现浇箱梁承插式盘扣支架的应用

现浇箱梁承插式盘扣支架的应用

陈慧

陈慧

中铁二十五局集团第一工程有限公司510000

摘要：盘扣式支架是一种新型承插式钢管支架。支架独创了带孔盘扣接头，具有拼拆迅速、省力、结构稳定可靠、通用性强、承载力大、应用广泛等特点。基于此，本文结合实例分析其运用。

关键词：桥梁；承插式；支架；施工技术

1、工程概况

广富互通打石坑大桥位于重庆市荣昌区，桥长103m，左幅桥面净宽11.75～15.52m；右幅桥面净宽11.75～14.32m，上部结构为现浇箱梁。该桥上跨的G348国道是荣昌区主要车行通道，在确保车道通车的情况下进行施工，采用支架现浇施工较为便捷。

2、支架系统设计

盘扣式支架搭设方式为满堂架，支架设计是在20cm混凝土硬化基础上增放4cm*20cm（厚*宽）木板，保证底托受力均匀，然后在木板上直接放置可调底座，盘扣式支架从下往上直至箱梁底板下。

在箱梁中线腹板横桥向左右侧立杆采用0.9m间距对称布置，外侧腹板处横桥向左右侧立杆采用0.9m间距。

顺桥向均采用0.9m水平杆进行连接，支架立杆上放置可调托撑用于调节支撑高度，架体自由端高度：不大于400mm，可调丝杠外露长度不超过300mm，在可调托撑上横桥向铺设单根I14工字梁作为支撑架的主龙骨，顺桥向次龙骨采用100*100mm方木条，用于与箱梁模板固定，间距为200mm。

支架示意图如下：

支架布置断面图

支架系统主要项目验算

验算过程中，需要使用到的支架立杆相关参数表如下：

①长细比验算

l01=hˊ+2ka=1000+2×0.7×450=1630mm

l0=ηh=1.2×1500=1800mm

λ=max[l01，l0]/i=1800/20.1=89.552≤[λ]=180，符合要求。

②立柱稳定性验算

稳定性计算均考虑风荷载，顶部立柱段：

Mw＝γ0×γQφcωk×la×h2/10＝1×1.4×0.9×0.064×0.9×1.52/10＝0.016kN·m

N1w=Max[R1，R2，R3，R4]+Mw/lb=Max[47.163，69.045，69.045，47.163]+0.016/0.9=69.063kN

f＝N1w/（φA）+Mw/W＝69063/（0.623×571）+0.016×106/7700＝196.221N/mm2≤[f]＝600N/mm2，符合要求。

非顶部立柱段：

Mw＝γ0×γQφcωk×la×h2/10＝1×1.4×0.9×0.064×0.9×1.52/10＝0.016kN·m

Nw=Max[R1，R2，R3，R4]+1×γG×q×H+Mw/lb=Max[47.163，69.045，69.045，47.163]+1×1.2×0.15×7.9+0.016/0.9=70.485kN

f=Nw/（φ1A）+Mw/W＝70.485×103/（0.558×571）+0.016×106/7700=223.299N/mm2≤[σ]=600N/mm2，符合要求。

③抗倾覆验算

考虑最大荷载工况，倾覆力矩主要由泵送、倾倒混凝土等产生的水平荷载产生，抗倾覆力矩主要由钢筋、混凝土、模板及支架自重产生

MT=γ0×ψc×γQ（Q2kL1H2+Q3kL1h1）=1×0.9×1.4×（1.154×103×7.92+0.55×103×3.9）=9625.282kN·m

MR=γG[（G2k+G3k）×h0+（G1k+0.15H/（lalb））]L1B12/2=0.9×[（24+2）×2.2+（0.5+0.15×7.9/（0.9×0.9））]×103×18.62/2=948692.665kN·m

MT=9625.282kN·m≤MR=948692.665kN·m，符合要求。

4、预压

支架预压目的：检验支架及地基的强度和稳定性；消除整个支架的塑性变形；消除地基的沉降变形；量测支架的弹性变形。通过预压可以检验模板的安全性和实际变形量，消除结构非弹性变形，同时取得模板弹性变形的实际数值，调整预拱度，以求得现浇箱梁施工的准确参数。可发现支架结构及构件加工、安装所存在的问题和隐患，提前整改。

支架预压流程：支架验收→标高测量→砂袋就位→加载60%→沉降变形观测→加载80%→沉降变形观测→加载120%→沉降变形观测→表面覆盖→卸载→标高调整

支架预压顺序：满堂支架梁预压加载顺序为从支座位置向跨中位置依次对称进行。以一跨28m箱梁大里程3#台变截面箱梁为例，根据箱梁结构自重按梁端2.4m实心段、5.1m变截面段、8.2m标准段、10.9m变截面段、梁端14m实心段分为五部分，分别计算箱梁腹板、底板预压重量。并按规范要求分三级进行预压：60%→80%→120%

支架压载观测：在1/8、1/4、1/2跨处设置沉降观测标，沉降标竖直，上端固定在接触模板的方木上。在地基上打入一根圆钢，作为沉降桩，圆钢与孔之间留一定的空隙，避免地基沉降时沉降桩跟着沉降。沉降桩与沉降标之间的相对位移值即为沉降值。

撤压后，沉降标回弹，沉降量减少，此时的沉降量为永久性沉降，按照预压所得的数据重新仔细调整支架高度，使各点标高满足平整度、预拱度、弹性变形和设计要求。

每6h观测1次。观测的方法是采用水准仪倒尺测量，测加载前标高为Δ1，加载后标高为Δ2，卸载后标高为Δ3。根据观测结果绘制出沉降曲线。当支架的沉降量偏差较大时，要及时对支架进行调整。如48h观测值变化量小于1mm，可忽略。后续箱梁预压观测中，采用在观测点处的纵（或横）方木上钉一向下长木条，对应地基上固定一向上木条，在两木条重合处任意断面做横线。加载后，横线之间的相对位移即为支架本身的弹塑性变形值。预压连续3天沉降不超过3mm，则可视为地基满足要求。

预压后，通过可调顶托精确调整底模板标高，其标高设定时考虑设置预拱度。预拱度设置要考虑梁自重所产生的挠度、支架受载后产生的弹性变形和非弹性变形、支架基础的沉降、张拉以后的反拱等因素。

沉降稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形具体数值为多少，并在卸载后全面测得各个测点的回弹量。当弹性变形恢复后结束观测，绘出观测曲线，根据各点对应的弹性、非弹性变形数值及设计梁体挠度来调整模板的高程，通过支架顶部微调装置进行调整、加固。

5、结语

工程实际表明，采用盘扣式支架现浇箱梁支架形式稳定可控。材料通用性强，施工灵活性强，拼装、拆除操作尤为方便。造价较低且施工速度快，施工质量也有较高的保证，对类似工程有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010

[2]《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

[3]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

[4]《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

[5]《钢结构设计规范》GB50017-2003