新型盤扣式支架在鐵路現(xiàn)澆連續(xù)梁中的應(yīng)用技術(shù)

李志強(qiáng)

摘要：新型盤扣式支架作為碗扣式支架的升級(jí)換代產(chǎn)品。其在承載能力、安全性能、施工簡(jiǎn)便性及經(jīng)濟(jì)效益方面優(yōu)勢(shì)明顯，但目前尚未廣泛應(yīng)用，本文依托連續(xù)梁現(xiàn)澆滿堂支架的工程實(shí)例，詳細(xì)闡述了盤扣式支架的設(shè)計(jì)及施工，以期在類似工程中推廣盤扣式支架的應(yīng)用。

Abstract： The new type of plate-type bracket is an upgraded product of the bowl-type bracket. It has obvious advantages in bearing capacity， safety performance， construction simplicity and economic benefit， but it has not been widely used yet. Based on the engineering example of the continuous beam cast-in-place bracket， this paper elaborates the design and construction of the plate-type bracket， in order to promote the application of the plate-type bracket in similar projects.

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁;支架現(xiàn)澆;盤扣式支架;施工技術(shù);承載驗(yàn)算

Key words： continuous beam;support cast-in-place;plate-type bracket;construction technology;bearing verification

中圖分類號(hào)：U445.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）30-0166-04

0 ?引言

國(guó)內(nèi)房屋工程、橋梁工程、棚架工程、室內(nèi)外裝修工程等腳手架搭設(shè)材料基本為普通鋼管扣件、碗扣式鋼管等。搭設(shè)支架，特別是搭設(shè)施工滿堂支架時(shí)需要使用大量的支架材料和耗費(fèi)大量勞力，支架成本占施工總成本的比例非常大，即表明從支架材料的應(yīng)用方面入手，對(duì)于減少施工成本而言潛力巨大。故工程師們尋求在能夠滿足質(zhì)量及安全穩(wěn)定性的情況下，獲得使用成本、施工成本更低的滿堂支架解決方案，無疑具有非常現(xiàn)實(shí)的工程意義。

1 ?工程概況

北京至雄安城際鐵路黃固特大橋設(shè)置雙線（32+48+32）m連續(xù)梁跨黃村貨場(chǎng)走行線。連續(xù)梁全長(zhǎng)113.5m，梁體為單箱單室、等高度、變截面箱梁。連續(xù)梁采取滿堂支架現(xiàn)澆法施工，需設(shè)置走行線的通車門洞，確保鐵路正常運(yùn)營(yíng)。

因連續(xù)梁跨貨場(chǎng)走行線，施工干擾及安全防護(hù)壓力大，為減少對(duì)走行線運(yùn)營(yíng)干擾的時(shí)間，降低既有線安全防護(hù)成本。同時(shí)也減少支架材料搭設(shè)及使用成本，本項(xiàng)目尋求相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼管腳手架或是碗扣式腳手架而言，施工工期更短、施工成本更低的支架搭設(shè)方案。

2 ?滿堂支架方案的選定

經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外使用的多種支架型式進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及工期方面的對(duì)比，結(jié)果表明滿堂支架采用新型盤扣式支架，門洞采用630mm鋼管樁+貝雷片組合能滿足本項(xiàng)目對(duì)工期、安全可靠性及效益的要求。盤扣式支架為歐美主流產(chǎn)品，是碗扣式支架的升級(jí)換代產(chǎn)品。盤扣式支架桿件連接形式均采用圓盤形扣盤與卡鉗型楔銷鎖緊固定。盤扣式腳手架具有如下優(yōu)點(diǎn)。

①采用國(guó)際主流桿件連接方式，各桿件軸力傳遞均與節(jié)點(diǎn)中心重合。設(shè)計(jì)連接牢固、承載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全可靠。②承載立桿采用Q345A低碳合金鋼管制成，承載強(qiáng)度比傳統(tǒng)普通碳鋼管高1.5～2倍。構(gòu)件采用內(nèi)、外熱鍍鋅防腐工藝，提高了產(chǎn)品使用壽命和安全性。③采用工廠化專業(yè)機(jī)械進(jìn)行構(gòu)件制作，專門全自動(dòng)焊接機(jī)焊接。避免了人工誤差、提高了精度，確保了質(zhì)量，增強(qiáng)構(gòu)件互換性。④輕質(zhì)高強(qiáng)，例如60系列重型支架，5m高單支立桿達(dá)到9.5t允許承載力，為傳統(tǒng)產(chǎn)品2～3倍。在同等支撐條件下材料用量比傳統(tǒng)鋼管減少1/2，重量減少1/2～1/3。⑤由于用量少、重量輕，組裝簡(jiǎn)便，耗時(shí)少，搭拆、運(yùn)輸、租賃、維護(hù)等費(fèi)用通常節(jié)省30%。

3 ?支架搭設(shè)方案及施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 支架總體布置方案

盤扣式支架體系，支架立桿采用Φ60mm×3.2mm的Q345A低碳合金鋼管，水平桿采用Φ48mm×2.5mm的Q235B鋼管，水平斜桿采用Φ48mm×2.5mm的Q235B鋼管，豎向斜桿采用Φ48mm×2.5mm的Q195鋼管。支架立桿順橋向間距為90cm，橫橋向間距為（4×120+2×60+3×90+2×60+4×120）cm。盤扣架上放I12工字鋼，之上為100×100方木（梁體腹板下密布，底板下間距為200mm），方木上設(shè)15mm厚竹膠板。

行車線通行門洞采用鋼管柱加貝雷架之上搭設(shè)盤扣支架形式，貝雷架間距為（90+45+90+45+90+2×22.5+45+2×22.5+45+2×22.5+2×45+90+2×45+2×22.5+45+2×22.5+45+2×22.5+90+45+90+45+90）cm，上面布置橫向分配梁I12工字鋼，間距900mm，分配梁上頂盤扣支架立桿，立桿順橋向間距為90cm，橫橋向間距為（4×120+2×60+3×90+2×60+4×120）cm。鋼管柱采用630×8mm鋼管，鋼管柱底部為2m×1m條形基礎(chǔ)，砼面設(shè)80×80cm鋼板。鋼管柱頂部設(shè)置3I40b工字作橫梁，橫梁上按設(shè)計(jì)間距擺放單片加強(qiáng)型貝雷片。

立桿基礎(chǔ)采用200×200×10mm底托板支撐于C25砼基礎(chǔ)上，砼基礎(chǔ)厚200mm，壓力傳遞按剛性角45°傳遞，墊層材料視為脆性材料。

立桿所承軸力及自重荷載計(jì)算得N=56.3kN，地基平均應(yīng)力：σd=161.3kPa<200kPa

4.3.5 現(xiàn)澆梁貝雷支架

根據(jù)現(xiàn)澆貝雷片支架梁布置圖，建立MIDAS/Civil有限元模型，如圖4所示。

①?gòu)?qiáng)度檢算。

1）分配梁I12

最大彎曲應(yīng)力σ=85.43MPa

最大剪應(yīng)力τ=55.54MPa

2）貝雷梁

最大彎曲應(yīng)力σ=35.52MPa

最大剪應(yīng)力τ=36.76MPa

3）柱頂承重梁3I40b工字鋼

最大彎曲應(yīng)力σ=62.71MPa

最大剪應(yīng)力τ=43.48MPa

4）鋼管柱

鋼管柱最大組合壓應(yīng)力σ=101.09MPa

鋼立柱截面采用為Ф630×8mm，截面積A=15130mm2，回轉(zhuǎn)半徑i=213mm，長(zhǎng)細(xì)比λ=L/i=2500/213=11.7<150，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C中表C-2，查表得？準(zhǔn)=0.989，鋼立柱最大壓力N=1333.61kN，則立桿的壓應(yīng)力為：■=215MPa

②基礎(chǔ)檢算。

單側(cè)鋼管柱腳豎向總反力P=4270.4kN，采用16.5×2.0×1.0m擴(kuò)大基礎(chǔ)。

地基承載力：Pk=（P+G）/A=（4270.4+16.5×2×1×25）/（16.5×2）=154kPa<200kPa

4.3.6 結(jié)論

從上述靜力檢算結(jié)果可知，本方案能夠滿足砼澆筑時(shí)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。

5 ?結(jié)束語

施工期間監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，盤扣式支架無任何影響安全和質(zhì)量的變形問題，支架安全穩(wěn)定，順利完成連續(xù)梁現(xiàn)澆施工。且提前10天完工，成本比原擬用碗扣式支架節(jié)約28%，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

盤扣式支架作為碗扣式支架的升級(jí)換代產(chǎn)品。具有輕質(zhì)高強(qiáng)、安全穩(wěn)定性好、搭設(shè)快捷簡(jiǎn)便及施工成本低等明顯優(yōu)勢(shì)，建議在類似工程施工中推廣應(yīng)用。

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