特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁滿堂式碗口支架方案設(shè)計

李志明

（河北省石家莊市公路工程管理處，河北 石家莊 050011）

1 工程概況

107國道新建某座大橋9#～13#墩的上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。該區(qū)段連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計有兩種形式：一種為等高等寬段，另一種為等高變寬段，9#～12#為等高等寬段連續(xù)箱梁。梁頂面寬13.19m，底板寬6.85m，梁高3.05m，梁全長130.7m，設(shè)計混凝土量1 903.4m3。依據(jù)設(shè)計文件、施工技術(shù)規(guī)范、水文、地質(zhì)情況，并充分結(jié)合現(xiàn)場的實際施工狀況，為便于該區(qū)段連續(xù)箱梁的施工，保證箱梁施工的質(zhì)量、進度、安全，采用滿堂式碗扣支架組織該區(qū)段連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土逐段現(xiàn)澆施工。

2 滿堂式碗扣支架方案設(shè)計

滿堂式碗扣支架體系由支架基礎(chǔ)（在碾壓好的原地面上分層填筑100cm的級配砂石后，表層澆筑25cm厚的C25混凝土）、φ48×3.5mm碗扣立桿、橫桿、斜撐桿、可調(diào)節(jié)頂托、底托、 ［8槽鋼作橫向分配梁、10cm×10cm木方縱向分配梁組成。模板系統(tǒng)由側(cè)模、底模、內(nèi)模、端模等組成。 ［8槽鋼分配梁沿橫橋向布置，直接鋪設(shè)在支架頂部的可調(diào)節(jié)頂托上，箱梁底模板采用2cm厚竹膠模板，后背10cm×10cm木方，然后直接鋪裝在10cm×10cm木方分配梁上進行連接固定；側(cè)模、翼緣板模板為1.5cm厚竹膠模板。

根據(jù)箱梁施工技術(shù)要求、荷載重量、荷載分布狀況、地基承載力情況等技術(shù)指標，通過計算確定，每孔支架立桿布置中縱橋向為靠近墩身兩側(cè)各3排，間距為30cm，其余為60cm；所有橫橋向立桿間距為腹板處和墩身側(cè)為30cm，其余按60cm布置，翼緣板下橫行間距為90cm，縱向間距為60cm。因為本處連續(xù)梁為變寬梁，所以不同截面布置數(shù)量不一樣；所有支架立桿步距為60cm，橫桿間距都是60cm，支架在橋橫向按180cm間距設(shè)置剪刀撐；支架兩端的縱、橫桿系通過墊木牢固支撐在橋墩上；立桿頂部安裝可調(diào)節(jié)頂托，立桿底部支立在底托上，底托安置在C25混凝土墊層上，以確保地基均衡受力。偏安全考慮，每處的荷載加載至1.2倍考慮。

3 支架計算

3.1 資料

支架計算中所用資料包括：

a）WJ碗扣為φ48×3.5cm鋼管；

b）立桿底、頂部用TC55作為調(diào)整構(gòu)件，頂托上部采用 ［8槽鋼作為分配梁，分配梁上部是30cm間距的10cm×10cm方木和梁底板2cm厚竹膠板連接牢固。

c）相關(guān)設(shè)計參數(shù)見表1、表2。

表1 鋼材的強度和彈性模量

表2 支架參數(shù)表

3.2 荷載分析計算

荷載分析計算分以下幾種情況：

a）荷載分布 箱梁實體荷載如圖1所示，縱橋向根據(jù)箱梁斷面變化，按分段均布荷載考慮，其布置情況如圖2所示；

圖1 B截面荷載分布示意圖

圖2 C截面荷載分布示意圖

b）模板荷載q2對于內(nèi)模（包括支撐架），取q2-1＝1.2kN ／m2；外模（包括側(cè)模支撐架），取q2-2＝1.2kN ／m2；底模（包括背木）：取q2-3＝0.8kN ／m2；

c）施工荷載 因施工時面積分布廣，需要人員及機械設(shè)備不多，取q3＝2.0kN／m2（施工中要嚴格控制其荷載量）；

d）碗扣腳手架及分配梁荷載 按支架搭設(shè)高度≤10m計算：q4＝1.5（鋼管）＋0.85（分配梁）＝2.35kN／m2；

e）水平模板的砼振搗荷載 取q5＝2kN／m2。

3.3 碗扣立桿受力計算

碗扣立桿受力計算分以下幾個方面（其中[N]為單根立桿受力極限值，取值可查路橋施工手冊）：

a）在邊跨腹板位置，最大分布荷載為：

碗扣立桿按30cm×60cm布置，橫桿層距（即立桿步距）為60cm，則單根立桿受力滿足要求，具體計算如下：

N＝0.3×0.6×107.47＝19.345（kN）＜[N]＝33kN

b）在梁端斷面底板位置，最大分布荷載為：

碗扣立桿按60cm×60cm布置，橫桿層距（即立桿步距）為60cm，則單根立桿受力為：

N＝0.6×0.6×58.97＝21.23（kN）＜[N]＝33kN

c）在跨中翼緣板位置，最大分布荷載為：

q＝1.61×26÷3.35×1.2＋1.4×（1.2＋2＋2.35＋2）＝25.16（kN/m2）

碗扣立桿按外側(cè)60cm×90cm布置，橫桿層距（即立桿步距）為60cm，單根立桿最大受力為：

N＝0.6×0.9×25.16＝13.58（kN）＜[N]＝33kN

d）在邊墩橫梁底板位置，最大分布荷載為：

碗扣立桿布置為0.3cm×0.3cm，橫桿層距（即立桿步距）為60cm，則單根立桿受力為：

N＝0.3×0.3×112.09＝10.08（kN）＜[N]＝33kN經(jīng)以上計算，立桿受力均滿足要求。

4 結(jié)語

試驗證明，所設(shè)計的碗扣式滿堂支架方案完全滿足施工的需要，而且碗扣式滿堂支架的穩(wěn)定性是扣件式滿堂支架的1.15倍。

[1]JGJ 130—2001，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]周水興.路橋施工計算手冊[M].1版.北京：人民交通出版社，2001.