悬臂浇筑连续梁现浇段支架施工检算

悬臂浇筑连续梁现浇段支架施工检算
结合工程实例，着重阐述了预应力混凝土悬臂浇筑连续箱梁0#段采用支架现浇时支架的力学检算过程，经检算，各项指标均符合相关标准及规范要求。

为今后类似桥梁支架现浇法施工提供参考。

标签：支架施工检算
1 工程概况
跨潍莱高速公路特大桥中心里程DK31+727.7，全长2279.11m，孔跨布设形式为24-32m简支梁+（40+64+40）m连续梁+1-32m简支梁+1-24m简支梁+39-32m 简支梁，主跨（40+64+40）m连续梁所处墩号为24#—27#。

25#、26#墩间线路里程DK31+727.7处上跨潍莱高速公路，上部为连续梁64m孔跨，梁下净空要求不小于5.5m。

潍莱高速公路路堤高约5.3m，路基宽26.4m，与线路夹角75.1°。

（40+64+40）m预应力混凝土连续箱梁共35个浇筑段，0#段长8m，1#、2#段长3.5m，3#~7#段长4m，9#段为边跨现浇段长7.6m，合拢段长2m，总长145.2m；除0#段、9#段采用支架现浇外，其余浇筑段均采用挂篮法施工。

连续梁桥面宽度为7.5m，底板宽4m。

高度从0#段4.8m，过渡到边跨段2.8m，全梁设4个横隔板。

连续梁总方量1210m3，其中0#段125.4m3、1#段33.8m3、9#段58.3m3。

2 支架搭设
支架是0#节段支架现浇混凝土过程中的主要受力结构，设置在悬灌主墩两侧。

支架采用外景4.8cm、壁厚3.5mm的无缝钢管脚手架，扣件连接。

支架搭设在承台上，因而无需地基处理。

支架和墩柱合抱成整体，搭设范围比0#段梁体的垂直投影范围宽1m，以便于施工平台搭设和安装安全防护设施，支架纵横均每隔四排设置剪刀撑。

采用扣件式脚手架搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。

3 荷载计算
0#段与边跨现浇段模板、支架采用同等形式施工。

0#段梁重及施工荷载均大于边跨现浇段，所以只进行0#段的支架验算。

3.1 0#块荷载分配原则
①翼缘板砼（一区）及模板重量由翼缘板下支架承担；
②腹板砼（二区）及模板重量由腹板模板下支架承担；
③顶板及底板砼（三区）及模板重量由底板支架承担；
④支架连接按铰接计算。

3.2 荷载分析
根据本桥0#段箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：
q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

q2——根据《路桥施工计算手册》中，模板、组合钢模、连接件及钢楞容重为0.75kN/m2，此处取q2＝1.0kPa（偏于安全）。

q3——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及其他承载构件时取1.0kPa。

q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。

q5——支架自重，支架每米重量0.0384KN。

计算每步脚手架自重：NG1＝ht1＋t2
式中：
h——步距（m）；
t1——立杆每米重量（kN）；
t2——纵向横杆单件重量（kN）；按最大值进行计算，步距取0.6m，横向距离取0.3m，纵向距离0.6m，总高度为10m，则步数取16步。

NG1= t1＋t2=0.6×0.0384+(0.3+0.6)×2×0.0384=0.092kN
q5=16×NG1/A=16×0.092kN/（0.3m×0.6m）=8.2 kN/m2。

由于剪力撑每四排设置一道，在其它荷载取值时已充分考虑了富余量，故此处未对剪力撑荷载具体列入。

由工期安排未进入冬季施工，故此处计算未考虑雪荷载及冬季施工保温设施荷载的影响。

3.3 荷载组合
3.4 荷载计算
箱梁自重——q1计算
根据0#段箱梁结构特点，进行箱梁自重计算，并对截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。

一区砼截面：0.65m2 二区砼截面：4.23m2 三区砼截面：3.63m2
新浇混凝土自重：
一区：q1=0.65×26/1.75=9.66kN/m2 二区：q1=4.23×26/1.1=100
kN/m2
三区：q1=3.63×26/2.4=39.3kN/m2
4 结构检算
4.1 扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算
本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm扣件式钢管支架进行立杆内力计算。

钢管扣件式支架体系布置结构，如下图：
4.1.1 立杆强度验算
不考虑风荷载时，立杆所受荷载为N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4ΣNQK
考虑风荷载时，立杆所受荷载为N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK
故此处最不利荷载组合应为不考虑风荷载情况；
N=1.2(NG1K+NG2K）+1.4ΣNQK
NG1K——支架结构自重标准值产生的轴向力；
NG2K——支架构配件自重标准值产生的轴向力；
ΣNQK——施工荷载标准值；
①一区
NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×9.66=3.48kN
NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36kN
ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q5)=0.36×(1.0+2.0+8.2)=4.032kN
则：N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4ΣNQK=1.2×3.84+1.4×4.032=10.25kN＜[N]＝33kN，强度满足要求。

②二区
NG1K=0.3×0.6×q1=0.6×0.3×100=18KN
NG2K=0.6×0.3×q2=0.6×0.3×1.0=0.18KN
ΣNQK=0.6×0.3×(q3+q4+q5)=0.18×(1.0+2.0+8.2)=2.02KN
N=1.2×(18+0.18)+1.4×2.02=24.64KN＜[N]＝33kN，强度满足要求。

③三区
NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×39.3=14.15KN
NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN
ΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q5)=0.36×(1.0+2.0+8.2)=4.032KN
N=1.2×(14.15+0.36）+1.4×4.032=23.06KN＜[N]＝33kN，强度满足要求。

4.1.2 立杆稳定性验算
根据《建筑施工扣件式安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：
f
NW——钢管所受的垂直荷载，N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；
f——钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008 附录B得。

A——φ48mm×3.5mm管的截面积，A＝489mm2。

φ——轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得φ。

i——截面的回转半径，i＝15.8mm。

长细比λ＝L/i。

L——步距；L＝1.2m
于是，λ＝L/i＝76，查表得φ＝0.744。

WK=0.7uz×us×w0
WK——风荷载
uz——风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38 us——风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：us=1.2
w0——基本风压，查《建筑结构荷载规范》附表D.4 w0=0.8kN/m2
故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927 kN/m2
MW——计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10
La——立杆纵距0.6m（三个区域相同）；
h——立杆步距1.2m（三个区域相同）；
MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.095kN.m
W——截面模量，查表得：W=5.08×103mm3
①一区：
NW=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×3.84+0.85×1.4×4.032=9.4kN
44.5N/mm2≤f＝205N/mm2
②二区：
NW=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(18+0.18)+0.85×1.4×2.02=24.22
kN
85.27N/mm2≤f＝205N/mm2
③三区：
NW=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(14.15+0.36）+0.85×1.4×4.032=22.21kN
79.7N/mm2≤f＝205N/mm2
计算结果说明支架是安全稳定的。

4.2 扣件抗滑验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》规定，扣件采用直角扣件时，抗滑承载力设计值8.0kN；
横杆自重0.039KN×0.6=0.0234kN；满布脚手板0.7×0.6=0.42kN；施工均布活荷载标准值3kN×0.6=1.8kN；
R=1.2×（0.023+0.42）+1.4×1.8=3.05KN≤8.0kN；
扣件抗滑满足要求。

4.3 结论
通过以上计算过程可以得出一下结论：各区支架立杆的强度、稳定性均满足要求。

5 结束语
支架现浇法施工中，支架的稳定性是安全生产与梁体质量的保障，进行支架强度、稳定性等力学指标的检算就显得尤为重要。

本文以在建的某铁路线跨潍莱高速公路特大桥为例，对大桥40+64+40m连续梁0#块支架进行了详细的检算，经计算支架的强度、稳定性等力学指标均满足标准要求，挠度变形在容许范围内。

施工实践证明，现浇完的0#块箱梁的整体质量优良、平面位置和标高均得到精确控制，梁体线性优美。

参考文献：
[1]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JTJ 130-2001，J84-2001)[S].
[2]铁路桥涵施工手册.
[3]建筑结构荷载规范(GB50009—2001)[S].
[4]周水兴，等.路桥施工计算手册[M].人民交通出版社.。