桿步距為1.2 m。為了確保滿堂支架的整體強度、剛度和穩定性，每跨縱橫向均每隔3 m分別設置鋼管剪刀撐。鋼管支架立桿底部采用底托，頂部加頂頂托進行標高調整。頂托上面縱向分布10 cm×15 cm方木，間距60 cm，共計縱向分布方木132道。橫向分布10 cm×10 cm方木，間距30 cm一道，主梁下共設置39道，上鋪底模采用竹膠板。

3 支架設計與簡要受力驗算

3.1 荷載計算

(1)鋼筋混凝土自重:根據箱梁設計圖紙可得出箱梁橫斷面面積為

鋼筋混凝土自重取26 kN/m3，荷載分項系數R=1.2，分別計算跨中和梁端荷載:跨中:P1=13.08×26×1.2=408.1(kN/m)

梁端:P2=24.4×26×1.2=761.28(kN/m)

(2)模板、支架自重(以每延米計算):分項系數R=1.2;外模面積:S=18.54 m2;內模面積:S=16.20 m2。內外模板采用5 cm厚方木和竹膠板組合而成，木材單位重為7.5 kN/m2，將模板自重乘以1.3系數作為模板支架自重:

跨中:P1=1.2×(18.54+16.20)×0.05×7.5×1.3=20.32(kN/m)

梁端:P2=1.2×18.54×0.05×7.5×1.3=10.85(kN/m)

(3)施工人員和施工材料、機具堆放荷載:R=1.4，取P=1.0 kN/m2

(4)傾倒混凝土產生的沖擊荷載:R=1.4，取 P=2.0 kN/m2

(5)振搗混凝土產生的荷載:R=1.4，取P=2.0 kN/m2

3.2 支架內力計算

由于箱梁翼緣板的荷載遠小于箱梁體的荷載，僅考慮箱梁體段的荷載計算。

跨中P=408.1+20.32+1.4×(1+2+2)×11.5=508.92(kN/m)

梁端P=761.28+10.85+1.4×(1+2+2)×11.5=852.63(kN/m)

(1)立桿強度穩定性驗算:普通鋼管采用 Φ48×3.6 mm，為Q235軋制鋼管，立桿步距h=1.2 m，立桿計算長度為L0=h+2a=1.2+2×0.15=1.5 m。根據規范資料可以查得鋼管腳手架的截面特性及相關數據如下。

截面抗彎模量W=5 077 mm3，截面慣性矩I=121900 mm4，截面凈面積A=489.3 mm2，截面回轉半徑i=15.78 mm，每米長質量G=3.84 kg/m，Q235鋼材抗壓強度f=205 MPa。

容許長細比:［λ］=210

根據本橋箱梁斷面圖尺寸及支架布置斷面進行計算，箱梁主體截面下布置立桿17根，則

跨中:508.92×0.8/17=23.949(kN)

梁端:852.63×0.6/17=30.093(kN)

長細比為:λ =L/i=1 500/15.78=95＜［λ］=210，滿足要求。

根據長細比可查表得軸心受壓構件的穩定系數:φ=0.625

則立桿穩定驗算如下

跨中:N/(φA)=23.949×103/(0.625×489.3)=78.31 MPa＜205 MPa

梁端:N/(φA)=30.093×103/(0.625×489.3)=98.40 MPa＜205 MPa

因此，整體穩定性滿足要求。

(2)地基承載力驗算(取梁端進行計算):p=N/A≤f

地基處理澆筑C20混凝土強度遠大于立桿底所需地基承載力，可視為剛性體。故每根立桿支架底座下混凝土受力。

經處理后，地基承載力可以滿足箱梁支架承載力要求。

3.3 支架搭設要求

豎桿要求每根豎直，架立豎桿后及時加縱、橫向水平鋼管固定，確保滿堂支架具有足夠的強度、剛度、穩定性。滿堂支架搭設完畢后，測量放樣，確定每根頂托的高度，保證整個支架的高度一致并滿足設計要求。

3.4 鋪設底模板

在頂托上面橫向分布10 cm×15 cm方木，間距60 cm，縱向分布10 cm×10 cm方木，間距30 cm，上鋪1.5 cm厚高強度竹膠板。方木接頭相互交錯布置，方木之間調整頂托鑼桿高度以保證底模線形。底模鋪設表面光滑、平整，確保拼縫質量。

3.5 支架預壓

(1)預壓荷載:為了檢查支架的承載力，減少和清除支架的非彈性變形及地基的沉降量 。在鋪設完箱梁底模后，對全橋支架、模板進行預壓，預壓荷載按箱梁自重荷載的120%考慮。

(2)預壓方法:預壓采用砂袋預壓法，用吊車吊裝或人工搬運逐級加載。預壓重量按計算預壓荷載的20%→50%→100%分三次逐級加載。預壓時每跨設3個斷面，每個斷面底模板上設置3個，支架底基礎上設置3個。預壓時砂袋個數根據砂袋的重量確定。

(3)預壓觀測:每級荷載加載前后及每隔2 h對觀測點進行觀測1次，觀測的方法采用水準儀測量，加載后觀測3 d，若最后兩次沉均＜3 mm后，不再觀測開始卸載。在預壓前、后和預壓過程中，用儀器隨時觀測跨中、1/4梁跨位置的變形，并檢查支架各扣件的受力情況。

(4)卸載:當觀測到最后兩次下沉均＜3 mm后，經監理工程師同意后，開始卸載。卸載也采用吊車或人工逐個將砂袋卸下。卸載完成后，觀測支架的彈性變形。

(5)支架調整:在支架預壓完成后，重新標定橋梁中心軸線，對箱梁的底模板平面位置進行放樣。準確確定梁體底模標高后，方可進行現澆箱梁鋼筋安裝及后續工作施工。

4 結語

通過在施工中不斷摸索總結，根據滿堂支架的結構及受力特征，分析了滿堂支架荷載計算方法以及立桿、縱向方木、橫向方木等主要組成構件的驗算，逐步實現滿堂施工力學計算過程的簡單化、標準化和高效率。

［1］中華人民共和國行業推薦性標準.公路橋涵施工技術規范(JTG/T F50-2011)［S］.人民交通出版社，2011.

［2］中國建筑科學研究院，江蘇南通二建集團有限公司.建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ 130-2011)［S］.中國建筑工業出版社，2011.