現澆箱梁支架設計及力學分析

郝敏潔　周鵬

摘? 要：碗扣式鋼管滿堂支架是一種插口式組合支架，不但拼拆迅速、省力、通用性強，且整體性好、承載力高、安全可靠，其在工程中的應用日趨廣泛。結合沈陽至康平高速公路項目，通過對現澆箱梁的碗扣式支架設計、模板安裝等工藝進行總結，并對支架結構進行Midas/Civil數值模擬，驗算支架的安全穩定性，為同行在類似環境施工或建模計算時，提供參考與借鑒。

關鍵詞：現澆箱梁;碗扣支架;Midas/Civil;有限元分析

中圖分類號：U445? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）08-0101-05

Abstract： Full cuplock steel tubular scaffolding is advantageous not only in good integrity high， jointstrength， bearing capacity and safety， but also function and construction efficiency， its' use of cuplock steel tubular scaffolding is becoming more and more common in the construction site. Combined with Shenyang to Kangping expressway project， through summarizing the design of bowl buckle bracket and formwork installation of cast-in-place box girder， and carrying out MIDAS/Civil numerical simulation of bracket structure， checking the safety and stability of bracket， providing reference for peers in similar environment construction or modeling calculation.

Keywords： cast-in-site box girder; cuplok formwork support system; Midas/Civil; finite element analysis

1 工程概況

沈陽至康平高速公路項目六王屯1號天橋，原路為村道砂石路，路基寬5.0m，引線與高速公路的交角為66°。橋梁跨徑為25+35+25m。橋面凈寬7.0m，設計角度為90°，橋梁總長度為92m。上部為預應力混凝土連續箱梁，下部為柱式墩，肋板臺和樁基礎。橋址區工程地質條件簡單，場地穩定性好，場地未液化。

1.1 材料及布置

I10工字梁水平放置在可調支架上，縱向防止設10×10cm方木，現澆箱梁模板采用1.8cm厚竹膠板。箱梁內模支撐采用碗扣式滿堂支架，支架立桿縱橫距離均為90cm。

橋梁正中間留門洞，高5m，寬5m，與高速公路的交角為66°，門洞與高速公路主線中心線平行。門洞左右支架間距為30cm，I20工字鋼縱向鋪設支架可調頂托上，間距30cm，橫向鋪設I20工字鋼，門洞上方架設HN400*200型鋼。

1.2 結構特點

碗扣式滿堂支架立桿縱向間距60cm，橫向按照翼緣板90cm間距鋪設;支架橫桿布置步距為120cm。支架剪刀撐在縱橋向均按照間距6m設置，橫橋亦然。斜撐與地面夾角控制在45°～60°，在頂層和底層按相同要求設置水平剪刀撐，水平剪刀撐間距不大于4.8m。底層設置掃地桿，掃地桿離地高度20cm。

2 支架現澆箱梁施工技術

2.1 地基處理

首先對場地進行平整，用壓路機進行初壓，然后再填筑45cm厚4%石灰改善土加10cm厚C20砼;填筑范圍8m梁板寬度與2m加寬處理。

2.2 支架搭設

端橫梁（墩頂兩側1.8m以內）縱橋間距60cm，橫橋間距90cm;步距120cm。

腹板位置：橫向間距60cm，縱向間距90cm，步距120cm。

箱室和翼板位置：橫縱向間距為90×90cm，步距120cm。

主梁：橋梁縱向布置48*3.5mm鋼管，腹板位置橫向間距60cm，其他位置橫向間距90cm。

次梁：10×10方木橫橋向布置，縱向間距30cm。

底面板：鋪設1.8cm厚竹膠板。

支架搭設順序：從一端向另一端依次縱向搭設，逐層改變安裝方向，每搭設一步后，應按規范要求及時檢查、調整支架的水平度和垂直度，確保其位置的準確性。

支架搭設流程：測量放線→墊木、底座放置→中線立桿→水平橫桿安裝→橫向水平加固桿安裝→縱向水平加固桿安裝→按照上述步驟逐層安裝→剪刀撐設置→欄桿安裝→掛立桿安全網。

2.3 模板安裝

外側模和底模采用竹膠板，端模和芯模采用同類型竹膠板，內襯采用加勁肋骨架，橋梁縱向布設不大于400mm間距;支架采用直徑48mm、厚度3.5mm鋼管，空箱箱室內采用方木做支撐。

底模竹膠板下方設48×3.5mm鋼管、100×100mm方木。在主梁上橫向鋪設100×100mm方木，其間距為300mm。

腹板外側模竹膠板外設100×100mm的垂直背肋，間距不大于350mm。翼緣板下設兩層方木，上層為沿橋向100×100mm的方木，橫向間距為300mm;下層為橫橋向100×100mm的方木，縱向間距為900mm。

2.4 支架預壓

支架預壓荷載及支撐范圍為底板和腹板正下方支架，翼板支架由于承載力小而不作考慮。支架預壓荷載按箱梁自重（不含翼板重量）的1.2倍計算，支護沉降穩定后，拆除預壓荷載。

2.5 鋼筋工程

鋼筋布置嚴格按設計圖紙和施工規范要求，按先設梁后設箱底腹板的順序進行。橫梁鋼筋骨架在鋼筋加工場切割焊接后運至現場。人工配合吊車現場就位綁扎。

鋼筋加工完畢后，按箱梁曲線和逐段焊接的要求，放入腹板鋼筋骨架內，然后綁扎頂板鋼筋和底板斜筋。鋼筋與模板之間用符合設計厚度的預制混凝土保護層墊塊支撐墊層，靠近模板外側鋼筋用扎絲綁扎并錯開。

2.6 混凝土澆筑、養生

箱梁混凝土采用混凝土罐運輸，泵送入模。混凝土澆筑分為兩次，第一次澆筑至箱梁箱室上倒角處，第二次澆筑頂板。在混凝土達到一定強度后，及時灑水養護，濕養時間不少于7天。

2.7 預應力張拉及壓漿

張拉采用對稱張拉，伸長量、張拉力雙控。檢查張拉設備、錨具、鋼絞線束的狀況，確認設備完好，鋼絞線束、錨具準確后，方可作業。

梁張拉的順序為：腹板鋼束在同一類型束的左右兩側對稱張拉，底板鋼束從箱梁兩側向中間對稱均勻張拉。

預應力筋張拉后，應在48小時內對孔道進行灌漿。

2.8 封錨

壓漿結束后，立即將梁端水泥漿清理干凈，將端面混凝土鑿毛，后澆筑封端混凝土。

2.9 支架拆除

整體澆筑多跨連續橋梁，每跨同時分次卸荷;當需要逐跨落架時，應對稱地由變跨向中跨推進。支架拆除遵循先支后拆、后支先拆的原則。先拆除斜拉桿，再從頂層拆橫桿，后拆立桿，依次向下拆除。禁止上下層（階梯狀）同時拆除。拆下的模板及零配不得丟棄，應用吊帶捆綁或人工拆除，堆放在指定地點。

2.10 模板拆除

頂板模板采用人工拆除，由箱梁頂板預留孔附近箱內箱室兩端逐步向前推進。側模和端模也采用人工拆除，同時橋梁兩端向跨中推進。拆除側模時，先將箱梁木框架拆除，然后將側模綁扎牢固，拉出梁體外30cm，用吊車逐一調運到梁下。拆除腹板內模、頂板模板、側模和端模時，嚴禁使用大錘和撬棍，注意不要磕碰混凝土表面，避免影響混凝土外觀質量。

當拆除底模時，先下調頂托，使底模在自身重力作用下與混凝土脫離。如不能脫離，可采用木杠撬動，嚴禁損傷混凝土表面。由多人協同卸至地面，用繩索將桿件運至地面，嚴禁向下拋投。

縱向主龍骨拆除采用人工配合進行，拆除前，應先解除其連接，并下調頂托，使模板與箱梁底面脫離。人工逐根拆除拆除底模。模板和縱向主龍骨拆除時，應采取安全措施，避免操作人員墜落以及高空墜落傷人、車輛。

3 支架建模驗算

3.1 模型建立

根據門洞和跨度兩方面考慮，跨中門式支架處最為不利，取其進行計算。模型中，模板用板單元模擬，厚度18mm，其他桿件均用梁單元模擬。

以下部分圖例未顯示剪刀撐，整體模型建立中有剪刀撐。

門洞凈距5m，縱距0.3m，橫距0.9m，與高速公路交角66°。

其他支架縱向間距0.6m，橫向間距0.9m，步距1.2m。

I10工字鋼橫向鋪設支架上方，10×10cm方木縱向鋪設，現澆箱梁模板采用1.8cm厚竹膠板。

在縱橋向和橫橋向按照6m間距設置支架剪刀撐，斜撐與地面夾角控制在45°～60°，在頂層、底層按照相同要求設置水平剪刀撐，水平剪刀撐間距不大于8m。

3.2 驗算結果

3.2.1 整體變形（圖3）

4 結束語

結合沈陽至康平高速公路項目現澆箱梁總結了碗扣式支架施工工藝技術，并根據支架的實際受力情況建立相應的力學模型，通過理論計算確定支架的實際受力分析與整體穩定性，為施工前期支架安裝控制提供依據，確保支架的安全。

參考文獻：

[1]張肇潛，張鵬，楊帆.有限空間多層建筑結構異形箱梁支撐體系拆除施工[J].中國標準化，2018（16）：49-50+53.

[2]沈國勇.跨烏奎大跨徑預應力現澆箱梁現澆滿堂支架預壓的施工[J].商品與質量·建筑與發展，2013（2）：131-132.

[3]冷冬.重型門式支架在整體現澆橋梁中的施工技術研究[D].同濟大學，2009.