浅谈钢管排架+盘扣支架在高墩上大悬臂盖梁施工中的应用 龙建宇

浅谈钢管排架+盘扣支架在高墩上大悬臂盖梁施工中的应用
龙建宇
摘要：目前国内大悬臂现浇盖梁支架搭设常采用满堂支架和钢管贝雷支架方式。

钢管贝雷梁柱式支架，材料通用性强，施工灵活性好，拼装、拆除操作方便，克
服了受力不均衡和拼装繁琐的缺点，适用于地基相对较差的地方。

满堂支架搭设
采取按一定间隔，密布搭设起支撑作用的脚手架的施工方法，不需要大型吊装设备，但支架消耗量大，工期长，常规满堂支架钢管杆件本身承载能力有限，对高
墩有很大的局限性。

关键词：高墩大悬臂盖梁钢管排架盘扣支架
1.工程概况
乌鲁木齐东二环金沙滩街高架桥跨径布置为11×（4×30）+（36+55+36）
+4×30，共13联，桥梁全长1572.75m，交角90°，桥宽2×16.25，双向八车道。

桥墩盖梁采用预应力混凝土矩形断面，端部高150cm，跨中高302.5cm，宽
240cm，长31米，平均净高25m，自重510t。

2.支架工艺分析
目前几种比较常用的支架分析如下：
2.1满堂支架
满堂支架具有操作简单，技术成熟的优点。

但是针对高墩上大悬臂盖梁施工
存在以下缺点：满堂支架对地基承载力要求较高；为了保证满堂支架稳定性，规
范要求宽高比不得超过1：2，此方案若墩柱较高的盖梁，支架用量庞大，支架租
金及人工费用高；由于盖梁投影面积小、自重大，支架大部分为30cm间距设计，致使支架搭设施工安全系数小，工期长。

2.2钢管贝雷支架
钢管贝雷梁柱式支架，材料通用性强，施工灵活性好，拼装、拆除操作方便，克服了受力不均衡和拼装繁琐的缺点。

存在以下缺点：项目地处新疆，市场资源
匮乏，钢管和贝雷片需从内地市场调拨，各项成本费用较高；由于本项目盖梁平
均净高为25m，钢管出厂单根长度最长仅为12米，拼接过程安全系数低；钢管
进场后连接部位需进行深加工，加工精度要求高，成本费用高。

2.3钢管排架+盘扣支架
根据本项目工程特点，将钢管贝雷支架与满堂支架进行结合，经过设计验算，研究出了盖梁“钢管排架+盘扣支架”施工工艺，采用单根12m钢管作为第一层支
撑体系，第一层支撑体系由钢管基础、基础预埋连接法兰、12m钢管、56a工字
钢主梁、25b工字钢小梁组成。

盘扣支架作为第二层支撑体系。

此工艺克服了盘
扣支架用量大、搭设复杂和钢管深加工费用高、安全系数低的缺点。

3.排架+盘扣支架设计简述
3.1第一层支撑体系（钢管排架）
钢管立柱采用Φ630mm，壁厚10mm无缝钢管。

底部预制块为2m×2m×0.6m，钢管底部与钢筋混凝土预制块预埋螺杆螺栓连接。

钢管纵桥向间距为3m，共2排，高度12m。

横桥向间距为6m。

钢管排架四周横向与纵向之间采用横梁20#槽钢与斜梁100mm×8mm等边角钢相连接。

钢管排架顶部采用三拼56a工字钢布置，纵向分布梁由25b工字钢组成分布
梁长6m，间距按照0.6m布置。

纵桥向上系梁顶部布设7根4.75米长的25b工字钢，间距按60cm布置作为
盘扣支架的整体支撑。

三角斜撑采用14#工字钢与25b工字钢焊接成型。

3.2第二层支撑体系（盘扣式支架）
盘扣式支架钢管规格为φ48×3.5mm，且有产品合格证。

钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹或严重锈蚀的钢管。

4.受力验算
4.1钢管排架受力验算
4.1.1新浇筑砼自重
为保证安全将盖梁考虑为宽2.4m，高度2.8m，长31m长方体（实际盖梁为
两侧渐变，混凝土方量为182.03 m3）。

砼密度：26KN/m3，（包括砼、钢筋和
钢绞线等）；则盖梁砼：V=208.32m3，G=208.32×26=5416.32KN；盖梁支架面积：A=31×4.5=139.5m2。

砼自重产生荷载：q1=G/A=5416.32/139.5=38.83KN/m2。

4.1.2模板自重荷载
模板采用厚度6mm钢模板，共计29.93t。

q2=299.3/139.5=2.15KN/m2。

施工
荷载：q3=1KN/m2；振捣时产生的荷载：q4=2KN/m2；浇筑砼时产生的冲击荷载：q5=2KN/m2。

4.13钢管立柱受力验算
选用φ630mm、壁厚10mm钢管，理论重量152.89 Kg/m。

面积
A=19467.5mm2，I=（6304-6104）×3.14/64=9.357×108mm4，回转半径i=（I/A）
^0.5=219mm，立柱长度取h=12m，则长细比为12000/219=54.8，轴心受压构件稳定系数查表得0.857。

钢管立柱承受上部荷载有盖梁砼荷载、模板、工字钢、机具、人工施工荷载等。

钢支撑受压稳定计算
分析得到钢立柱最大支撑力位于跨中的四组。

钢立柱承受最大荷载为：
N=4*（N3+N4）+（5.5*94.55*10）*10^（-3）*1.2+1.529*1.2=1351.944KN＜[N]=215MPa×0.857×19467.5mm2=3586.98KN，符合要求。

4.2支架立杆验算
4.2.1受力分析
便于分析起见，在计算过程中假定混凝土为理想流体材料，即材料颗粒之间
不存在剪应力，这个假定对于一次浇筑完成的盖梁是恰当的，因为混凝土尚未初凝，应力重分布现象不明显。

在实际计算中，强度及稳定性验算时现浇支架、模板、盖梁砼等荷载分项系
数取1.2，挠度验算时荷载分项系数取1.0。

4.2.2强度及稳定性验算
4.2.2.1横杆计算
4.时间效益
搭设满堂式碗扣支架需要耗费11天，搭设钢管排架+盘扣搭设方式需要耗费7天，工艺
成熟后只需5天即可完成盖梁支架搭设，且拆除相对容易，可加快周转材料周转速度，同时
节约工期。

5.结论
本项目积极整合资源、大胆创新，研究出了钢管排架+盘扣支架的盖梁支架搭设方式，此
施工方式在施工操作上省时省力，安全上有数据支撑，技术上有经验可循，质量上有实体保证，得到了一致认可，为增强公司技术水平贡献力量，也为一公局在新疆市场树立了不守旧、
勇创新、高标准施工的品牌形象。

参考文献：
【1】中交第一公路工程局有限公司.JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范[S].
北京：人民交通出版社，2011
【2】中交公路规划设计院.JTG/D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.中华人民共和国交通部，2004
【3】人民交通出版社.路桥施工计算手册.2001
【4】新疆维吾尔自治区交通运输厅.公路施工标准化手册.2015
【5】济南市市政工程设计研究研究有限责任公司.国道216线乌鲁木齐市过境段公路工程第二合同段两阶段施工图设计.2016。