现浇预应力混凝土连续箱梁支架布设及验算

现浇预应力混凝土连续箱梁支架布设及验算

结合连怀公路16标鹤塘互通主线桥现浇预应力混凝土连续箱梁的施工实践，提出了装卸方便、安全稳定的满堂门式支架布设及验算的一般方法，经实践，该方案是切实可行的，其降低了成本，取得了良好的经济效益。

标签：连续箱梁支架布设受力验算

1 工程概况及地质条件

本桥为四跨35m+40m+45m+40m连续箱梁，箱梁全长160m，箱梁上部结构为钢筋混凝土预应力连续箱梁；下部为柱式桥墩、肋式桥台、钻孔灌注桩基础。现浇箱梁底部宽7.5m，顶部宽12.5m，箱梁高2.4m，箱梁砼用量为1514.9m3。据设计图及施工技术规范的要求，满堂支架采用100％箱梁自重预压处理。

2 支架设计方案

2.1 基底处理清除箱梁投影面积范围内的淤泥及浮土，然后回填透水性较好的碎石土，整平后用振动压路机按最大层厚小于30cm分层碾压，最后铺10cm 厚4％水泥稳定石屑硬化，并设2％的横向排水坡。

2.2 支架设计

2.2.1 支架架设本桥支架采用HBL一240型碗扣式脚手架，支架横桥向排布，每片支架间距90cm(横桥向)，每排支架间距90cm，(纵桥向)。支架立杆下安装可调底座，顶部安装可调上托，能够方便调整箱梁底板高程符合设计要求及箱梁浇后易于拆除支架，为增强支架的整体稳定性，需对支架进行加固，采用方法是纵向沿支架外侧及横向每隔三排沿支架全高设置斜杆剪刀撑，斜杆与地面的夹角为45°～60°，且斜杆必须用扣件与立杆连接，脚手架的端部节间及拐角处也需全高设置剪刀撑，另外在支架的底部和顶部纵横方向均需加设扫地杆，与各立杆用扣件连接。

2.2.2 支架预拱度设置按设计要求，支架预拱度不考虑张拉反拱；但由于荷载引起的支架及地基的弹性变形，应设置预拱度；据预压结果，支架预拱度跨中按1.5cm、跨中至桥墩之间按二次抛物线布设。

2.2.3 支架预压为检测支架整体稳定性，消除地基土的不均匀沉降，准确测出支架及地基变形数据，为支架预拱度设置提供依据，在支架及底模安装完后，应对支架进行预压试验。

2.2.

3.1 预压荷载及加载方法预压荷载为混凝土重的1.2倍，采用编织袋装土加载，每袋装土50kg，用人工配合机械装卸。

2.2.

3.2 观测与记录加载以前，在纵横向每隔1.6m 做一观测点，跨中部位共设20个点，横隔梁部位共設12个点，且在预压区域支架立杆顶上方木及对应位置地基顶做好标记，便于测得各对应点地基的总变形及立杆弹性变形、接缝压缩等。

2.3 支架稳定性验算

2.3.1 荷载组成组成支架荷载包括：①上部现浇箱梁结构重量；②模板及承托模板结构的重量；③施工机具及施工人员荷载(由于支架高度小于10m，所以不考虑支架自重)。④倾倒砼和振捣时的冲击荷载。

2.3.2上部现浇箱梁结构重量上部箱梁混凝土体积为1514.9m3，取系数2.6t/m。(按含筋率>2％计算)，所以混凝土结构重量为1514.9m3×2.6t/m3=3938.74t，计算时假设箱梁所有荷载全部作用在底板平面面积内(偏于保守计算)，受力面积取值为1200m2，则每平方米荷载为3938.74t×l0kN/t÷1200m2=32.823kN/m2，参考《路桥施工计算手册》，取荷载分项系数r1=1.2。

2.3.3 模板及承托模板结构重量55.2t÷1200m2=0.046t/m3×10kN/t=0.46kN/m3，取荷载分项系数r2=1.2。

2.3.4 施工机具及旅工人员荷载根据《路桥施工计算手册》表8-1，施工人员、施工料具运输、堆放荷载取0.25t/m，即2.5KN/m2，取荷载分项系数r3=1.4。

2.3.5 倾倒砼和振捣的冲击荷载根据《路桥施工计算手册》表8-1，冲击荷载取0.8t/m2，(含振捣砼产生的荷载)即8KN/m2，取荷载分项系数r4=1.4。

2.3.6 荷载组合计算承载力时，Q=q1.r1+q2.r2+q3.r3+q4.r4=32.823×1.2+0.46×1.2+2.5×1.4+8×1.4=54.64KN/m2，底板宽度范围内的线荷载为QL=54.64×7.5=409.8KN/m。

2.4 支架受力计算

2.4.1 验算内容①立杆承载力及稳定性验算；②纵、横方木抗弯、挠度计算；

③地基承载力计算。

2.4.2验算过程

2.4.2.1 立杆承载力及稳定验算。此桥支架步距有两种0.9m×0.9m和1.0m×0.9m，验算时取较大步距1.0m×0.9m进行验算，则单根立杆承受的荷载比例为1.0×0.9/1×1=0.9。

每根立杆承受的荷载为N=0.9×54.64KN/m2=49.18KN。

立杆容许荷载计算：Nd=KψAf

立杆为φ48×3.5钢管，则有K一材料强度调整系数，对搭设高度30m以下，k=0.8；ψ一轴心受压稳定系数；A一单榀门架立杆的截面积A=528mm2；f一材料强度设计值，取f=205Mpa值确定。

截面积惯性矩I=π(D4-d4)/64=1.22×105mm4；立杆回转半径i=I/A=1.22×10/528=15.2mm；立杆节段长L=600mm；立杆细长比λ=L/i=600/15.2=39.5。查《计算》手册附表3—26得ψ=0.877，故Nd=0.8×0.877×528×205=75.94KN，N

2.4.2.2 纵、横方木抗弯验算

①纵向方木抗弯、挠度计算

a抗弯计算：纵向立杆之间取最大值1m，横向方木作用在纵向方木上最不利情况

Mmax=P12/4+1/5 p12/4×2；Q=54.64KN/m2 P=q/3；M=54.64/3×1/4+1/5×54.64/3×1×2/4=6.37KN.m；W=bh2/3=(0.12×0.152)/3=0.0009m3；σ=M/W=6.37KN.m/0.0009m3=7.08Mpa<[σ]=9Mpa

b挠度计算：木材弹性模量E=9.0×106KN/m2；I=bh3/12=0.12×0.153/12=3.375×10-5m4；F=5/384×g14/(E.I)=5×44×1.2/(384×9.0×106×3.375×10-5 )=2.2×10-3m；f/L=1.89×10-3/1.2=1.575×10-3<[f/L]=1/400=2.5×10-3

即，纵向方木抗弯能力和挠度经验算满足要求。

②横向方木抗弯、挠度计算

a抗弯计算：横向方木间距为0.4m，所以单根横向方木承受了0.4×0.9范围的荷载。

M=qL2/8；Q=0.4×56.37×0.90=20.29KN.m；Mmax=20.29×0.902/8=2.05KN.m；W=bh2/3=(0.1×0.12)/3=0.0003m3

横向方木弯拉应力为：

σ=M/W=2.05/0.0003=6.83Mpa<[σ]=9Mpa

b挠度计算：木材弹性模量E=9.0×106KN/m2；I=bh3/12=0.1×0.13/12=0.83×10-5m4；