一種新型模塊式鋼管支架在某項目中的運用

許國光，油新華，董 偉

（1.中建股份技術中心，北京 順義 101300；2.中建股份海外事業部，北京 朝陽 100026）

1 前言

目前，絕大部分橋梁結構的支架都采用鋼管支架體系，使用較多及正在推廣應用的幾種支架形式有：扣件式鋼管支架、承插式支架、塔式鋼管支架、門式鋼管支架及附著式升降支架。其中扣件式支架的使用總量占60%左右，占主導地位，但是，這種支架的安全性較差，施工工效低，不能滿足高大建筑施工的需要。同時，支架體系起著支撐上部結構荷載的重要作用，其安全穩定性尤為突出，如何減少橋梁支架的倒塌，完善和優化支架體系都有很重要的意義。本文所介紹的支架體系是由英國RJR公司生產的，在英國以及中東地區得到了廣泛的應用，文章結合具體工程實例，探討這種支架體系的結構特點和構件組成，以期對國內的支架的生產研究和使用提供參考。

2 RJR支架體系的基本構件

RJR支架是由英國RJR公司生產的一種主要用于橋梁涵洞等施工的一種新型支架體系，主要包括SFM20、SFM40、SFM40&20三個系列，使用較多的是SFM40&20。其是通過三種空間三角結構構件（A1，A2，AY）及各種連接 件構成的一個三維空間結構單元，再由該結構單元重復組合，形成一個三維空間網狀支撐結構（見圖1）。

圖1 RJR支架體系

主要構件有A1、A2、AY三角形構件（見圖2）、頂托、可調頂桿、可調底座、提升構件、連接構件以及卡簧等部分組成。其中三角形構件圖中A、B的值均為1m的標準構件，根據需要可以自由組合成多種形式的單元，連接方式為螺栓連接，頂托、可調頂桿、可調底座可根據需要調整高度滿足支撐要求，可調頂桿和可調底座的調節范圍均為0~1.5m。

圖2 空間三角結構構件

用模塊組合起來的支架，底座的最小間距是2m，但是在某些情況下，如果支架承擔的荷載重量比較大，可采用添加加強立柱的方式使支架底座的距離變為1m，這樣將大大加強支架所能承擔的荷載，也使支架更加靈活的使用于各種荷載條件。添加加強立柱所需要的構建單元如圖3所示。立柱之間采用螺栓連接，采用卡夾的方式與模塊式支架連接成為一個整體，同時構件之間可以組合成多種形式的支撐單元（見圖4），以便設計施工的需要。通過構件的簡單計算就可以得出需要的構件數量，現場組合好以后進行吊裝安裝。

圖3 加強立柱的安放于連接

圖4 幾種常用的單元組合形式

3 工程實例

某項目位于迪拜，是一個大型的互通式立交橋，所處地區地勢較平坦，地表主要是有少量綠色植被的沙丘，場地比較開闊。橋梁均為預應力現澆連續箱梁，橋梁頂寬22.9m，底寬18.5m，梁高2.5m，翼板寬1.68m，全橋一共分為36跨，其跨徑為40~60m，最大高度為12m，頂板厚度為0.3m，底板厚度為0.25m，腹板厚度為0.45m，一共有5個箱室。其支架采用滿堂支架形式。

3.1 支架方案設計

橋梁結構共分為六個部分，本文選取的部分一共有10跨，現僅選取1跨作為實例說明。此處的橋梁下方的凈空高度為7m，現場地勢比較平坦，采用如圖5所示的支架組合方式。在橋墩附近采用在支架上添加加強肋的方式提高支架的強度。

滿堂支架采用如圖5所示的田字形網格形式，單個架子組的尺寸是4m×4m，沿橋的橫向采用的是中間支架間距2m，兩側支架間距為1.5m的形式布置，沿橋的縱向采用支架的中心距為5m（即邊距為1m），支架靠近墩柱的一側的最后三列支架采用在中間添加加強支架的形式，因為在支架的一側，需要在上一跨張拉完成后安放張拉機具。

圖5 項目支架的橫斷面以及平面圖

3.2 支架的施工

施工臨時支架主要由基礎、鋼管框架柱及其聯結系、上部承重頂托及鋼梁等組成。基礎根據地質條件、荷載條件、施工機具條件等綜合考慮，采用硬化場地地基處理法：土質均為砂巖下層，其上覆蓋約3m以上松散細沙，放點換填，根據工程土質情況先用推土機將現況地面大致推平，然后用振動壓路機壓4~5遍，壓實度不小于95%，在此基礎上填15cm級配石，并用振動壓路機碾壓密實，再在級配石上做10cm穩定層，并用振動壓路機碾壓密實，密實度達98%。完成后，按照地基荷載試驗施工方案進行地基荷載試驗，使用荷載和沉降的對比關系，確定地基承載力符合要求。做好排水工作（如排水溝等），以防止雨水浸泡使地基下沉（迪拜地區雨季較短，集中在冬季，且土質為砂性土，此項工作在非雨季可省略）。對于設置在邊坡上或相鄰跨標高相差較大處的支架采用臺階式布置處理，以步高（100cm）為模數，分幾次臺階調整高 度，臺階底部用15cm碎石墊層硬化。現場分塊拼裝支架構件后，每塊整體一次性吊裝就位，上部豎向荷載主要由支架豎向鋼管承擔，水平剛性支撐起荷載二次分配效應，鋼管柱頂頂托部設置分配梁傳遞豎向施工荷載；鋼管柱與頂托及分配梁起傳力分配作用，模板就位安裝以及混凝土澆筑均在其上進行。施工工藝流程如圖6所示。

圖6 支架的施工工藝流程

4 小結

該結構形式的支架在迪拜某基礎設施項目的橋梁施工中大量使用，未出現因支架變形或者使用不當而出現的工程事故，施工后的橋梁結構也很美觀大方。經實踐檢驗，該形式的支架具有強度高、穩定性好、施工靈活、安裝速度快的特點。但是這種形式的支架也存在儲存占用場地大和運輸不便的特點。相信這種形式的支架經過改進創新以后能夠更好的適用于工程需要。

[1] 丁巖松.CRAB模塊式腳手架在山區橋梁高支撐中的運用.科學與財富，2012（4）.

[2] 臧洪敏.橋梁支架結構力學性能分析與施工組織設計.山東大學碩士學位論文，2007（11）.