浅谈满足现浇预应力连续箱梁满堂式碗扣支架基础承载力的要求

袁彪

摘要：现浇连续箱梁支架基础在桥梁施工起到重要的作用，直接决定着施工的质量和施工安全。根据本合同段现场实际情况，现浇连续箱梁支架基础设计按照最不利因素考虑，经验算本合同段采用的现浇连续箱梁支架基础施工方案满足设计及施工安全要求。

TU378

工程概况

本部所施工的H匝道桥上部为23.46+23.46米的预应力现浇连续箱梁。梁高1.5m ，顶板宽20.325米，底板宽为16.325米。梁端横梁纵桥向长1.5米，箱梁为单箱三室断面,箱梁腹板保持竖直。翼板宽2.0米,厚20cm。与端横梁相接的腹板厚90cm,顶、底板厚50cm。跨中腹板厚为50cm,顶底板厚25cm。采用满堂碗扣式钢管支撑架现浇施工方案。

二、支架搭设部署

(1）、箱梁支架布置

支架在端横梁3.6米范围内、中横梁6米范围内、腹板在1.2米范围内按横向60cm、纵向60cm，布距1.2米进行搭设。其余部分段落支架按横向60cm、纵向90cm，布距1.2米搭设。在支架可调底座下用20cm长×宽15cm×厚5cm的方木做为立杆支垫。

三、支架地处处理

1)．对于基础位于原状土或者弃土、回填土等地面上，在基础施工之前，应先清除原地表松散土层至老土后，用18T振动压路机进行碾压，经检测原土压实度不低于96%，在碾压密实的地基上，铺一层20 cm 厚的级配碎石 ( 或砂砾石) 作为垫石基础，采用人工摊铺平整，并用压路机碾压密实，级配碎石 ( 或砂砾石) 层应保证平整度，最大高差不超过3厘米。级配碎石 ( 或砂砾石) 层摊铺宽度超出箱梁翼缘板100cm 。在碾压密实的级配碎石(或砂砾石)层顶面满浇10cm厚C20砼，浇筑宽度超过翼缘板80cm ，在浇注时，应注意平整度的控制。

在原地基压实后应进行压实度检测；基础处理完成后，应进行一次总的验收，对基础位置、混凝土垫石的密封情况及基础四周排水情况进行检查，检查合格后才能进行支架拼装。

2)、在墩身四周因开挖承台破坏掉的地方，用砂砾石进行分层（分層厚度不超过30cm）夯实回填，回填应保证压实度不低于95%；

3)、对现场如有施工桩基开挖后的泥浆池或者既有的坑凼等，地基处理时将泥浆和种植土全部清除，用砂砾石回填； 为减少回填后沉降量过大，回填时应分层夯实，并每层测试压实度93%以上，达到要求后才能回填下一层；

4)、在级配碎石(或砂砾石)层外缘四周，开挖纵、横向排水沟，排水沟尺寸为40×40cm，并用砂浆进行抹面，并设置引水槽，将水引流到线外排水系统里去。严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。

四、碗扣式立杆稳定性计算

一）、横梁（腹板）处立杆验算：(混凝土厚度为1.5米，立杆间距为0.6×0.6m)

1、荷载标准值计算：

（1）、混凝土荷载Q1= 1.5×26×0.6×0.6=14.04 KN

（2）、底模板荷载：Q2= 0.5×0.6×0.6=0.18KN

（3）、一个立柱体系荷载：Q2= 1.2KN

（4）、施工人员及设备荷载标准值Q3=1.0 KN/m2。

（5）、振捣砼时产生的荷载 Q4=2.0 KN/m2。

则：单肢立杆轴向力：

N=1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)LXLY

=1.2×(14.04+0.18+1.2)+1.4×(1+2)×0.6×0.6=20.02KN

因：φ48×3.5mm钢管截面特性：A=4.89 cm2 ，i=1.578 cm。

横杆步距120cm，则：

长细比 λ=l0/i=120/1.578=76.05。查JGJ166-2008得，

受压稳定系数φ=0.744。

则[N]= φ×A×f f=205Mpa

[N]=0.744×4.89×205=74.5KN>20.02KN

由N<[N],满足要求。安全。

五、支架地基承载应力验算

一）、横梁（腹板处）位置地基承载力计算

按最不利荷载计算，腹板、横梁位置立杆力为20.02KN，为本联桥跨的最不利位置。

如图示，立杆压力N通过立柱垫座（20cm×15cm）向地基传递，通过10cm厚混凝土基础面层及20cm厚级配碎石基层后作用在原地基上，传递内摩擦角近似按45°计算(偏于安全)，地基反力近似按均布反力计算。

立杆压力N通过立柱垫座向地基传递，则每根立杆压力在原地基上的扩散面积：

A=80(横向扩散长度)×75(纵向扩散长度)=6000 cm2=0.60 m2。

由前面的计算知：每根立杆压力N=20.02 KN。

则原地基应力：

σ＝N/A＝20.02/0.6=33.4 KPa。

地基处为回填土，只要回填压实后，做基础承载力实验，承载力大于40kpa,表面防水层做好就行。

5结论

经验算本合同段采用的满堂式碗扣支架施工方案满足设计及施工要求。本文的验算过程为相似工程提供一定参考，也为现浇连续箱梁支架施工方案设计提供一个思路和过程。但是针对不同项目部，不同结构其设计方法也各不相同，需综合考虑荷载进行方案设计验算。

参考文献：

1、周水兴 路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社,2001.

2、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008

3、《钢管满堂支架预压技术规程》JGJ/T 194-2009

4、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；

5、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。