現(xiàn)澆箱梁碗扣式滿堂支架施工技術(shù)

何 軍

(中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司，山西 太原 030000)

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現(xiàn)澆箱梁碗扣式滿堂支架施工技術(shù)

何 軍

(中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司，山西 太原 030000)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了現(xiàn)澆箱梁碗扣式滿堂支架施工設(shè)計(jì)需考慮的因素，從支架設(shè)計(jì)形式、支架受力、模板及方木受力等方面，探討了滿堂支架設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算方法，并總結(jié)了滿堂支架的預(yù)壓技術(shù)，有利于保證工程的施工質(zhì)量。

現(xiàn)澆箱梁，滿堂支架，荷載，模板

0 引言

現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)在高速公路橋梁建設(shè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，采用碗扣式滿堂支架是現(xiàn)澆箱梁施工時(shí)經(jīng)常采用的支架形式，支撐體系的設(shè)計(jì)和施工工藝均是現(xiàn)澆箱梁施工中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，本文詳細(xì)介紹碗扣式滿堂支架在現(xiàn)澆箱梁中的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)。

1 工程概況

本項(xiàng)目負(fù)責(zé)承建龍青高速第十三合同段城陽(yáng)高架橋左右雙向第27聯(lián)～58聯(lián)，單線全長(zhǎng)7 337 m。城陽(yáng)高架橋上部結(jié)構(gòu)均采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)，共計(jì)單幅64聯(lián)(106跨)。城陽(yáng)高架橋全部為陸地橋，平均高度9 m。

2 工程特點(diǎn)

1)城陽(yáng)高架橋施工區(qū)域右側(cè)緊鄰G204國(guó)道，左側(cè)緊鄰居民區(qū)和工廠，施工區(qū)域狹窄，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

2)本項(xiàng)目工期較緊,同時(shí)開(kāi)展的作業(yè)面較多,支架用量大,如何在確保支架安全的情況下合理優(yōu)化支架設(shè)計(jì)方案控制成本，是擺在我們面前主要考慮因素之一。

3 滿堂支架的設(shè)計(jì)考慮因素

1)地基處理方式及地基承載力；

2)荷載組合項(xiàng)目：考慮施工中所有使用的模板自重+梁體自重+碗扣式支架自重+作業(yè)人員+施工材料機(jī)具等移動(dòng)運(yùn)輸或者堆放的荷載之和；

3)支架搭設(shè)方式；

4)支架的變形、沉陷等。

4 滿堂支架的荷載分析

現(xiàn)澆箱梁根據(jù)設(shè)計(jì)截面的不同，在各個(gè)部位施加在支架上的荷載也不同。荷載值取小了，在實(shí)際使用過(guò)程中超出支架的承受范圍會(huì)發(fā)生支架失穩(wěn)垮塌。

按施工規(guī)范要求，箱梁自重荷載取安全系數(shù)r=1.2，其余荷載取安全系數(shù)r=1.4。其余荷載包括：施工荷載，取值2.5 kN/m2；澆筑混凝土?xí)r振搗產(chǎn)生的荷載，取值2.0 kN/m2；現(xiàn)澆箱梁支撐內(nèi)模自重荷載，取值0.5 kN/m2；現(xiàn)澆箱梁支撐外模自重荷載，取值0.1 kN/m2；支撐模板用分配梁方木，取值0.1 kN/m2；澆筑混凝土?xí)r混凝土沖擊的荷載，取值2.0 kN/m2。

根據(jù)本橋的設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)澆箱梁的截面形式主要分兩種，分別為端橫梁實(shí)心段和跨中位置空心段。圖1為端橫梁實(shí)心段的截面圖，在進(jìn)行箱梁自重荷載計(jì)算時(shí)，需要將端橫梁實(shí)心段分成三個(gè)部分進(jìn)行自重計(jì)算區(qū)域，分別為左、右翼緣板荷載區(qū)和底板荷載區(qū)?；炷涟凑珍摻罨炷吝M(jìn)行取值為26 kN/m3。

圖2為跨中位置空心段的截面圖，在進(jìn)行箱梁自重荷載計(jì)算時(shí)，需要將跨中空心段分成七個(gè)部分進(jìn)行自重計(jì)算區(qū)域。分別為左、右翼緣板荷載區(qū)，左、右邊腹板荷載區(qū)，左、右底板荷載區(qū)和底板荷載區(qū)?；炷涟凑珍摻罨炷寥≈禐?6 kN/m3。

根據(jù)不同的截面部位分別進(jìn)行箱梁的自重荷載計(jì)算和其他荷載計(jì)算乘以對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)。

5 滿堂支架設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算

5.1 支架設(shè)置形式

支架均采用φ48 mm×3.5 mm碗扣式鋼管支架搭設(shè)，立桿下部均墊設(shè)10 cm×15 cm橫橋向方木，立桿采用對(duì)接的方法接長(zhǎng)，立桿主要采用120 cm,180 cm,240 cm,300 cm四種型號(hào)的桿件。

5.2 支架受力計(jì)算方法

1)單根支架立桿容許承受的荷載最大值計(jì)算。滿堂支架立桿的長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：λ=L/i=1 200/15.95=75,由計(jì)算結(jié)果可查得滿堂支架立桿的縱向彎曲系數(shù)φ=0.75,使用的φ48 mm×3.5 mm鋼管的截面面積為424 mm2,鋼材容許應(yīng)力[σ]=145 MPa。

2)支架單根立桿受力計(jì)算。如圖3所示，單根立桿所承受的=荷載與支架的設(shè)計(jì)間距有關(guān)。設(shè)計(jì)間距越大，立桿承受的荷載越大，反之越小。圖中陰影部位a×b面積的荷載由一根立桿承受。

5.3 模板及方木受力計(jì)算

通過(guò)荷載分析，邊腹板處的受力最大，因此選取荷載最大的邊腹板區(qū)域進(jìn)行模板和分配梁方木受力檢算。

1)模板檢算?，F(xiàn)澆箱梁使用的底模選擇專用高強(qiáng)度竹膠板材，板材規(guī)格2 440 mm×1 220 mm×15 mm。

撓度：根據(jù)模板下方木采用的分布形式，竹膠板可看作為多跨等跨連續(xù)梁，按三等跨均布荷載作用連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算：

f=qL4/(128EI)=0.75 mm，竹膠板撓度滿足。

2)分配梁受力計(jì)算。

q=17.41 kN/m。

方木最大跨中彎矩計(jì)算M=qL2/8=17.41×0.62/8=0.78 kN/m；

查表可知落葉松容許抗彎應(yīng)力[σ]=14.5 MPa，彈性模量E=11×103MPa；

方木橫梁彎拉應(yīng)力計(jì)算σ=M/W=0.78×103/1.67×10-4=4.69 MPa<[σ]=14.5 MPa，橫梁彎拉應(yīng)力滿足。

方木橫梁撓度計(jì)算f=5qL4/(384EI)=(5×17.41×0.64)/(384×11×106×8.33×10-6)=0.3 mm

6 滿堂支架預(yù)壓

預(yù)壓滿堂支架過(guò)程必須按照整個(gè)澆筑段同時(shí)進(jìn)行，模擬混凝土的澆筑順序用砂袋等載預(yù)壓，試壓的最大加載為設(shè)計(jì)荷載的1.1倍，預(yù)壓時(shí)梁體兩側(cè)對(duì)稱平衡加卸載，加載的順序應(yīng)模擬混凝土澆筑的順序。砂袋在地面上按重量裝好以后，采用16 t吊車由人工配合嚴(yán)格按照澆筑混凝土?xí)r荷載的分布堆碼整齊，采取分四個(gè)等級(jí)加載，分級(jí)重量為總重量的60%，80%，100%，110%。

7 結(jié)語(yǔ)

滿堂支架法是現(xiàn)澆箱梁施工中最常見(jiàn)的一種施工技術(shù)，在施工過(guò)程中應(yīng)明確一個(gè)原則，考慮支架的整體穩(wěn)定性要求應(yīng)大于單純的受力計(jì)算要求，很多滿堂支架垮塌事故原因分析最后指向支架整體失穩(wěn)這個(gè)原因，因此在施工中應(yīng)高度重視剪刀撐和掃地桿的安裝質(zhì)量要求。

[1] JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

The construction technology of cast-in-situ box girder bowl-type full framing

He Jun

(TheFirstEngineeringLimitedCompany,ChinaRailway17thBureauGroup,Taiyuan030000,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced the factors to consider in cast-in-place box girder bowl-type full framing construction design, from the framing design form, support force, template and wood stress and other aspects, discussed the calculation method of full framing design parameters, and summarized the pre-loading technology of full framing, to ensure the construction quality of engineering.

cast-in-situ box girder, full framing, load, template

1009-6825(2016)11-0174-02

2016-01-28

何 軍(1983- )，男，工程師

U445

A