碗扣式支架在现浇连续箱梁桥施工中的应用

王剑锋 刘春梅

在城市道路的高架桥梁与立交桥的现浇连续箱梁施工中，由于跨度大、线形复杂、地形地质条件限制、存在平纵坡度以及开孔预留通道等问题，使得在此类问题中碗扣式支架的使用变得较为复杂。本文以碗扣式钢支架在国道203线江北段松原东互通A匝道跨线桥连续箱梁施工中的应用为例，对碗扣式支架施工方案的制定进行系统的阐述。

1 工程概况

国道203线雅达虹至炼油厂段一级公路江北段松原东互通A匝道跨线桥上部结构形式均采用现浇钢筋混凝土连续箱梁，跨线桥全长61 m，共3跨，跨径组合为单幅(19 m+23m+19 m)，左幅桥宽16.20 m，桥形采用单箱三室，右幅桥宽12.70m，桥形采用单箱双室，翼缘板宽2.5 m，梁体为等高1.40 m。

2 碗扣式支架预拱度计算与设置

2.1 支架压重情况分析

1)本桥支架基座设置在原状(亚黏土)上，且支架下地基上铺筑水泥稳定砂砾20 cm，支架底脚铺设枕木，其承载力较好，沉降量较小。根据以往的施工经验和参考地基承载参数，取支架下基座沉降值为5 mm。2)碗扣式支架为使用较成熟的支架形式，其压缩及挠度值(弹性变形)依经验取10 mm。3)非弹性变形主要表现在底模木楔块上，因木楔及方木间接触面少，其变形值较小，可通过经验公式推算和一次压重情况确定。以标准跨计算，取其非弹性变形为10 mm。

2.2 预拱度设置

现浇混凝土箱梁支架预拱度理论计算结果见表1。

表1 现浇混凝土箱梁支架预拱度理论计算与设置

现浇混凝土箱梁支架压重后预拱度设置见表2。

3 碗扣式支架布置形式与验算

3.1 支架基础处理

碗扣式支架搭设前，必须对地基(原地面)进行处理，以满足现浇混凝土箱梁施工过程中承载力的要求。根据现场实际情况处理方法为:原地面整平碾压，压实度达到93%以上;在其上铺筑20 cm水泥稳定砂砾，支架底脚用枕木抄垫。锥坡基底的处理方法:先在锥坡上刨成台阶状，再用15号砂浆和红砖砌筑台阶，0号台顶层台阶宽2.1 m，高0.9 m，3号台阶宽2.3 m，高0.9 m，以下各层台阶均为宽0.9 cm，高0.6 cm，0号台砌筑7层，3号台砌筑6层。

表2 现浇混凝土箱梁支架压重后预拱度设置

3.2 现浇混凝土箱梁支架布置形式

本工程现浇混凝土箱梁支架采用满堂式支架，支架布置形式如图1，图2所示。

3.3 支架验算

1)支架荷载计算。梁体钢筋混凝土自重取1.5 t/m2，模板自重取0.15 t/m2，支架自重24 kN，施工人员及机具重量取0.33 t/m2，混凝土灌注振捣取 0.2 t/m2，经过组合计算得均布荷载为27.22 kN/m。按三跨连续梁计算得立杆的最大轴力为25.717 82 kN。

2)立杆自由计算长度。LO=步距+2a=120 cm(a为模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度，取30 cm)。

3)杆件(钢管)截面特性。外直径50 mm，壁厚3.5 mm，截面积A=5.11 cm2，惯性矩I=13.90 cm4，回转半径r=1.65 cm。

4)立杆稳定性计算。长细比λ=LO/r=72.73，查表知折减系数φ=0.773，N/(φA)=65.11 MPa＜f=175 MPa。

结论:立杆稳定性满足结构要求。

5)10 cm×12 cm方木挠度计算(支架顶托上使用的横梁)。查资料知东北落叶松弹性模量E=11×103MPa。截面惯性矩I= 1/6bh3=2 880 cm4。跨中挠度fmax=5qL3/(384EI)=0.077 1 cm＜L/400=0.225 cm。

结论:10 cm×12 cm木方在组合荷载作用下满足结构要求。

4 支架预压施工方案

预压方法依据箱梁混凝土重量分布情况，在搭好的支架上堆放与梁跨荷载等重的砂袋等(梁跨荷载统一考虑安全系数为1.2)，预压时间视支架地面沉降量定，支架日沉降量不得大于2.0 mm (含测量误差)，一般梁跨预压时间为3 d～7 d。

5 碗扣式支架施工方案

5.1 测量放样

平面测量:首先在硬化地面测设出桥梁各跨的纵轴线和桥墩横轴线，放出现浇混凝土箱梁设计中心线。按支架平面布置图及梁底标高测设支架高度，搭设支架，采用测设四角点标高，拉线法调节支架顶托。桥跨堆载预压前，在桥跨底板上布置沉降观测点，按每箱室测设三个横断面;沉降观测点于底板同断面按每2.0 m间距布置，翼板底上共布置四点。

在堆载预压前测设断面底模标高和支架底部标高，等载预压的第一天进行两次观测，以后每天观测一次，直至日沉降小于2 mm为止，测定地基沉降和支架、模板变形，同时确定地基卸载后的回弹量。根据数据标高及支架高度，连续箱梁的线形以梁底标高为控制标准。

5.2 支架尺寸

1)立杆的步距采用0.6 m，一般地段丁杆的纵横距均采用0.9 m;隐形盖梁处支架丁杆纵距采用0.6 m，横距采用0.9 m;2)扫地杆(第一层丁杆)距原地面0.3 m;3)剪刀撑的设置:支架纵横剪刀撑每五排立杆设一排。

5.3 搭设顺序及搭设方法

1)在支架地基上弹线，按设计的构件尺寸定出支架立杆位置，并在需设立杆的垫层面铺设枕木或5 cm厚通长木垫板，宜顺架体纵向铺设。2)本工程架体搭设，从桥台一端开始搭设，以桥台台帽外缘10 cm为第一立杆。立好杆后，及时设置扫地杆，扫地杆距垫层方木30 cm，支架未交圈前应搭设临时支撑作临时固定。墩台盖梁处沿承托外缘10 cm应按支架排距增设立杆。3)架体与主体结构拉结牢靠后，随着架体升高，剪刀撑应同步设置。4)安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。

［1］ 王常才.连续梁桥施工关键技术研究［D］.合肥:合肥工业大学，2007:15-18.

［2］ 顾安邦.桥梁工程［M］.北京:人民交通出版社，2002:76-78.

［3］ 牛 丽，聂东升.长大现浇箱梁跨铁路支架施工方案［J］.山西建筑，2010，36(7):283-284.