淺談橋梁蓋梁滿堂支架法施工技術

史薛春

摘 要：目前在市政橋梁蓋梁的施工支撐方法中， 常用的方法有抱箍法、滿堂支架法、預埋鋼板法、橫穿型鋼法等。本文以我司施工的九新橋為例，該橋根據現場情況，蓋梁施工采用了扣件式鋼管滿堂支架法，本文重點介紹了蓋梁施工滿堂支架的設計和受力驗算，以及滿堂鋼管支架搭設的施工技術要求。

關鍵詞：市政橋梁 蓋梁施工 鋼管支架 受力驗算

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（c）-0051-02

1 工程概況

無錫市柏莊北路在樁號K0+614處跨越現狀九里河（新興塘），新建九新橋一座。該橋為七跨簡支梁橋，全長116.9 m，寬25 m。上部結構為先張法預應力砼空心板梁。下部結構為輕型橋臺和樁柱式橋墩，2#、3#主墩采用Ф150 cm鉆孔灌注樁上接一Ф130 cm砼立柱，樁頂采用橫系梁連接，立柱上接C30鋼筋砼蓋梁；其他橋墩采用Ф120 cm鉆孔灌注樁上接C30鋼筋砼蓋梁。本橋共有6個蓋梁，最大的截面尺寸為120 cm（高）×170 cm（寬）×2570 cm（長）。

2 蓋梁支架方案選擇

考慮到本工程蓋梁支架搭設高度均在2m左右，且除了2#、3#墩蓋梁位于河道圍堰內，可采用系梁作為支架基礎外，其余墩位處土質均較好，對路基進行簡單處理并硬化后可作為支架基礎，同時考慮到蓋梁支架搭設時高度可根據現場基礎標高實時調整，并對墩柱無任何破壞及影響，故本工程蓋梁采用滿堂鋼管支架法施工。

3 蓋梁支架設計

2#、3#墩位處蓋梁支架直接支撐在系梁上，其余墩位處等橋梁鉆孔灌注樁及墩身立柱施工完成后，在橋墩四周填筑建筑垃圾并進行壓實，使表面平順并形成一定的坡度，處理寬度比支架搭設寬度每邊多出25 cm，在碾壓過的基礎上澆筑15 cm厚的C20素混凝土，然后在基礎四周開挖排水溝，防止水流侵入造成地基強度降低。采用φ48×3 mm鋼管搭設滿堂支架，橫橋向間距60cm，縱橋向間距50 cm，立桿底部縱向鋪設5×10 cm方木，立桿頂部橫桿上縱向鋪設5×10 cm方木。詳見圖1縱、橫斷面立面圖。

4 滿堂支架受力驗算

滿堂鋼管支架，主要驗算梁底方木（按均布受力驗算）、方木下橫向鋼管（按集中受力驗算）、扣件（抗滑移）、立桿（穩定性）、地基（承載力）。根據規范，計算模板及支架結構的強度、穩定性和連接的強度時，采用荷載設計值（荷載標準值乘以荷載分項系數），計算正常使用極限狀態的變形時，采用荷載標準值，永久荷載分項系數為1.2，可變荷載分項系數為1.4。

4.1 梁底5×10 cm方木驗算（豎放，間距30 cm）

4.1.1 梁底方木標準荷載

竹膠板自重力G1k=6×0.015=0.09 kPa（永久荷載）

蓋梁混凝土自重力G2k=25×1.2= 30 KPa（永久荷載）

振搗混凝土荷載Q2k=2 kPa（可變荷載）

鋼筋自重荷載G3k=1.5×1.2=1.8 kPa（永久荷載）

4.1.2 梁底方木計算荷載（見圖2）

則梁底方木計算荷載為：

q1=[（0.09+30+1.8）×1.2+2×1.4]×0.3=12.32 kN/m

q2=（0.09+30+1.8）×0.3=9.57kN/m

4.1.3 梁底方木強度驗算

5×10 cm方木截面模量W=5×102/6=83.33 cm3

截面慣性矩I=5×103/12=416.67cm4，彈性模量E=1×104MPa

Mmax=12.32×0.52/8=0.39 kN·m

σ=Mmax/W=0.385×106/83.33= 4.62 MPa<[σ]=13 MPa

故強度滿足要求。

4.1.4 梁底方木撓度驗算

ωmax=== 0.0187 cm

<50/400=0.125 cm， 故撓度滿足要求。

4.2 方木下橫向鋼管（Ф48×3 mm）驗算

4.2.1 橫向鋼管計算荷載（見圖3）

橫向鋼管受方木傳遞集中力

F1=q1×0.5=6.16 kN，F2=q2×0.5= 4.79 kN

4.2.2 橫向鋼管強度驗算

Ф48×3 mm鋼管截面模量W= 4.49 cm3

截面慣性矩I=10.78 cm4，彈性模量E=2.06×105 MPa

Mmax=6.16×0.15=0.92 kN·m

σ= Mmax/W=0.92×106/4.49×103 =204.9MPa<[σ]=215 MP

故強度滿足要求。

4.2.3 橫向鋼管撓度驗算

ωmax=×（3×602-4×152）=0.133 cm<60/400=0.15 cm

故撓度滿足要求。

4.3 扣件抗滑移驗算

R=2×F1=12.32 kN>[Rc]=8 kN， R=12.32 kN<2×[Rc]=16 kN，

故橫向鋼管與立桿必須采用雙扣件連接。

4.4 立桿穩定性驗算

Ф48×3 mm鋼管截面積A=4.24 cm2，回轉半徑i=15.9 mm

每根立桿承受的荷載N=R=12.32 kN

按強度計算，立桿的受壓應力為：

σ=N/A=12320/424=29.06MPa<[σ]=215 MP

按穩定性計算，立桿長細比λ=600/15.9=37.7，查相關手冊截面軸心受壓構件的穩定系數φ=0.907，則endprint

σ===32.04MPa<[σ]=215 MP

故立桿受壓穩定性滿足要求。

4.5 立桿地基承載力驗算

地基采用C20混凝土處理，所以fgk≥20 MPa，

Fg=Kc×fgk=1×20=20 MPa，

立桿下縱向鋪設5×10方木，則

P=N/A=12320/0.1×0.5=246.4 KPa

故地基承載力滿足要求。

5 滿堂鋼管支架搭設施工技術要求

（1）支架搭設前，地基必須進行妥善處理，避免產生過大或不均勻的沉降，清理平整好搭設場地后，做好基礎四周排水措施。

（2）施工用鋼管應使用現行國家標準《直縫電焊鋼管》（GB/T 13793—2008）或《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T 3091—2008）中規定的3號普通鋼管，其材質應符合現行《碳素結構鋼》（GB/T 700—2006）中Q235-A級鋼規定。

（3）施工用扣件應采用可鍛鑄鐵制作的扣件，其材質應符合現行國家標準《鋼管腳手架扣件》（GB 15831—2006）的規定。新扣件應有生產許可證、法定檢測單位的測試報告和產品質量合格證。舊扣件使用前應進行質量檢測，有裂縫和變形的嚴禁使用，出現滑絲的螺栓必須更換，新、舊扣件均應進行防腐處理。

（4）每根立桿底部，應設置底座或者墊板，設在支架立桿根部的可調底座，當伸出長度超過300 mm時，應采取可靠措施固定。立桿應豎直設置，2 m高度的垂直允許偏差為15 mm。立桿接長除頂層頂步可采用搭接外，其余各層各步必須采用對接扣件連接。

（5）支架必須設置縱、橫向掃地桿，縱向掃地桿應采用直角扣件固定在距底座不大于200 mm處的立桿上，橫向掃地桿亦應采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

（6）滿堂支架四邊與中間每隔四排支架立桿應設置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續設置。高于4 m的支架，其兩端與中間每隔四排立桿從頂層開始向下每隔2步設置一道水平剪刀撐。每道剪刀撐寬度不應小于4跨，且不應小于6 m，斜桿與地面的傾角宜為45°～60°，剪刀撐斜桿的接長宜采用搭接。

6 結語

雖然目前蓋梁施工有多種支架體系，但扣件式鋼管滿堂支架，由于具有節約木材、裝拆方便、連接牢固、強度高、穩定性好且經久耐用的優點，仍是我國工程施工中應用最廣泛的支架之一。整個支架系統是由立桿、縱橫向水平桿、剪刀撐、斜撐、掃地桿、底座和連接它們的鋼扣件等所組成的“空間框架結構”，同時支架立柱的地基與基礎必須堅實，具有足夠的承載能力，防止不均勻或過大的沉降。本文介紹的滿堂鋼管支架對以后同類型的蓋梁支架的施工設計和驗算可起到參考和借鑒作用。

參考文獻

[1] JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 段良策.市政工程施工計算實用手冊[M].北京：人民交通出版社，2013.

σ===32.04MPa<[σ]=215 MP

故立桿受壓穩定性滿足要求。

4.5 立桿地基承載力驗算

地基采用C20混凝土處理，所以fgk≥20 MPa，

Fg=Kc×fgk=1×20=20 MPa，

立桿下縱向鋪設5×10方木，則

P=N/A=12320/0.1×0.5=246.4 KPa

故地基承載力滿足要求。

5 滿堂鋼管支架搭設施工技術要求

（1）支架搭設前，地基必須進行妥善處理，避免產生過大或不均勻的沉降，清理平整好搭設場地后，做好基礎四周排水措施。

（2）施工用鋼管應使用現行國家標準《直縫電焊鋼管》（GB/T 13793—2008）或《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T 3091—2008）中規定的3號普通鋼管，其材質應符合現行《碳素結構鋼》（GB/T 700—2006）中Q235-A級鋼規定。

（3）施工用扣件應采用可鍛鑄鐵制作的扣件，其材質應符合現行國家標準《鋼管腳手架扣件》（GB 15831—2006）的規定。新扣件應有生產許可證、法定檢測單位的測試報告和產品質量合格證。舊扣件使用前應進行質量檢測，有裂縫和變形的嚴禁使用，出現滑絲的螺栓必須更換，新、舊扣件均應進行防腐處理。

（4）每根立桿底部，應設置底座或者墊板，設在支架立桿根部的可調底座，當伸出長度超過300 mm時，應采取可靠措施固定。立桿應豎直設置，2 m高度的垂直允許偏差為15 mm。立桿接長除頂層頂步可采用搭接外，其余各層各步必須采用對接扣件連接。

（5）支架必須設置縱、橫向掃地桿，縱向掃地桿應采用直角扣件固定在距底座不大于200 mm處的立桿上，橫向掃地桿亦應采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

（6）滿堂支架四邊與中間每隔四排支架立桿應設置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續設置。高于4 m的支架，其兩端與中間每隔四排立桿從頂層開始向下每隔2步設置一道水平剪刀撐。每道剪刀撐寬度不應小于4跨，且不應小于6 m，斜桿與地面的傾角宜為45°～60°，剪刀撐斜桿的接長宜采用搭接。

6 結語

雖然目前蓋梁施工有多種支架體系，但扣件式鋼管滿堂支架，由于具有節約木材、裝拆方便、連接牢固、強度高、穩定性好且經久耐用的優點，仍是我國工程施工中應用最廣泛的支架之一。整個支架系統是由立桿、縱橫向水平桿、剪刀撐、斜撐、掃地桿、底座和連接它們的鋼扣件等所組成的“空間框架結構”，同時支架立柱的地基與基礎必須堅實，具有足夠的承載能力，防止不均勻或過大的沉降。本文介紹的滿堂鋼管支架對以后同類型的蓋梁支架的施工設計和驗算可起到參考和借鑒作用。

參考文獻

[1] JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 段良策.市政工程施工計算實用手冊[M].北京：人民交通出版社，2013.

σ===32.04MPa<[σ]=215 MP

故立桿受壓穩定性滿足要求。

4.5 立桿地基承載力驗算

地基采用C20混凝土處理，所以fgk≥20 MPa，

Fg=Kc×fgk=1×20=20 MPa，

立桿下縱向鋪設5×10方木，則

P=N/A=12320/0.1×0.5=246.4 KPa

故地基承載力滿足要求。

5 滿堂鋼管支架搭設施工技術要求

（1）支架搭設前，地基必須進行妥善處理，避免產生過大或不均勻的沉降，清理平整好搭設場地后，做好基礎四周排水措施。

（2）施工用鋼管應使用現行國家標準《直縫電焊鋼管》（GB/T 13793—2008）或《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T 3091—2008）中規定的3號普通鋼管，其材質應符合現行《碳素結構鋼》（GB/T 700—2006）中Q235-A級鋼規定。

（3）施工用扣件應采用可鍛鑄鐵制作的扣件，其材質應符合現行國家標準《鋼管腳手架扣件》（GB 15831—2006）的規定。新扣件應有生產許可證、法定檢測單位的測試報告和產品質量合格證。舊扣件使用前應進行質量檢測，有裂縫和變形的嚴禁使用，出現滑絲的螺栓必須更換，新、舊扣件均應進行防腐處理。

（4）每根立桿底部，應設置底座或者墊板，設在支架立桿根部的可調底座，當伸出長度超過300 mm時，應采取可靠措施固定。立桿應豎直設置，2 m高度的垂直允許偏差為15 mm。立桿接長除頂層頂步可采用搭接外，其余各層各步必須采用對接扣件連接。

（5）支架必須設置縱、橫向掃地桿，縱向掃地桿應采用直角扣件固定在距底座不大于200 mm處的立桿上，橫向掃地桿亦應采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

（6）滿堂支架四邊與中間每隔四排支架立桿應設置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續設置。高于4 m的支架，其兩端與中間每隔四排立桿從頂層開始向下每隔2步設置一道水平剪刀撐。每道剪刀撐寬度不應小于4跨，且不應小于6 m，斜桿與地面的傾角宜為45°～60°，剪刀撐斜桿的接長宜采用搭接。

6 結語

雖然目前蓋梁施工有多種支架體系，但扣件式鋼管滿堂支架，由于具有節約木材、裝拆方便、連接牢固、強度高、穩定性好且經久耐用的優點，仍是我國工程施工中應用最廣泛的支架之一。整個支架系統是由立桿、縱橫向水平桿、剪刀撐、斜撐、掃地桿、底座和連接它們的鋼扣件等所組成的“空間框架結構”，同時支架立柱的地基與基礎必須堅實，具有足夠的承載能力，防止不均勻或過大的沉降。本文介紹的滿堂鋼管支架對以后同類型的蓋梁支架的施工設計和驗算可起到參考和借鑒作用。

參考文獻

[1] JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 段良策.市政工程施工計算實用手冊[M].北京：人民交通出版社，2013.