1、现浇连续箱梁施工支架方案设计内容提要】本文主要介绍了广东省潮州至惠州高速公路赤石管理所FK0+755匝道桥现 浇连续箱梁支架设计。结合项目现场作业条件，桥位区地质、地形地貌状况、施工梁段结构 等因素，经过多方案比选，最终采用满堂支架支架布置形式。【关键词】现浇箱梁支架；方案设计；碗扣式支架1. 工程概况*高速公路赤石管理所F匝道桥处于低山丘陵区与黄江冲积平原，其地势是两边高 中间低，地形的起伏比较大。桥位区主要是依靠大气降水和地表水下渗补给，两侧多为充填 泥质和方解石脉，并II呈闭合状，连通性不佳，中间低凹段表层土为淤泥黏性土，呈红褐色, 淤泥段平均长80m,最深达4. 2m；右侧山谷间汇集水
2、从桥位区低凹段淤泥面通过，水流流速 较缓；桥位区原有一条乡村人行道通过，交通条件较差。桥梁全长256.4m,桥上跨预留A、C匝道。桥梁跨径组合为：第一联（25+30+25+25） m, 第二联（30+35+30） m,第三联（25+25） m,均釆用等截面预应力混凝土现浇连续箱梁，桥 墩墩身采用柱式桥墩（圆形截而扩头）；0号、9号桥台采用肋式台。本桥平而处在A二350m 平缓线段、R二800m左偏圆曲线和A二350m缓和线段内，墩台径向布置。纵面依次位于il=3. 45% 的直坡段，前坡i 1二3.45%、后坡i2=-3. 50%的凸曲线、i3=-3. 50%的曲线段（R二2600m、 T二9
3、0. 35叭 E=1.579m）,变坡点桩号、高程为 FK0+745. 000 高程为 55.118m。大桥宽10. 0m,由一个单箱单室箱型截面组成，第一、三联箱梁梁高为1.75 m,第二联 箱梁梁髙为1. 9 m,顶板宽度10 m,底板宽为5. 0m,两侧悬臂各2. 5m； C50混凝土量:第一 联 670. 5m3,第二联 61&4m3,第三联 324. 4m3。2. 方案选择根据现场施工条件，并结合箱梁自身结构以及墩身的高度变化，本桥梁支架选择可采用 满堂支架及钢管桩梁式支架两种方案布置型式。1、选用满堂式碗扣支架施工比较规范和标准，而且其作业工序较少，便于施工人员作 业。同时该工程的
4、施工现场受地形等条件的制约，造成一些较大型的机器设备没有办法进入 到作业区域，致使管桩支架不便进行安装。而满堂式碗扣支架则具备运输方便、拼装也较快、 单件轻等优势，因而就算没有人型设施也能进行支架的搭设和拆除，简便经济。2、桥梁弯道处箱梁底板设有横坡，满堂式碗扣支架施工屮可根据实际情况对顶托的高 度进行适当调整，能较好的解决底板横坡问题。3、本桥的箱梁处在小半径曲线弯道上，其腹板的位置不断发生变化，如果釆用梁式支 架等其他支架方案，则需要加大梁片的数量来满足结构受力的要求，其工程量比较大，所需 要投入的成本也较高。4、梁式支架等其他支架施工需要使用到许多大型的机器，而且施工工序繁杂，多为高 空
5、作业，因此施工的风险也比较大。满堂式碗扣支架使用的材料较少，其支架的搭设和拆除 作业只需要有装载机以及小型的汽车吊机配合工作就能完工，便于施工，安全系数也较高。综合上述原因，考虑方案1采用钢管桩梁式支架，经验算管桩施打平均深度需9.加， 军用梁常用跨度812m,管桩施工期间不能拆除，在钢管桩和军用便梁安拆过程中不便， 方案安全风险较大，钢管桩支架梁搭设成木较高；且由于桥位处软基大型机械进场施工，需 要搭设便桥或软基处理修筑便道，整个方案耗用费用较高。方案2采用碗扣支架，桥位处软 基经地基处理后计算承载力可满足要求，并浇筑磴垫层做支架平台，碗扣构件轻便，不需大 型机械作业，易于控制，方案安全可靠
6、，整体预算比钢管桩支架节约费用47万元，因此， 本现浇桥箱梁采用满堂支架方案。3. 现浇支架方案设计与验算3.1地基处理桥位屮间低凹段为淤泥质黏性土，最深达4.加，采用换填作业，清淤后底部回填卵石 至桥位处原流水面标高下1. 8m处，再填筑0. 5m厚砂砾垫层，垫层顶用22T以上压路机碾压 密实，同时整修顺接换填区与桥位处左右侧山谷及山沟段，顺接坡度不小于3%,以便于排 水。根据山谷汇水面积水流量检算，采用在横桥向安设两排16m长（1）1000mm钢筋混凝土排 水管，可满足右侧山谷汇集水排放要求。钢筋混凝土管安设完成后釆用砂砾冋填，顶部分层 回填60cm厚硕黏性土做排水封层，上部再浇筑10cm
7、厚C20混凝土做支架基础。3. 2支架方案设计3. 2. 1支架组成英支架体系包括支架基础、可调节顶托、48X3.5mni碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调 节底托、12cmX 15cm木方纵向主梁、lOcinX 10cm木方横向分配梁组成，支架模板系统包括 侧模、底模等。12cmX 15cm木方顺桥走向布设，铺在支架的顶部调节顶托之上，纵梁上铺 设1 OcmX 10cm木方做横向分配梁，木方上铺设大块竹胶模板做箱梁底模板。3. 2. 2支架立杆布置根据箱梁荷载、施工荷载、风荷载等各种荷载综合受力验算，并结合现场施工条件等因 素，本支架最后选择布置型式为：纵桥向支点处立杆间距加密为0. 6 ni,其
8、余部位均是0. 9 m； 横桥向支架横杆步距在腹板以及支点两侧均以0.6 ml可距加密，其余I可距为1.2 m；立杆在 距地面30cm位置设一排扫地杆；支架在桥纵向每4. 5m布置剪刀撑1道，横向设置4道剪刀 撑，同时在支架顶部及其底部各布置一排水平剪刀撑，屮间每4.8ni设置一道；支架两端纵 杆与横杆通过垫木牢牢的支撐在桥墩上面；每根立杆上方则设置可调节顶托，立杆的底部支 立在底托之上，底托则安设在C20调平层上。立杆横向间距：2X0. 9+2X0. 9+3X0. 6+3X 0. 9+3X0. 6+2X0. 9+2X0. 9 (m),即腹板区间距60cm,底板以及翼缘板间距90cm,两侧缘
9、外各设1. 80m宽施工平台。3. 3支架体系受力验算3. 3. 1地基承载力计算根据工程地质勘察报告表明，桥两侧地表土质为压粉质黏土，现场场地实际整平处理后 地基承载力试验检测最大值320kpa,最小为185kpa；软基部位经清淤换填后地基承载力试 验检测平均值240kpa,跨屮断面腹板位置立杆最大承载力N二36. 3KN (见3. 3.2荷载参数屮 横杆步距60cm的立杆最大承载力取值计算),10cm厚C20混凝土调平层浇筑后，经支架底 托单位面积受力换算，立杆地基承载力验算为：KC .fak= = = 363说加代“ = 2000(1“，则支架基础混凝土垫层承 Ad 0.01载力满足要求
10、。3. 3. 2荷载参数本桥荷载参数取值为：钢筋混凝土容重为2500kg/m3,内模荷载1. 2KN/ m2，侧模1.2KN/ m2,底模0. 8KN/ m2;碗扣脚手架及分配梁荷载2. 35KN/m2；取施工荷载2. OKN/m2；振捣混凝 土产生动荷载2. OKN/m2；模板及方木荷载lKN/m2；支架自重5. 5KN/m2；水平风荷载标准值 % = 0.7Uz二0. 6 KN/m2；钢管立杆抗压强度设计值f二205. OON/mm%荷载组合恒 载采用1.2安全系数，活载采用1.4的安全系数，并组合风荷载进行验算。根据箱梁断面变化，选取支架搭设高度最大的第二联作为最不利位置进行验算，按分段
11、 均布荷载考虑，荷载分布见下图：图1：第二联单跨纵桥向荷载分布图；图2：第二联单跨 跨中断而荷载分布图：IImrrrrr图1：第二联单跨纵桥向荷载分布图1 1000 1一675+宓:斛I I怨|S4=0.295S3=0.375J00x25S5=0.52560x25inS60462qi-4X7KN/rfq 卜厂 4J7DKN/S2H0.788S257881S3= 0.375W1&75KN/2q-R.SeKN/drvmnqvr7 56KN/rf图2：第二联单跨跨中斯而荷载分布因根据支架方案设计，选取第二联最不利位置分别对支架跨中断面腹板位置、跨中断面倒 角位置、跨中断面底板位置、跨中翼缘板位置、边
12、、中支点断面底板位置等受力验算。则跨 中断面腹板倒角位置最大分布荷载：q=(q卜3+ q23+q3)X 1. 2+(qi+q5) X 1. 4 X 0. 9二仃 6. 75+1. 2+0. 8+2. 35) X 1. 2+(2+2) XI.4X0. 9=30. 3KN/m2,碗扣立杆分布横向 90cm X 纵向90cm,横杆步距120cm,则单根立杆受力为：N=0. 6X0. 9X61. 9=24. 5KN同理计算出跨屮断面腹板位置最大分布荷载q二67. 2KN/m碗扣立杆分布横向60cmX纵 向90cm,横杆步距60cm,则单根立杆受力为:N=0. 6X0. 9X67. 2=36. 3KN。
13、经梁跨中横断 面各位置立杆受力验算，由于各部位立杆纵横向间距及步距布置不相同，按结构受力及稳定 性最不利因素考虑，横杆步距为0. 6m时，选取跨中断面腹板位置立杆单根立杆受力36. 3KN, 作为支架受力验算的依据；横杆步距为1.2m时，选取跨中断面腹板倒角位置立杆单根立杆 受力24. 5KN,作为支架受力验算的依据。碗扣件采用外径48mn),壁厚3. 5mm,考虑支架为 周转使用材料，多次使用后壁厚受到磨损，以壁厚3.0mm进行验算，以保证支架受力的稳定 性。3. 3. 3立杆稳定承载力验算(1) 步距为1. 2m时立杆稳定承载力验算以轴心受压的单根立杆取最不利位置进行验算。根据规范(JGJ
14、 166-2008)取值为：钢 材抗压强度设计值f=205MPa,稳定系数0=0. 357；立杆截血积A=424mm2；立杆受力N二24. 5KN； 高度调整系数6=0.96；截面模量W = 4.493xl03mm4；则风荷载杆产生的弯矩：Mw = 0.9 x AalWK/1() = 0.9 xl.4x 0.9 xl.22x 0.6/10 = O.O98A7V m则立杆稳定承载力为：+1.05x24.5xltf /W98xltf =19/W1. 3,则支架抗倾覆性符合相关标 准要求。3.3.6木方纵向主梁、纵向分配梁及模板验算方木采用TC13-木材方木，按公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ
15、025-86)中 的A-3类木材，并按露天环境、按恒荷载验算、湿材等条件按照0. 9系数进行调整。12 X 15cm 木方木材抗弯强度为11.7N/mn?,顺纹抗剪强度为1.4 N/mm2； 10X 10cm木方木材抗弯强度 为11. 49N/mm2，顺纹抗剪强度为1.4 N/mm2；弹性模量为9000 N/mm%(1) 12X15cm木方纵向主梁受力验算笫二联跨屮腹板部位，(立杆纵向跨度为90cm,横向间距为60cm)为最不利位置则，经验算:木方抗弯强度o =MaX/ O =9. 0 N/mm2 o =13. 0 X 0. 9=11. 7N/mm2,木方强度满足要求。木方扰度 Wmax=5q
16、 i V384E1=1.二900/400二2. 25mm,满足要求。同理验算箱梁在跨中底板倒角部位、支点断面处底板纵向主梁抗弯强度及扰度满足要 求。(2) 10X 10cm木方横向分配梁受力计算lOXIOcm木方在支点处布设间距加密为25cm,其余布设间距为35cm。在跨中腹板部位 间距为35cm,按跨度为0.6m简支梁计算，按第二联腹板处受力最不利进行验算。第二联跨中腹板处均布荷载 陰尸66.4KN/m, q二F叫Xb二66.4X0.35=232KN/m,跨中弯 矩 M二q i 78=1. OKN/m,则：木方抗弯强度。二/ 3二6. 0 N/mmX =11. 49N/mm2,满足要求。木方
17、扰度 Wmax=5q i 7384EI=0. 52inm f =600/400=1. 5mm,满足要求。同理验算箱梁在跨屮底板倒角部位、支点断面处底板横向分配梁抗弯强度及扰度满足要 求。(3) 竹胶板受力计算竹胶模的受力计算，按最不利位置第二联验算，箱梁底模、侧模和内模均采用 =15 mm 的竹胶板。由混凝土用胶合板查竹胶板静曲强度o=45N/nmi；弹性模量E二9000 N/mm 通过抗弯性能修正，取竹胶板抗弯强度。二0. 6X45=27N/mm2按跨中腹板部位最大荷载进行验算，腹板部位底模直接安装在间距为o. 35m的方木小楞 上，按连续梁考虑，収单位长度1.0m板宽进行计算。贝U：截面惯
18、性矩 I=bh712=2. 8X10 m,截面抵抗矩3二 bh2/6=3. 75X10 m3底模板均布荷载q二Fib=22. 9KN/m,跨中最大弯矩M=q i 78=0. 35KN/m抗弯强度。=M/o=9.4N/mm2f1=350/400=0. 875mm,腹板处间距 35cm 不能满足要 求，应加密腹板范围的横向分配梁间距，按30cm设置，贝IJ：荷载 q二F】b二 19. 7KN/m,扰度 Wmax =5 i 7384EI=0. 63mm f1=300/400=0. 75mm,满足要求。 同理验算在跨箱梁中支点底板、跨中底板处模板抗弯强度及扰度满足要求。3. 4支架、模板验算结论经以上
19、结构受力验算，可知本方案设计支架的布置是合理、可行的，支架地基承载力、 支架强度、抗倾覆性等指标验算均符合要求，同时兼顾了材料应用经济性原则；模板背肋（即 横向分配梁）布置间距在腹板处应加密为30cm,在支点范围内加密为25cm,其余部位为35cm, 经验算满足规范要求，方案总体可行。4. 支架施工要点1、严格按照批准方案进行施工，搭设顺序也要重点控制，即按先第二联、第三联施工, 后进行第一联施工，全幅施工原则，具体的交叉施工根据现场实际情况而定。2、支架搭设前，要先编制支架施工安全技术交底，确定支架平而、立而布置符合方案 要求。3、所有支架构件，配件必须严格履行进场验收手续，检验合格后方能投
20、入使用。4、在搭设过程中，及时检测并调整整架的垂直度，对碗扣部门进行专项检查，确保碗 扣拧紧牢固、安全。5、纵横向及水平剪刀撑应随着脚手架的搭设而及时设置。6、支架搭设完成后检查验收合格后，及时支架做预压处理，以此來测验支架以及地基 在强度和稳定性方面是否达到标准，同时测量支架的弹性变形量來调整支架搭设。最后，还 需要对支架的安全性能进行检测，以确保箱梁施工的绝对安全。7、在支架搭设、拆除时，划定作业警示区域，禁止人员进入危险区域，严格履行支架 拆除顺序及拆除构件吊运方式，确保作业安全。5.结束语本现浇箱梁支架设计结合了现场施工条件、地基处理、箱梁自身结构等条件因素，通过 方案的不断优化，最终
21、采用了满堂式碗扣支架施工，经验算该设计方案合理、可行、操作性 强，对施工安全及质量控制提供了有力保障。通过科学组织管理，加强工序衔接控制，工期 提前15天完工，大大降低了施工成本，获得了较好经济效益。为公司在山岭地区桥梁工程 满堂支架施工软弱地基的处理及支架设计的安全性、可靠性、经济性积累了经验，可为同类 项目施工提供一定的借鉴和参考。【参考文献】范立础桥桀工程M.北京：人民交逋出版社,2012.2林元培.桥梁设计工程师手册M.人民交通出版社,2012.3蔡荣兴，现浇腔梁桥钢管支架的验算，公路交通技术MJ.2012, 34人民交通出版社，路桥施工计算手册D1.2013, 105黄羚，扣件式满堂鬲拱架拱桥施工技术，世界桥梁DJ.2013, 46刘於鑫主编.桥梁工程.北京：人民交通出版社，2013
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