現澆混凝土箱梁盤扣式支架與碗扣式支架方案使用比較分析

鄒立舜

（福建省龍巖市城市建設投資發展有限公司，龍巖 364000）

1 工程概況

龍巖市南北交通中心軸和景觀軸線龍巖大道是龍巖大道高架橋工程所在的位置，包括道路以及橋梁工程兩大部分，其中工程的全長3395m，高架橋全長2329m(主橋為190+150m獨塔斜拉索鋼箱梁轉體橋)，對于現澆預應力混凝土箱梁跨徑結構，共有103個跨徑，且大多位于龍巖市主路橋梁工程中，跨越多條市政道路、兩條鐵路和河流。為緩解交通壓力，保證城市交通順暢,交通節點目標提前實現部分,在預應力混凝土箱梁懸臂施工中,按鈕碗支架和板式支架兩個支撐體系,加快項目的施工進度。

2 施工方案

以引橋標準型箱梁為例，分析了兩種施工方案。采用標準箱梁，跨度30米，梁高2.2米，梁寬26米。

根據支架系統的形式,計算按照有關技術規范,確定碗支架和套接字類型按鈕排列間距的方法支持。

2.1 碗扣式支架搭設方案

碗扣支架采用WDJ碗扣式腳手架,型號、規格為φ48×3.5碗扣支架，搭設時遵循以下原則：

1.箱梁腹板下支架搭設間距：90cm（順橋向）×60cm（橫橋向），豎向步距為120cm。

2.箱梁箱室下支架搭設間距：90cm（順橋向）×90cm（橫橋向），豎向步距為120cm。

3.梁端橫隔梁處支架搭設間距：60cm（順橋向）×60cm（橫橋向），豎向步距為120cm。

4.剪刀撐設置：橫向平面剪刀撐按每4步設置一道；縱向剪刀撐布置于支架外側及腹板下方與箱梁中間；橫斷面剪刀撐按順橋向間距4m設置一道。

5.分配梁均采用方木作為分配梁，根據受力狀況分為主分配梁和次分配梁。順橋向主分配梁（10×15cm方木）間距與順橋向立桿的間距一致，橫橋向次分配梁（10×10cm方木）每30cm設置一道。

6.新建地基基礎為在壓實原狀土上換填20cm級配碎石后澆筑20cm的C20素混凝土，若箱梁支架位于原有道路上則只對承臺開挖及泥漿池回填部位進行處理，其余部位無需處理。

2.2 承插式盤扣支架搭設方案

承插式盤扣支架采用A-LG型號、規格為φ60×3.2盤扣支架，搭設時遵循以下原則：

1.箱梁腹板下支架搭設間距：90cm（順橋向）×90cm（橫橋向），豎向步距為150cm。

2.箱梁箱室下支架搭設間距：150cm（順橋向）×150cm（橫橋向），豎向步距為150cm。

3.箱梁變截面下支架搭設間距：120cm（順橋向）×120cm（橫橋向），豎向步距為150cm。

4.梁端橫隔梁處支架搭設間距：90cm（順橋向）×90cm（橫橋向），豎向步距為150cm。

5.剪刀撐（豎向及水平斜桿布置）：

（1）小于8米按鈕拉條系統，用于支架繞第一垂直對角線外每層設置支架，頂部和底部設置垂直對角線和水平對角線，每 5個縱向和橫向設置垂直對角線，沿框架體每6個橫向設置一個水平對角線。

（2）超過8 m按鈕支架水平支持系統,垂直設置對角,頂部和底部設置水平對角,沿著身體每6幀對角交叉設置一個水平。

6.分配梁根據受力狀況分為主分配梁和次分配梁，主分配梁為14#工字鋼,次分配梁為10×10cm方木，工字鋼間距與順橋向立桿間距一致，方木間距每30cm一道。

7.新建地基基礎為在壓實原狀土上換填20cm級配碎石后澆筑20cm的C20素混凝土，若箱梁支架位于原有道路上則只對承臺開挖及泥漿池回填部位進行處理，其余部位無需處理。

3 方案比選及分析

3.1 主受力桿件承力對比分析

盤扣支架的立桿及節點盤均為Q345鋼，傳統的碗扣式支架為Q235鋼，盤扣支架鋼材強度約為傳統碗扣支架鋼管強度的1.5倍。考慮碗扣支架周轉次數較多，且非標件存在較多，在計算中將碗扣支架的壁厚按3.0mm考慮。

盤扣支架鋼管穩定承載力計算：

單根立桿的穩定承載設計值Nd=φ.A.f

φ-軸心受壓桿件穩定系數，由λ= h0/I查表得Φ60壁厚3.2mm的鋼管其回轉半徑為i=2.01cm

A—單根立桿毛截面積A=A0=3.14[（60/2）2-（53.6/2）2]=570.7mm2

f—材料強設計值取f=300N/mm2

h0=實際長度×系數，計算長度系數如下：

h0= h+2a=1.2+0.3×2＝1.80m

λ=h0/I=1800/20.1=89.6，取λ=90，查表得φ=0.55

故 Nd=φ.A.f=0.55×570.7×300=94.17KN

則盤扣式支架單桿穩定承載能力為 94.17KN，約為碗扣支架單桿穩定承載力42.5KN的2.2倍。

同等的荷載情況下，使用盤扣支架的桿件量是少于碗扣支架的，但立桿的減少會導致上部底模系分配梁和下部地基基礎的受力增大，需要采用高強度材料,或增加梁的分布層提高梁的應力分布,分布和支持基礎的承載力基本需求也相應增加,需要加強基礎。

3.2 結構安全性對比分析

盤扣式支架在節點形式為銷板與鋼管焊接一體，通過具有自鎖功能的楔形板與受力鋼管形成半剛性連接，為了更好地確保節點連接。碗和碗扣支架節點旋轉銷之后見面,但在實際的施工過程，由于碗扣支架使用周轉次數較多，容易鎖泄漏或泄漏或不緊,有很大的安全隱患。

在相同的節點位置,斜欄可以用來限制位移在八個方向形成鋼管支架系統,這是優秀的穩定性。此外,剪刀支持類型支架通常采用扣件式鋼管和后組根據規范,只有積分約束托架的某些部分。約束條件差，穩定性一般。

3.3 材料成本分析

等效負荷情況下,盤扣支架材料用量一碗少很多。在8 m和模板支持系統,套接字類型按鈕支架系統使用更少的材料,租賃價格。在超過8米模板支持系統,套接字類型按鈕支架系統與碗架系統相比,物質消費是相似的,這是因為當盤扣支架搭設高度大大增加盤扣的支持材料的用量。但市場上盤扣架的租賃價格較碗扣架高1.5～2倍，在8m以上的支撐體系中使用盤扣支架，材料租賃價格較碗扣架高。

3.3.4 施工方案比選結果

根據目標節點的要求和工程施工進度,選擇力性能,安全性能好,而且美觀大方盤扣支架方案,現場實施,為了節省施工工期、確保施工節點的目標。

4 總結

引橋在龍巖路高架橋施工現澆混凝土箱形梁通過使用兩種滿堂支架支持系統進行了比較和分析,在比較和分析以下結論：

1.支護系統的種類可以滿足施工應力的要求，但護板的抗彎受力性能優于筒體支護，但相應的基礎梁和需求分布較大，實際施工中應根據現場場地和資源配置進行選擇。

2按鈕支架結構安全性能優于支架的碗,并能滿足安全文明施工的要求。

3.盤扣式支架搭設完成后整體美觀大方，在龍巖大道高架橋工程使用中地方質量、安全監督部門對該型支架體系極為贊賞，并推廣使用。

4.盤扣式支架在在施工中節省了工程的施工工期，但在超過8 m模板支撐系統成本較高的情況下，建議在施工工期緊張、資金充裕的情況下，允許或在工期內資金不足。