支架稳定性验算方法

现浇梁板支架稳定性的验算方法摘要：结合芜湖长江大桥南岸接线立交工程G205国道高架桥现浇连续箱梁施工，介绍支架稳定性的验算方法。

关健词：现浇箱梁、施工方案、支架模板、内力验算

1 前言

随着我国目前公路建设的飞快发展，城市立交桥、高速公路桥梁对外观要求越来越高，只要条件允许，其梁板均采用现浇方法施工。目前现浇梁板支承体系主要依赖于脚手架，而脚手架的施工成本与项目的经济效益、质量、安全等诸多因素密切相关，怎样采用科学的计算方法从诸多因素中找出最佳平衡点，是体现项目的技术能力和管理水准的一个重要方面。下面就结合芜湖长江大桥南岸接线立交工程G205国道高架桥工程施工，介绍支架稳定性的验算方法。

2 工程概况

芜湖长江大桥南岸接线立交工程G205国道高架桥桥梁总长456.76米，分三联18跨。箱梁采用单箱五室钢筋混凝土斜腹板等宽度等截面连续箱梁，横桥向为双向整体式断面。箱梁梁高1.5米，单幅箱梁顶板宽21.00米，底板宽11.00米，箱梁顶、底板厚分别为0.22米、0.20米，中、边腹板厚分别为0.5米和0.3米，两侧悬臂长均为2.0米。全联仅在桥墩支点截面处设置端、中横梁，其中中横梁宽1.6米，端横梁宽1.4米，桥墩高2.2～6.1米不等。

箱梁采用φ48×3.5mm碗扣式钢管满堂支架，自过渡墩往两端逐跨全断面现浇的方法施工。

3 施工方案

3.1 地基处理

桥宽范围内有一部分是原沥青路面，不做处理直接架设支架；剩余部分先清除表面杂草和废弃垃圾等，然后用素土分层回填碾压到位；个别软弱地段抛填片石，进行加固处理后填筑素土，结构层做10cm厚二灰结石，面层浇注10cm厚C20素混凝土，并做好排水处理。3.2 支架架设、立模方法

首先进行测量放线（中心轴线和中心点法线），然后在搭设支架的带状位置用干硬性水泥砂浆精平地面，再铺上厚5cm×宽15cm的木板，最后在木板上搭设支架。支架以两桥墩（或桥台）中心连线为轴线，并垂直于中心点法线往两翼及跨两端对称搭设。竖杆纵横向间距为90cm×90cm，支架步距视架子实际高度采用120cm或60cm，利用可调下托调整支架横杆使之保持整体水平。在支架搭设过程中结合模板、横梁、纵梁厚度，通过跟踪测量调整支架高度，同时确保可调U型顶托螺旋调节幅度不超过25 cm。在支架U型顶托上沿线路纵向摆放横截面为10cm×10cm方木作为纵梁，在纵梁上横向摆放横截面为5cm×10cm、间距25cm 方木作为横梁，方木均使用东北红杉。最后在横梁上铺设模板（“宝庆”牌厚1.2cm的竹胶板），模板接头之间放置海绵双面帖，以防止因模板摆放时间过长热胀冷缩造成模板鼓起或缝隙过大。支架架设结构（见图1）。

上述施工方案中各部位尺寸是从4组尺寸组合中经过计算比较出来的优化方案，经济效益良好、成本最低、质量可靠、安全保险系数满足要求。下面仅介绍上述方案的验算过程，其余方案可参照此方法进行验算比较。

4.1 模板计算

模板跨径L1=0.9m；模板宽度b=0.25m；新浇混凝土平均荷载g1=16KN／m2；施工人员、料、具行走运输堆放载荷g r=2.5KN／m2；倾倒混凝土时产生的冲击荷载和振捣混凝土时产生的荷载均按2KN／m2考虑。

模板每米上的荷载为：g=(g1+g r+2×2.0)×0.25=(16+2.5+2×2.0)×0.25=5.625 KN／m.

模板跨中弯距计算：

跨中弯距：M1/2=gL12/10=5.625×0.92/10=0.4556 KN•m -------------------------⑴按集中力P=1.5KN计算：M1/2=PL1/6=1.5×0.9/6=0.225KN•m<0.4556KN•m ----------⑵竹胶板其容许弯应力［σw］=90Mpa,并可提高1.2，模板需要的截面模量：

W=M/(1.2×［σw］)=0.4556/(1.2×90×103)=4.22×10-6m3 ---------------------⑶根据W、b得h为：

h=√6×W／b=√6×4.22×10-6／0.25=0.010m ---------------------------------⑷故实际模板厚度采用0.012m是符合要求的。

4.2 纵梁计算：

纵梁跨度：L2=0.9m；横桥向宽度L1=0.9m；那么有：

纵梁单位荷载：g=(g1+g r+2×2.0)L1=22.5×0.9=20.25KN/m ----------------------⑸

跨中弯距：M1/2= gL22／8=20.25×0.92／8=2.05KN•m ---------------------------⑹需要的截面模量：W=M/(1.2×［σw］)=2.05/(1.2×13×103)=1.314×10-4m3 ------⑺纵梁方木宽度b为0.10 m，那么有：

h=√6×w/b=√6×1.314×10-4／0.10=0.09m ----------------------------------⑻纵梁方木截面积为0.10m×0.10m，核算其挠度，则有：

I= bh3／12=0.1×0.13／12=8.333×10-6m4 -------------------------------------⑼F= 5×gL24/(384×EI)=5×20.25×0.94/(384×10×106×8.333×10-6)=2.076×10-3m ⑽F/L2=2.076×10-3/0.9=1/434<［f/l］=1/400 -------------------------------⑾符合要求

4.3 立杆计算

立杆承受由纵梁传递来的荷载N=gL2=20.25×0.9=18.225 KN -------------------⑿钢管截面最小回转半径i=15.78mm，支撑立柱步距为1.2m，长细比λ=l/i=1200／15.78=76,查表得φ=0.676，那么有［N］=φA［σ］=0.676×489×215=71KN -----------------⒀由于N<［N］，满足要求

端、中横梁部分为实心钢筋混凝土，立杆横向间距改为0.6m，纵梁间距相应改为0.6m，经计算均能满足要求，内力验算（略）。

5 结语

该桥连续箱梁经过6个月的艰苦奋战,于2004年01月08日结束。通过对支架沉降观测点的跟踪观测，支架的非弹性变形量均＜3mm，箱梁底板混凝土外表平整度＜5mm，混凝土实体未出现任何裂缝，并己通过省质监站、业主等部门组织的初验，工程质量等级为优良。

实践证明本桥支架架设优化方案是切实可行的，连续箱梁做到了内实外洁、平整、美观，同时也降低了工程成本和取得了良好的经济效益。

参考文献：

［1］周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册.北京.人民交通出版社.2001

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