現澆梁組合支架技術

何偉HE Wei

（中鐵十二局集團城市發展建設有限公司，蘇州 215000）

1 工程概況

該項目橋梁分為左右兩幅，其中左幅長84m，右幅長86m。上部結構橋面采用8cm 厚C50 砼，預應力砼箱梁采用C50 砼；上設10cm 厚瀝青砼磨耗層，箱梁采用單向雙室結構，橋面寬12.8m，梁高1.8m，箱梁結構箱室底寬8.8m，橋梁箱梁粱翼緣懸挑2m。箱梁縱向預應力為腹板束，應力管道采用塑料波紋管成孔。下部結構采用柱式墩、采用樁基礎；橋臺采用重力式U 型橋臺，實體臺，基礎為擴大基礎與樁基礎。

橋梁采用左幅：（20+30+20）；右幅（20+30+20）預應力砼連續箱梁橋型方案，平面位于直線上，縱坡為1.15%，墩臺采用徑向布置。其中0#-1#墩跨越一溝渠，1#-2#墩跨越一鄉村道路。

2 門洞及支架方案設計

該橋左右幅均為（20+30+20）m 預應力鋼筋砼連續梁，施工方法為支架現澆法施工。

2.1 選擇支架形式

本橋連續梁采用支架法一次澆筑成型，為確保梁體支架穩定性和安全性，結合現場實際情況，最終采用M60 盤扣式支架。該類型支架對于該橋使用較合理，可節約部分鋼筋原材，同時搭拆除便捷，結構設計合理，承載力安全性能較高，保障施工安全。

2.2 門洞及支架結構設計

①支架立柱采用Φ60×3.2mm 鋼管，支架標準步距（L3）1.5m，頂底層步距不大于（L2）1.0m，自由端長度（L1）不大于0.5m；橫橋向箱梁處間距1.2m；頂托上方橫橋向設置分配梁工14#工字鋼作為主龍骨；分配梁上縱橋向設置100×100mm 方木作為次龍骨，腹板、橫隔梁處間距20cm，底板翼緣板處間距30cm。次龍骨上面鋪設15mm 厚度竹膠板作為箱梁底模。

圖1 箱梁現澆支架截面圖

②門洞與橋梁軸線存在夾角，具體走向參照平面圖，門洞采用雙工40a+φ609*16 鋼管柱+條形基礎，門洞立柱通過錨筋和錨板與條基連接，錨板厚度2cm，錨筋采用HRB400 φ16 鋼筋；門洞立柱通過錨筋和錨板與條基連接，立柱之間采用槽20a 剪刀撐和雙槽20a 平連，錨板厚度2cm，錨筋采用HRB400 φ16 鋼筋，錨筋錨固深度不小于600mm，錨筋沿R=350mm 45°均勻布置，門洞基礎截面尺寸不小于700mm*1000mm，底部設置一道鋼筋網片，鋼筋網片采用HRB400 φ12 鋼筋，網眼150mm*150mm，保護層厚度 3cm。柱間距 4.0m，條基截面尺寸1000mm*700mm，門洞跨徑依據現場情況調整，最大跨徑7m，支架最小搭設凈空宜不小于2.5m，當高度不足以設置斜拉桿時，應滿設橫桿，墊層高差宜為500mm 的模數。

圖2 門洞現澆支架截面圖

圖3 盤扣式支架布置細部圖

2.3 荷載分析及計算

2.3.1 荷載參數

①模板荷載。

模板、次龍骨、主龍骨：2.0kN/m2。

②支架荷載。

盤扣支架：3.0kN/m2。

③施工荷載。

施工作業人員、施工設備、零星材料：3.0kN/m2。

④振搗荷載。

混凝土振搗時產生的豎向荷載：4.0kN/m2。

混凝土振搗時產生的水平荷載：2.0kN/m2。

混凝土傾倒時產生的水平荷載：2.0kN/m2。

⑤混凝土荷載。

混凝土容重：26.0kN/m3。

⑥風荷載。

盤扣支架分為內箱支架和滿堂支架，內箱支架不計風荷載。

風載荷按照下式計算：

式中，Wk——風荷載標準值（kN/m2）；

βz——高度z 處的風振系數，1.0；

μs——風荷載體型系數，圓截面取1.2，型鋼取1.3；

μz——風壓高度變化系數，取值為1.31；

w0——基本風壓（kN/m2）。

2.3.2 支架驗算（依據JGJ 231-2021 標準驗算）

①面板、次龍骨驗算。

計算面板線荷載標準值為55.80kN/m；線荷載基本值73.94kN/m；最大彎應力設計值4.44N/mm2，最大撓度標準值0.17mm。

次龍骨線荷載標準值：11.16kN/m

線荷載基本值：14.79kN/m

最大彎應力：12.78N/mm2

最大剪應力：1.60N/mm2

最大撓度：2.09mm

結果表明，面板，次龍骨強度、剛度均滿足要求。

②主龍骨。

經比較，實心段主龍骨為最不利位置，主龍骨采用14# 工字鋼，間距900mm，混凝土高度1.8m，跨徑1200mm，按三跨連續梁進行計算。

線荷載標準值：

線荷載基本值：

最大彎應力：

最大剪應力：

最大撓度：

強度、剛度均滿足要求。

③立桿。

1）長細比。

立桿采用60mm*3.2mm，步距1.5m，自由端長度0.5m。

式中：

l0——支架立桿計算長度；

a——可調托撐支撐點至頂層水平桿中心線的距離；

h——架體步距；

h′——架體頂層步距；

η——立桿計算長度修正系數，h=0.5m 或1.0m 時，取值1.5；h=1.5m 時，取值1.05；

γ——架體頂層步距修正系數，h`=1.0m 或1.5m 時，取值0.9；h′=0.5m 時，取值1.5；

βH——支架搭設高度調整系數，支架最大高度16m，取1.05；

k——支撐架懸臂端計算長度折減系數，取0.6。

2）縱向間距1.2m。

混凝土最大截面積s=1.42。

單根立桿恒載軸力：

單根立桿活載軸力：

軸力基本值：

軸力標準值：

穩定應力設計值：

滿足要求。

3）縱向間距0.9m。

混凝土最大截面積s=2.16。

單根立桿恒載軸力：

單根立桿活載軸力：

軸力基本值：

軸力標準值：

穩定應力設計值：

滿足要求。

④地基承載力。

支架立桿的最大軸力標準值63.50kN，立桿底托尺寸0.15m*0.15m，下設20cmC20 墊層。

滿足要求。

⑤整體穩定性驗算。

支架重量約為15kg/m3，風荷載為0.04kN/m2，支架高度以16m 計，支架寬度14.4m。傾覆力矩由風荷載產生，抗傾覆力矩由自重產生，支架整體繞最外側旋轉。

傾覆力矩=0.04*16*1.2*16/2=6.14kN·m。

抗傾覆力矩=15*10/1000*16*1.2*14.4*14.4/2=298.6kN·m

抗傾覆滿足要求。

2.4 門洞驗算

工字鋼和鋼管柱均采用梁單元模擬，節點通過彈性連接連接。

圖4 計算模型

通過驗算，40a 工字鋼最大組合應力187MPa ＜205MPa，最大剪應力66MPa＜120MPa，滿足要求。

609*16 鋼管柱最大組合應力26MPa＜205MPa，最大軸應力25MPa＜205MPa，滿足要求。

3 支架施工方案流程

3.1 施工工藝流程

施工準備→場地平整、碾壓→地基處理→盤扣支架搭設→支架預壓→調整預拱度→完成梁體澆筑后，拆除支架。

3.2 支架搭設

盤扣支架安裝采用插銷連接，首先將需要安裝的兩個桿插孔對齊，其次將插銷小頭向下插入桿件的插孔中，最后使用榔頭將插銷頂緊，每個桿件安裝完畢后，人工用手搬動插銷，確保安裝緊固。安裝示意圖如圖5。

圖5 支架安裝示意圖

圖6 帶可調托座伸出頂層水平桿的懸臂長度（單位：mm）

盤扣支架搭設順序：在基礎上橫向、縱向彈線定位→墊板→可調底座→首層立桿、水平桿安裝→安裝基礎立桿→安裝第二層水平桿→安裝第一層斜桿→安裝第三層水平桿→安裝第二層斜桿→（安裝立桿→安裝第四層及以上水平桿→安裝第三層及以上斜桿）→安裝U 型頂托→安裝大肋、底模小肋。

3.3 支架搭設要求

①立桿支架高度采用在立桿頂部和底部分別安裝底座、頂托調整，盤扣支架為定型支架，自下而上安裝。底座和頂托插入立桿長度不得小于15cm，底座伸出長度不得大于30cm，頂托伸出長度不得大于40cm。

②水平桿。

水平桿最底端一層距基礎混凝土面的高度控制在不大于55cm。水平桿標準步距1.5m，頂層水平桿步距1m。當最頂端水平桿至大肋底部大于65cm 時，設1 層水平桿進行約束。頂托絲桿外漏不得超過40cm，插入立桿不小于15cm。

③剪刀撐、斜桿。

支架搭設最大高度8≤H≤16m，（最大12m）支架架體四周外立面向內的第一跨每層設置豎向斜桿，架體整體底層與頂層設置豎向斜桿，在架體內部區域每隔1 跨由底至頂縱、橫向設置豎向斜桿，支架頂層與底層滿布設置橫向斜桿。水平剪刀撐采用鋼管扣件，從掃地桿起每4 步布置一道，不足4 步時僅在支架頂層布置一道，支架標準步距（L3）1.5m，頂底層步距不大于（L2）1.0m，自由端長度（L1）不大于0.5m。

3.4 支架驗收

支架按設計方案搭設安裝完成后，按照公司及技術文件規定，由項目部組織人員進行初次，并驗算是否滿足《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》JGJ231-2010 標準，達到要求，初驗合格后，報公司有關部門進行驗收。未經驗收合格，嚴禁使用。如架體存在安全隱患，須妥善處理，并再次驗收合格后方可使用。

3.5 支架預壓

支架預壓目的為檢驗支架各部分結構的承載能力和整體穩定性，消除非彈性變形，觀測彈性變形量，以確定支架的預拱度值。本方案主要利用沙袋對對支架結構進行預壓以獲得觀測數據。

預壓采用三級加載，一級卸載。即先按預壓荷載的60%、100%、120%逐步加載，再將荷載全部卸除。每級加載完成后，都必須對焊縫和螺栓聯接處等逐一進行檢查，加載及卸載均應進行測量并詳細記錄。加載前，將測點布置好并讀取測點初值。加載時，按照布置分級加載，對稱施加荷載，加載順序模擬混凝土澆筑順序。同時讀取各級加載完成時的測點標高，得出下撓值。每級加載完成后，應先停止下一級加載，并應每間隔6h 對支架頂部沉降量進行一次監測。卸載時，應對稱、均衡、同步卸載。卸載完成6h 后，即可進行各測點的標高測量，計算支架基礎各測點的彈性變形及非彈性變形量。（圖7）

圖7 箱梁預壓觀測點平面布置圖

全部預壓荷載加載完畢后，立即對監測點進行觀測并記錄觀測值；然后在12h、24h、36h、48h、72h 監測一次并記錄各監測點標高，并計算沉降量；在全部加載完成后的支架預壓監測過程中，當滿足下列條件之一時，應判定支架預壓合格：①各監測點最初24h 的沉降量平均值小于1mm；②各監測點最初72h 的沉降量平均值小于5m。

4 結束語

本項目的施工實踐表明，盤扣支架承載能力強，安全性能高，安裝拆卸效率高。對于本項目的連續梁澆筑施工，在提高安全、質量及加快施工進度的同時，還降低了架體的綜合成本，為公司獲取了良好的經濟效益。通過總結分析橋梁工程現澆箱梁門洞支架及盤扣式支架施工技術，積極利用其施工特點，有利于更好的應用于工程建設中。