浅谈桥梁盖梁满堂支架法施工技术

浅谈桥梁盖梁满堂支架法施工技术
摘要:目前在市政桥梁盖梁的施工支撑方法中, 常用的方法有抱箍法、满堂支架法、预埋钢板法、横穿型钢法等。

本文以我司施工的九新桥为例,该桥根据现场情况,盖梁施工采用了扣件式钢管满堂支架法,本文重点介绍了盖梁施工满堂支架的设计和受力验算,以及满堂钢管支架搭设的施工技术要求。

关键词:市政桥梁盖梁施工钢管支架受力验算
1 工程概况
无锡市柏庄北路在桩号K0+614处跨越现状九里河(新兴塘),新建九新桥一座。

该桥为七跨简支梁桥,全长116.9 m,宽25 m。

上部结构为先张法预应力砼空心板梁。

下部结构为轻型桥台和桩柱式桥墩,2#、3#主墩采用Ф150 cm钻孔灌注桩上接一Ф130 cm砼立柱,桩顶采用横系梁连接,立柱上接C30钢筋砼盖梁;其他桥墩采用Ф120 cm钻孔灌注桩上接C30钢筋砼盖梁。

本桥共有6个盖梁,最大的截面尺寸为120 cm(高)×170 cm(宽)×2570 cm(长)。

2 盖梁支架方案选择
考虑到本工程盖梁支架搭设高度均在2m左右,且除了2#、3#墩盖梁位于河道围堰内,可采用系梁作为支架基础外,其余墩位处土质均较好,对路基进行简单处理并硬化后可作为支架基础,同时考虑到盖梁
支架搭设时高度可根据现场基础标高实时调整,并对墩柱无任何破坏及影响,故本工程盖梁采用满堂钢管支架法施工。

3 盖梁支架设计
2#、3#墩位处盖梁支架直接支撑在系梁上,其余墩位处等桥梁钻孔灌注桩及墩身立柱施工完成后,在桥墩四周填筑建筑垃圾并进行压实,使表面平顺并形成一定的坡度,处理宽度比支架搭设宽度每边多出25 cm,在碾压过的基础上浇筑15 cm厚的C20素混凝土,然后在基础四周开挖排水沟,防止水流侵入造成地基强度降低。

采用φ48×3 mm钢管搭设满堂支架,横桥向间距60cm,纵桥向间距50 cm,立杆底部纵向铺设5×10 cm方木,立杆顶部横杆上纵向铺设5×10 cm方木。

详见图1纵、横断面立面图。

4 满堂支架受力验算
满堂钢管支架,主要验算梁底方木(按均布受力验算)、方木下横向钢管(按集中受力验算)、扣件(抗滑移)、立杆(稳定性)、地基(承载力)。

根据规范,计算模板及支架结构的强度、稳定性和连接的强度时,采用荷载设计值(荷载标准值乘以荷载分项系数),计算正常使用极限状态的变形pq1=[(0.09+30+1.8)×1.2+2×1.4]×0.3=12.32 kN/m
q2=(0.09+30+1.8)×0.3=9.57kN/m
4.1.3 梁底方木强度验算
5×10 cm方木截面模量W=5×102/6=83.33 cm3
截面惯性矩I=5×103/12=416.67cm4,弹性模量E=1×104MPa Mmax=12.32×0.52/8=0.39 kN·m
σ=Mmax/W=0.385×106/83.33= 4.62 MPa＜[σ]=13 MPa
故强度满足要求。

4.1.4 梁底方木挠度验算
＜50/400=0.125 cm, 故挠度满足要求。

4.2 方木下横向钢管(Ф48×3 mm)验算
4.2.1 横向钢管计算荷载(见图3）
横向钢管受方木传递集中力
F1=q1×0.5=6.16 kN,F2=q2×0.5=4.79 kN
4.2.2 横向钢管强度验算
Ф48×3 mm钢管截面模量W=4.49 cm3
截面惯性矩I=10.78 cm4,弹性模量E=2.06×105 MPa
Mmax=6.16×0.15=0.92 kN·m
σ= Mmax/W=0.92×106/4.49×103 =204.9MPa＜[σ]=215 MP
故强度满足要求。

4.2.3 横向钢管挠度验算
故挠度满足要求。

4.3 扣件抗滑移验算
R=2×F1=12.32 kN＞[Rc]=8 kN, R=12.32 kN＜2×[Rc]=16 kN, 故横向钢管与立杆必须采用双扣件连接。

4.4 立杆稳定性验算
Ф48×3 mm钢管截面积A=4.24 cm2,回转半径i=15.9 mm
每根立杆承受的荷载N=R=12.32 kN
按强度计算,立杆的受压应力为:
σ=N/A=12320/424=29.06MPa＜[σ]=215 MP
按稳定性计算,立杆长细比λ=600/15.9=37.7,查相关手册截面轴心受压构件的稳定系数φ=0.907,则
┃D:\陈艳虹\图\4\543jpg┃
故立杆受压稳定性满足要求。

4.5 立杆地基承载力验算
地基采用C20混凝土处理,所以fgk≥20 MPa,
Fg=Kc×fgk=1×20=20 MPa,
立杆下纵向铺设5×10方木,则
P=N/A=12320/0.1×0.5=246.4 KPa＜fgk
故地基承载力满足要求。

5 满堂钢管支架搭设施工技术要求
(1)支架搭设前,地基必须进行妥善处理,避免产生过大或不均匀的沉降,清理平整好搭设场地后,做好基础四周排水措施。

(2)施工用钢管应使用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T 13793—2008)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T 3091—2008)中规定的3号普通钢管,其材质应符合现行《碳素结构钢》(GB/T 700—2006)中Q235-A级钢规定。

(3)施工用扣件应采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB 15831—2006)的规定。

新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。

旧扣件使用前应进行质量检测,有裂缝和变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换,新、旧扣件均应进行防腐处理。

(4)每根立杆底部,应设置底座或者垫板,设在支架立杆根部的可调底座,当伸出长度超过300 mm时,应采取可靠措施固定。

立杆应竖直设置,2 m高度的垂直允许偏差为15 mm。

立杆接长除顶层顶步可采用搭接外,其余各层各步必须采用对接扣件连接。

(5)支架必须设置纵、横向扫地杆,纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座不大于200 mm处的立杆上,横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

(6)满堂支架四边与中间每隔四排支架立杆应设置一道纵向剪刀撑,由底至顶连续设置。

高于4 m的支架,其两端与中间每隔四排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。

每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6 m,斜杆与地面的倾角宜为45°～60°,剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接。

6 结语
虽然目前盖梁施工有多种支架体系,但扣件式钢管满堂支架,由于具有节约木材、装拆方便、连接牢固、强度高、稳定性好且经久耐用
的优点,仍是我国工程施工中应用最广泛的支架之一。

整个支架系统是由立杆、纵横向水平杆、剪刀撑、斜撑、扫地杆、底座和连接它们的钢扣件等所组成的“空间框架结构”,同时支架立柱的地基与基础必须坚实,具有足够的承载能力,防止不均匀或过大的沉降。

本文介绍的满堂钢管支架对以后同类型的盖梁支架的施工设计和验算可起到参考和借鉴作用。

参考文献
[1] JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[2] 段良策.市政工程施工计算实用手册[M].北京:人民交通出版社,2013.。