桥梁支架设计计算

一、支架简介
（一）概述
就地浇筑时一种传统的施工方法，由于施工需要大量的模板支架，以前一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。

20世纪70年代以后，由于有限元法的推广和应用以及利用电子计算机进行复杂结构分析计算技术的发展，出现了越来越多的变宽桥、弯桥等复杂的预应力混凝土结构，支架现浇技术得到了广泛的应用。

支架法施工过程比较明确，易于控制，设计计算也比较简单。

该工法适用于工期紧，高度小于20m，跨度48m及以上具备支架施工条件的中小跨度连续箱梁等的施工。

（二）支架法施工的优缺点
优点
梁体混凝土浇筑与预应力张拉可一气呵成，连续梁整体性好，施工平稳可靠；施工中不需要体系转换，不会引起恒载、徐变二次矩；
对机具和起重能力要求不高，无需大型起重设备；
可以采用强大的预应力体系，施工方便。

缺点
施工中需要大量的脚手架，可能影响通航和排洪；
对于桥墩较高、水较深的桥梁，支架施工不方便；
设备周转次数少，工期较长；
施工费用高
（三）支架类型及构造
就地浇筑混凝土梁桥的上部结构，首先应在桥孔位置搭设支架，以支承模板、新浇筑砼等的自重及施工荷载。

1、立柱式支架
立柱式支架构造简单，常用于陆地或不通航的河道，或桥
墩不高的小跨径桥梁。

其特点是在桥跨下满布支架立柱，模板直接支承在立柱上的方木或者型钢上。

支架构成
排架+ 纵梁等构件
Φ48 ×3.5mm的钢管搭设
2、梁式支架
梁式支架则是在两端设立柱，上方设承重梁，模板直接支承在承重梁上。

依其跨径可采用工字钢、钢板梁、钢桁梁和贝雷梁作为承重梁，梁可以支承在墩旁支架上，也可支承在桥墩上预留的托架或在桥墩处临时设置的横梁上。

3、梁-立柱组合支架
当梁式支架跨度较大时，在跨的中间增设几个立柱，梁支承在多个立柱或临时墩上而形成多跨梁柱式支架。

通常在大跨径桥上使用。

4、门式支架
现浇梁上跨既有道路，当采用立柱式支架时，须设置满足道路通行（人行或车行）净空要求的门式支架以保证施工期间既有道路的通畅。

门式支架在构造上采用梁式支架（单跨结构）或梁柱式支架（多跨结构）。

车行道上的门式支架还需设计防撞设施、警示装置等附属设施。

5、危险性较大分部分项工程
搭设高度5m及以上；搭设跨度10m及以上；施工总荷载10kN/m 2 及以上；集中线荷载15kN/m及以上；高度大于支撑水平投影宽度且相对独立无联系构件的混凝土模板支撑工程。

施工单位在编制施工组织（总）设计的基础上，应针对危险性较大的分部分项工程单独编制安全专项施工方案。

6、高大模板支撑系统
高大模板支撑系统是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kN/㎡，或集中线荷载大于20kN/m的模板支撑系统。

高大模板支架工程的专项施工方案应当由施工单位组织召开专家论证会。

实行施工总承包的，由施工总承包单位组织召开专家论证会。

高大模板支撑系统施工应严格遵循安全技术规范和专项方案规定，严密组织，责任落实，确保施工过程的安全。

（四）常用设备
1、钢管扣件式支架
由钢管、扣件和可调托撑等组拼而成
可调托撑
可调托撑分为底托和顶撑，分别设置在支架钢管顶部和底部。

一方面作为支架与模板分配梁及地基的连接构件；另一方面，在一定范围内具有调节高差作用。

2、碗扣式支架
由碗扣接口、立杆、横杆、顶杆及可调托撑等组拼而成。

WDJ碗扣式支架模数
其由立杆、横杆、斜杆、可调托撑等组拼而成，各构配件模数如表。

∙
碗扣支架一般要求
∙
碗扣架钢管规格为Φ48×3.5mm，壁厚应为3.5-3.75mm
可调底座底板的钢板厚度不得小于6mm，可调托撑钢板厚度不得小于5mm。

可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于6扣，插入立杆内的长度不得小于150mm，顶托、底托伸出量控制在30cm以内为宜。

纵向扫地杆距立杆底部不宜大于200mm
通过纵、横向通常水平杆及剪刀撑的搭设保障支架的整体性。

4排及以上立柱的模板支架应按下列规定设置竖向和水平剪刀撑：
（1）模扳支架外围在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑；支架内部中间每隔5—6根立杆或5—7m应在纵、横向的整个长度和高度上分别连续设置剪刀撑。

（2）当模板支架高度大于8m(包括8m)时，除应在其底部、顶部设置水平剪刀撑外；还应在模板支架中间的竖向剪刀撑的顶部平面内设置水平剪刀撑。

4排以下立杆的模板支架，应在外围纵向外侧立面整个长度和高度上连续设置竖向剪刀撑；模板支架外围横向外侧立面（即两端外立面）和沿纵向每隔4根立杆从下至上设置一道连续的竖向剪刀撑；当设置剪刀撑有困难时，可采用之字斜杆支撑。

剪刀撑与地面的夹角应控制在45～60度范围内。

3、贝雷梁
也称贝雷片、贝雷架，其每一片桁架片形式相同，通过销子或螺栓接长，适用于不同长度及荷载的临时承重结构，常用作门式支架、梁式支架、梁柱式支架的纵梁。

4、万能杆件
以角钢、钢板、螺栓制成，运输方便，装拆方便，适用范围广，常用于拼装各种施工构架或常备杆件。

5、军用梁
由桁架通过销接组装而成，主桁架为全焊结构。

6、卸落设备
卸落设备用于将模板松动、下落一定距离，以便拆除模板。

满堂支架法中顶托即为卸落设备，梁式、梁柱式支架中常常在支墩顶部设置如下卸落设备。

二、支架设计（一）概述
支架虽为临时结构，但它要在施工中承受桥梁的大部分恒载及施工荷载，因此从受力和使用性能上要求必须有足够的强度和刚度；同时支架的基础应可靠，构件之间的结合要紧密，并有足够的纵、横、斜向的连接杆件，使支架成为空间稳定的整体。

支架在受荷后将有变形和扰度，故应设置合理的预拱度，使结构的外形尺寸和标高符合设计要求。

（二）一般要求
1、模板、支架和拱架的设计，应根据结构型式、设计跨径、施工组织设计、荷载大小、地基土类别及有关的设计、施工规范进行。

2、绘制模板、支架和拱架总装图、细部构造图
3、制定模板、支架和拱架结构的安装、使用、拆卸保养等有关技术安全措施和注意事项。

4、编制模板、支架及拱架材料数量表。

5、编制模板、支架及拱架设计说明书。

（三）设计荷载
1、计算模板、支架和拱架时，应考虑下列荷载并按表2-3进行荷载组合。

（1）模板、支架和拱架自重；
（2）新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力；
（3）施工人员、施工设备及施工材料等荷载；
（4）振捣混凝土时产生的振动荷载；
（5）新浇筑混凝土对侧面模板的压力；
（6）倾倒混凝土时产生的水平冲击荷载；
（7）设于水中的指甲所承受的水流压力、波浪力、流冰压力、船只及其他漂浮物的撞击力；
（8）其他可能产生的荷载，如风荷载、雪荷载、冬季保温设施荷载等。

2、钢、木模板，支架及拱架的设计，可按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025)的有关规定执行。

3、计算模板、支架和拱架的强度和稳定性时，应考虑作用在模板、支架和拱架上的风力。

设于水中的支架，尚应考虑水流压力、流冰压力和船只漂流物等冲击力荷载。

（四）设计计算内容
1、根据梁板结构平面图，绘制模板支撑架立杆平面布置图；
2、绘制架体顶部梁板结构及顶杆剖面图；
3、面板、次楞和主楞等受弯构件计算；
4、计算最不利单肢立杆轴向力及承载力；
5、绘制架体风荷载结构计算简图，架体倾覆验算
6、斜杆扣件连接强度验算；
7、地基承载力验算。

（五）强度、刚度及稳定性要求
1、验算模板、支架及拱架的刚度时，其最大变形值不得超过下列数值：
(1)结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1／400；
(2)结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1／250；
(3)支架、拱架受载后挠曲的杆件(横梁、纵梁)，其弹性挠度为相应结构跨度的1／400；
(4)钢模板的面板变形为1.5mm，钢棱和柱箍的变形为L／500和B／500(其中L 为计算跨径，B为柱宽)。

2、拱架的强度验算，应根据拱架结构型式及所承受的荷载，验算拱顶、拱脚及1／4跨等截面的应力，铁件及节点的应力，同时还应验算分阶段浇筑或砌筑时的强度及稳定性。

3、抗倾覆验算时不论板拱架或桁拱架，均作为整体截面考虑，验算倾覆稳定系数不得小于1.3。

（六）预拱度设置
支架和拱架应预留施工拱度，在确定施工拱度值时，应考虑下列因素：
(1)支架和拱架承受施工荷载引起的弹性变形；
(2)超静定结构由于混凝土收缩、徐变及温度变化而引起的挠度；
(3)承受推力的墩台，墩台水平位移所引起的拱圈挠度；
(4)由结构重力引起梁或拱圈的弹性挠度，以及1／2汽车荷载(不计冲击力)引起的梁或拱圈的弹性挠度；
(5)受载后由于杆件接头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形；
(6)支架基础在受载后的沉陷。

根据混凝土浇注的方式，分为非泵送和泵送混凝土，并规定不同的损耗系数：。