现浇箱梁碗扣式满堂支架施工技术

何 军

(中铁十七局集团第一工程有限公司，山西 太原 030000)



现浇箱梁碗扣式满堂支架施工技术

何 军

(中铁十七局集团第一工程有限公司，山西 太原 030000)

结合工程实例，介绍了现浇箱梁碗扣式满堂支架施工设计需考虑的因素，从支架设计形式、支架受力、模板及方木受力等方面，探讨了满堂支架设计参数的计算方法，并总结了满堂支架的预压技术，有利于保证工程的施工质量。

现浇箱梁，满堂支架，荷载，模板

0 引言

现浇箱梁施工技术在高速公路桥梁建设中已经得到了广泛的应用，采用碗扣式满堂支架是现浇箱梁施工时经常采用的支架形式，支撑体系的设计和施工工艺均是现浇箱梁施工中最重要的一个环节，本文详细介绍碗扣式满堂支架在现浇箱梁中的设计和施工技术。

1 工程概况

本项目负责承建龙青高速第十三合同段城阳高架桥左右双向第27联～58联，单线全长7 337 m。城阳高架桥上部结构均采用预应力混凝土现浇连续箱梁设计，共计单幅64联(106跨)。城阳高架桥全部为陆地桥，平均高度9 m。

2 工程特点

1)城阳高架桥施工区域右侧紧邻G204国道，左侧紧邻居民区和工厂，施工区域狭窄，安全风险大。

2)本项目工期较紧,同时开展的作业面较多,支架用量大,如何在确保支架安全的情况下合理优化支架设计方案控制成本，是摆在我们面前主要考虑因素之一。

3 满堂支架的设计考虑因素

1)地基处理方式及地基承载力；

2)荷载组合项目：考虑施工中所有使用的模板自重+梁体自重+碗扣式支架自重+作业人员+施工材料机具等移动运输或者堆放的荷载之和；

3)支架搭设方式；

4)支架的变形、沉陷等。

4 满堂支架的荷载分析

现浇箱梁根据设计截面的不同，在各个部位施加在支架上的荷载也不同。荷载值取小了，在实际使用过程中超出支架的承受范围会发生支架失稳垮塌。

按施工规范要求，箱梁自重荷载取安全系数r=1.2，其余荷载取安全系数r=1.4。其余荷载包括：施工荷载，取值2.5 kN/m2；浇筑混凝土时振捣产生的荷载，取值2.0 kN/m2；现浇箱梁支撑内模自重荷载，取值0.5 kN/m2；现浇箱梁支撑外模自重荷载，取值0.1 kN/m2；支撑模板用分配梁方木，取值0.1 kN/m2；浇筑混凝土时混凝土冲击的荷载，取值2.0 kN/m2。

根据本桥的设计方案，现浇箱梁的截面形式主要分两种，分别为端横梁实心段和跨中位置空心段。图1为端横梁实心段的截面图，在进行箱梁自重荷载计算时，需要将端横梁实心段分成三个部分进行自重计算区域，分别为左、右翼缘板荷载区和底板荷载区。混凝土按照钢筋混凝土进行取值为26 kN/m3。

图2为跨中位置空心段的截面图，在进行箱梁自重荷载计算时，需要将跨中空心段分成七个部分进行自重计算区域。分别为左、右翼缘板荷载区，左、右边腹板荷载区，左、右底板荷载区和底板荷载区。混凝土按照钢筋混凝土取值为26 kN/m3。

根据不同的截面部位分别进行箱梁的自重荷载计算和其他荷载计算乘以对应的安全系数。

5 满堂支架设计参数及计算

5.1 支架设置形式

支架均采用φ48 mm×3.5 mm碗扣式钢管支架搭设，立杆下部均垫设10 cm×15 cm横桥向方木，立杆采用对接的方法接长，立杆主要采用120 cm,180 cm,240 cm,300 cm四种型号的杆件。

5.2 支架受力计算方法

1)单根支架立杆容许承受的荷载最大值计算。满堂支架立杆的长细比计算：λ=L/i=1 200/15.95=75,由计算结果可查得满堂支架立杆的纵向弯曲系数φ=0.75,使用的φ48 mm×3.5 mm钢管的截面面积为424 mm2,钢材容许应力[σ]=145 MPa。

2)支架单根立杆受力计算。如图3所示，单根立杆所承受的=荷载与支架的设计间距有关。设计间距越大，立杆承受的荷载越大，反之越小。图中阴影部位a×b面积的荷载由一根立杆承受。

5.3 模板及方木受力计算

通过荷载分析，边腹板处的受力最大，因此选取荷载最大的边腹板区域进行模板和分配梁方木受力检算。

1)模板检算。现浇箱梁使用的底模选择专用高强度竹胶板材，板材规格2 440 mm×1 220 mm×15 mm。

挠度：根据模板下方木采用的分布形式，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算：

f=qL4/(128EI)=0.75 mm，竹胶板挠度满足。

2)分配梁受力计算。

q=17.41 kN/m。

方木最大跨中弯矩计算M=qL2/8=17.41×0.62/8=0.78 kN/m；

查表可知落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5 MPa，弹性模量E=11×103MPa；

方木横梁弯拉应力计算σ=M/W=0.78×103/1.67×10-4=4.69 MPa<[σ]=14.5 MPa，横梁弯拉应力满足。

方木横梁挠度计算f=5qL4/(384EI)=(5×17.41×0.64)/(384×11×106×8.33×10-6)=0.3 mm

6 满堂支架预压

预压满堂支架过程必须按照整个浇筑段同时进行，模拟混凝土的浇筑顺序用砂袋等载预压，试压的最大加载为设计荷载的1.1倍，预压时梁体两侧对称平衡加卸载，加载的顺序应模拟混凝土浇筑的顺序。砂袋在地面上按重量装好以后，采用16 t吊车由人工配合严格按照浇筑混凝土时荷载的分布堆码整齐，采取分四个等级加载，分级重量为总重量的60%，80%，100%，110%。

7 结语

满堂支架法是现浇箱梁施工中最常见的一种施工技术，在施工过程中应明确一个原则，考虑支架的整体稳定性要求应大于单纯的受力计算要求，很多满堂支架垮塌事故原因分析最后指向支架整体失稳这个原因，因此在施工中应高度重视剪刀撑和扫地杆的安装质量要求。

[1] JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].

The construction technology of cast-in-situ box girder bowl-type full framing

He Jun

(TheFirstEngineeringLimitedCompany,ChinaRailway17thBureauGroup,Taiyuan030000,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced the factors to consider in cast-in-place box girder bowl-type full framing construction design, from the framing design form, support force, template and wood stress and other aspects, discussed the calculation method of full framing design parameters, and summarized the pre-loading technology of full framing, to ensure the construction quality of engineering.

cast-in-situ box girder, full framing, load, template

1009-6825(2016)11-0174-02

2016-01-28

何 军(1983- )，男，工程师

U445

A