现浇桥梁模板支架设计与施工技术分析

王玉峰

（中铁十四局集团第四工程有限公司，山东 济南 250002）

随着桥梁技术的发展和结构力学的深入研究，桥梁模板支架的搭设已经从工程经验阶段发展到理论支持实践的阶段。相关学者开始利用科学的方法对模板支架系统进行受力分析和有限元理论分析，但是初期阶段的研究内容较少，研究理论较单一，研究体系的搭建还不够完善，因此文章在前人的基础上以模板支架为研究对象进一步展开研究，从设计和施工的不同阶段对支架进行分析，并结合相关工程实例提出了相关建议。

1 模板支架的类型

1.1 按材料分类

根据使用要求和材质的不同，可以将模板支架分为木支架、合金支架、钢支架三类。使用木支架的特点是施工简单，便于架立，但随着使用时间的增长，木支架的结构抗力会大大降低，强度和稳定性也得不到满足，最终不能满足使用要求。相比之下，合金支架和钢支架的结构强度和稳定性比木支架强很多，并且重复利用率较高，在现今文明施工和环保施工的大力倡导下，得到大量使用，特别是钢支架。

1.2 按空间布置分类

随着基建事业的大力发展，现浇桥梁由于自身结构的优势得到广泛应用，因此施工时模板支架也被广泛利用。根据空间布置形式的不同，可将模板支架分为梁式支架、满堂支架、混合支架三种，三种支架的使用场地以及施工难度各不相同。梁式模板支架主要用于地基承载力较低、高度较高、受力结构较复杂的大跨径梁桥。这种情况下，模板支架搭建的结构要求较多，如搭设时应进行预压等。满堂支架的使用范围相比于梁式支架更窄，满堂支架主要应用于桥梁施工难度低、地基承载力高、施工安全易控制、桥梁跨度和高度都较小的地段。混合支架由两种或多种结构形式组成，各个结构组成之间相互制约、相互受力。混合支架的主要特点是布置形式可根据地形走势和桥梁结构的变化而变化，其适用性较高，能满足桥梁的结构要求，在施工和设计要求方面均优于梁式支架和满堂支架。

1.3 按连接方式分类

（1）扣件式钢管支架。该支架主要是由钢管和扣件组成，优点是施工简单，搭设和拆卸方便，能满足地面高程的变化；缺点是抗滑承载力控制模板支架的承载力，抗滑设计时扣件承载力应满足单扣件为8kN，双扣件为12kN；立杆挠度较大，节点处的偏心距也较大，明显降低了轴向抗压能力和整体稳定性。另外，当螺栓固定时的荷载为50kN时，随着荷载的增大，螺栓抗滑力增大；当荷载达到60kN时，螺栓会出现扣件断裂。因此，在使用时螺栓的固定荷载应控制在40～50kN。

（2）碗扣式钢管支架。以定型碗扣接头作为连接点，连接各立杆横杆的支架结构，其结构如图1所示。

图1 桥梁碗扣式支架

（3）贝雷梁支架。贝雷梁支架是桥梁施工过程中常用的一种组合支架形式，主要由贝雷梁和钢管组合形成支架系统。贝雷梁桁架被钢立柱支撑，然后在桁架上搭设满堂支架进行箱梁的浇筑。该施工方法主要适用于地势平坦、地基承载力较大、桥梁施工要求较高的地段。当采用贝雷梁支架时，对应的桥梁基础形式通常采用整体稳定性好的扩大基础，此种组合形式安全性较高。

2 模板支架的设计与施工

模板支架的搭建以及形式的选择对桥梁施工的影响很大，因此模板支架的设计工作也越来越重要。基于支架的安全使用，文章主要从设计、预压、搭设、验收、拆除五个阶段对模板支架的设计和施工进行了研究。

2.1 模板支架设计

桥梁模板支架的主要作用是在桥梁的盖梁和主体进行浇筑时对结构起支撑作用，辅助钢筋混凝土材料的成型，承受的荷载有永久荷载和可变荷载两种。因此，在模板支架的设计时应考虑多种荷载组合的情况，选择合理的模板支架体系，保证施工安全可靠地进行。

根据结构承载能力极限状态设计桥梁模板支架时，模板支架的可靠度应满足公式（1）；根据结构正常使用极限状态设计桥梁模板支架时，模板支架的可靠度应满足公式（2）。

式中：γ0为结构重要性系数，取值0.9；S为荷载效应组合；C为支架最大承载力。

最终，根据设计规范对桥梁的梁底模板、梁底主梁、支架等进行强度、刚度、稳定性的验算。

2.2 模板支架预压

桥梁在进行施工时，支架会在荷载作用下产生弹性及非弹性变形，地基会发生沉降，因此桥梁施工时经常会对支架和支架基础进行预压，以消除地基的不均匀沉降和支架的变形。预压荷载宜为施工时支架承受全部荷载的1.05～1.1倍。

2.3 模板支架的搭设

（1）统一规格型号。（2）严把材料验收关。（3）人员机械标准：相关专业人员需通过考核，且持上岗操作证书；进场机械设备需要核实相关证件。（4）复核验算：在复核结果无误后，方能开始支架的搭设。

2.4 支架检查与验收

当模板支架搭设完毕后，根据施工方案及相关规定对支架体系进行检查和验收。模板支架的检查验收是保证施工安全的关键步骤，因此验收阶段应严格按照行业相关规定以及规范进行，保证全面检查、准确验收。结合工程实践为检查验收提出以下建议：（1）进场的模板支架应严格验收，验收合格后方可进场。（2）严禁扩大支架间的距离，保证支架的安全性。如步距（1.2m）扩大0.2m、承载能力降低到95%时就不满足使用要求。（3）材料强度和稳定性存在较大问题的构件不得代替标准构件，且进场时对该类构件应严格把控。（4）施工单位和监理单位应对支架进行严格检查，建设单位的负责人应该对构件进行严格抽查，确保构配件和材料质量符合要求。

2.5 模板支架的拆除

满布支架拆除时可从拱顶向拱脚依次拆除，简支梁宜从跨中间向支座拆除；多孔拱桥卸架时，当桥墩允许承受单孔施工荷载时，可单孔卸落；卸载支架时应设专人用仪器观测拱圈挠度和墩台变化情况，并做好记录。

3 案例分析

3.1 工程概况

某地区改建工程第三标段的立交3#主线桥是该地区公路规划网中的重要组成部分，直接连接两个重要地区，同时承担着与该地相连通地区的交通衔接任务。起点桩号为K14+500，终点桩号为K15+719.173，标段全长1.219km，桥隧比为52.3%。

上部结构为预应力混凝土箱梁，结构形式为单箱多室，箱底宽7.8m，梁高1.6m或1.8m，桥下净空最小处为5.5m、最高处为15m，桥梁主要参数如表1所示。

3.2 施工设计方案

该项目采用碗扣式钢管支架，规格为Φ60mm×3.2mm，材质为Q345B；横杆钢管规格为Φ48.3mm×2.5mm，材质采用Q345B；在钢管下方为200mm×50mm的木板。箱梁底模的木模板尺寸为2.44m×1.22m，厚约15mm。底模次龙骨为100mm×120mm的方木，间距设计为100mm（腹板下）和200mm（箱室下）两种；主龙骨为150mm×150mm的方木，间距与支架间距均为1200mm。

经过方案设计并对梁底主梁、梁底小梁、梁底模板等进行强度和刚度验算，验算结果表明以上各处的强度刚度均满足要求；对支架承载力和地基承载力等进行验算，结果表明均符合规定；对支架和支架基础进行预压，结果表明72h内的沉降数值＜1mm/d，因此基础承载力有足够强度。最后，模板支架按以上要求进行搭设，检查验收以及拆除。

表1 主线桥概况

综上所述，模板支架在进行设计和施工时应注意：模板支架的布置形式应根据地形地质以及桥梁形式等合理选择；方案设计时应对各项指标进行验算，保证各结构的安全稳定性；支架预压是施工时的关键步骤，避免不均匀沉降对桥梁结构的影响；模板支架的验收和拆除应严格按照施工步骤进行。

4 结语

（1）文章通过不同的方式对模板支架进行了系统分类，重点介绍了碗扣支架施工注意事项。

（2）模板支架在设计和施工阶段的主要步骤有模板支架的设计、模板支架的预压、模板支架的搭设、模板支架的验收、模板支架的拆除。

（3）文章分析了连续梁桥碗扣支架施工情况，并通过工程实例论述了支架施工全过程及注意事项，以保证施工过程中支架的安全性和稳定性。