客运专线连续梁桥现浇施工支架设计检算

李新献

（中铁二十三局集团有限公司第六工程有限公司 重庆 401121）

客运专线连续梁桥现浇施工支架设计检算

李新献

（中铁二十三局集团有限公司第六工程有限公司 重庆 401121）

根据技术规程，计算了现浇支架上的作用荷载，按不同荷载组合检算了现浇支架的强度、刚度和稳定性。结果表明现浇支架各部位刚度和强度满足要求，立杆稳定性满足要求，为客运专线连续梁桥的施工安全和质量控制提供保障，为类似工程提供借鉴和参考。

连续梁桥 现浇施工支架 设计检算

支架现浇法施工客运专线连续梁桥具有施工速度快、施工质量容易控制等特点。当桥梁高度不大、支架搭设方便时，支架现浇法成为连续梁桥首选施工方法。现浇支架的设计必须满足结构的稳定，保证各个支架构件的强度和刚度。本文以成蒲铁路邛崃特大桥（40+64+40）m三跨连续梁现浇支架为例，说明现浇支架设计中荷载计算及荷载组合、支架各构件的强度、刚度和稳定性的检算等问题。

1 工程概述

图1 最大横截面处满堂支架横向布置（单位：m）

成蒲铁路邛崃特大桥20#~23#墩之间上部结构为（40+64+40）m三跨连续梁。梁体为单箱单室、等宽度、变截面箱梁，梁体全长144m，梁高2.9~5.3m，变高梁段梁底曲线按二次抛物线方程变化。箱梁顶板宽11.4m，底宽5.8m，顶板厚0.35m，底板厚40~80cm，腹板厚度按40m、55cm、70cm、75cm折线变化。梁体在支座处设置横隔板，全联共设4道横隔板。主梁采用C55混凝土，采用支架现浇法施工，支架为满堂碗扣式脚手支架。

根据桥梁设计图，箱梁最大梁截面为14#和16#截面，最大梁截面处梁高5.3m，顶板厚0.6m，腹板厚0.75m，底板厚1.4m。

2 支架结构

现浇混凝土模板采用竹胶板，模板下部设置纵向分配梁，采用10×10mm方木。纵向分配梁下设置横向分配梁，采用15×15mm方木。箱梁腹板下纵向分配梁间距为0.2m，底板下间距0.25m，翼缘板下间距为0.3m。横向分配梁间距与钢管脚手支架立杆纵向间距相同布置。

满堂脚手支架钢管外径48mm，壁厚3.5mm。在现浇梁最大截面处，满堂支架横向布置形式为（4 ×0.6+4×0.3+7×0.6+4×0.3+4×0.6）m。在全桥范围内，箱梁腹板下立杆纵向间距为0.3m；翼缘板下立杆纵向间距为0.6m；桥墩两侧的13#~17#截面梁段，底板下立杆纵向间距为0.3m，其余梁段底板下立杆纵向间距为0.6m。横杆上下间距为1.2m。纵向剪刀撑每隔5空设置一道，横向剪刀撑每隔5空设置一道，剪刀撑设置角度度为50°，剪刀撑采用搭接形式连接，连接长度不少于1.0m，连接处至少采用3个扣件连接。

3 荷载计算及荷载组合

应选取每种支架布置形式所受荷载最大处，作为连续梁桥现浇施工支架的检算截面。一般情况下每桥现浇施工支架的验算截面有2~4个，限于篇幅，本文以本最大梁截面处为例，介绍客运专线连续梁现浇支架设计的内容和方法。

根据文献[1]，按浇筑混凝土工况对支架强度、刚度和稳定性进行检算。在此工况下，须计算荷载包括：①梁体自重；②支架结构自重；③施工人员、材料及施工机具荷载；④振捣混凝土时产生的荷载；⑤浇筑混凝土时产生的冲击荷载；⑦风荷载；不考虑⑧水流荷载，无⑩其他荷载。

3.1 梁体自重荷载

梁体钢筋混凝土在底模上产生的面荷载标准值为：

式中：pc——梁体钢筋混凝土在底模上产生的面荷载标准值（kN/m2）；

γ——钢筋混凝土容重（kN/m3），取26 kN/m3；

hx——按梁体翼板、腹板、底板（含底板上方顶板）的梁体高度分别取值（m）

根据式（1），算得最大横截面腹板梁体自重荷载为137.8 kN/m2；底板处梁体自重荷载为52 kN/m2；翼缘板处梁体自重荷载为 19.76 kN/m2。

3.2 模板及支架结构自重荷载

底模自重取为1.0kN/m2；内模及内模龙骨支架自重取为1.5kN/m2。即腹板下和翼缘板下模板自重取为1.0kN/m2；底板下模板自重取为1.0+1.5=2.5kN/m2。计算立杆轴力时，还应加上立杆和水平杆的自重。

3.3 施工人员、材料及施工机具荷载

计算支撑模板的纵、横梁时，施工人员、材料及施工机具均布荷载取1.5 kN/m2；计算支架立柱及其他结构时，施工人员、材料及施工机具均布荷载取1.0 kN/m2。

3.4 混凝土振捣荷载和冲击荷载

振捣混凝土时水平面模板上产生的荷载取为2.0 kN/m2；浇筑混凝土时产生的冲击荷载取为2.0 kN/m2。

3.5 风荷载

风荷载标准值计算公式：

式中：sμ——风荷载体形系数；根据文献[2]sμ=0.42；z

μ——风压高度变化系数，取为1.0；

0

ω——基本风压（kN/m2），根据文献[3]成都地区平均风压取为0.5kN/m2；

由（2）式得风荷载标准值0.147 kN/m2。

3.6 荷载组合

模板下纵横梁和支架结构强度计算时，组合Ⅰ：1.2×（①+②）+1.4×（③+④+⑤）模板下纵横梁和支架结构刚度计算时，组合Ⅱ：①+②

支架结构稳定性计算时，组合Ⅲ：1.2×（①+②）+0.9×1.4×（③+④+⑤+⑦）

4 现浇施工支架检算

4.1 主要技术指标

根据文献[1]，支架重要性系数γ0=1.1；步距为1.2 m时，单肢标准碗扣支架立杆的容许承载力为30.0 kN。该容许承载力已考虑了材料的强度和杆件的稳定性。Q235型钢和钢管抗拉、抗压、抗弯强度设计值f=215MPa；抗剪强度设计值fV=125 MPa

根据施工现场选用的木材种类，木材抗弯强度设计值fW=10MPa，抗剪强度设计值fWV=1.4MPa；方木的弹性模量Ew=9000MPa。

4.2 纵向分配梁检算

4.2.1 强度计算

根据文献[1]，检算纵向分配梁的抗弯强度和抗剪强度。在最大梁截面处，腹板处纵向分配梁横向间距为0.2m，横向分配梁的纵向间距均为0.3m，依据荷载组合Ⅰ，纵向分配梁上的分布荷载为：

q3=[1.2（137.8+1.0）+1.4（1.5+2.0+2.0）] ×0.2=34.85 kN/m=34. 85 N/mm；L2=0.3m=300mm 10×10cm方木的截面抵抗矩为166666.7 mm3；面积为10000 mm2。

4.2.2 刚度计算

分配梁的弯曲挠度计算公式为：

式中：q4——纵（横）梁承受的等效均布线荷载（N/mm）；

Ew——纵（横）梁的弹性模量（N/mm2）；

I——纵（横）梁的截面惯性矩（mm4）；

腹板处荷载组合Ⅱ：q4=(137.8+1.0)×0.2=27.76 kN/m=27.76 N/mm；L2=0.3m=300mm

同理，其他位置纵向分配梁的检算结果均能满足强度和刚度要求。

4.3 横向分配梁计算

在全桥范围内，底板下横向分配梁的支撑情况相同：3×0.3+7×0.6+3×0.3。横向分配梁在纵桥向间距：13-17号梁截面底板下立杆纵向间距为0.3m，其余梁段底板下立杆纵向间距为0.6m。

最大梁截面腹板处横向分配梁纵桥向间距为0.3m，支点间距0.3m。依据荷载组合Ⅰ，横向分配梁上的分布荷载为：q3=[1.2（137.8+1.0）+1.4（1.5+2.0+2.0）] ×0.3=52.278 N/mm；L2=0.3m=300mm 15×15cm方木的截面抵抗为562.5 cm3；面积为22500 mm2

根据式（3）其刚度也满足要求。

4.4 立杆检算

4.4.1 不组合风荷载时，立杆轴力和稳定性检算不组合风荷载时，立杆轴力：

式中：Q1——一根立杆的计算恒载（N），Q1=（①+②）×LxLy；

Q2——一根立杆的计算活载（N），Q2=（③+④+⑤+⑩）×LxLy；Lx、Ly分别为立杆纵向间距、横向间距（mm）。

最大梁截面腹板处，Lx=300mm；Ly=300mm；立杆高度按8m计算。

N=[1.2(137.8+1.0)+1.4(1.5+2.0+2.0)] ×0.3×0.3+1.2×8×0.85×0.3×0.3

=15.68+0.734=16.41kN＜[N]=30kN（满足要求）

不组合风荷载时，稳定性：

4.2.2 组合风荷载时，立杆轴力和稳定性检算

组合风荷载时，立杆轴力：

组合风荷载时，立杆稳定性：

（满足要求）

L0=1.2+2×0.6=2.4m； Lx=0.6m；则：

5 结语

本文依据技术规程，按不同荷载组合检算了现浇支架的强度、刚度和稳定性。检算结果表明支架的刚度、强度和稳定性均能满足规范要求。在施工中，施工单位按本设计和《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（TB 10110-2011）的要求，进行了地基处理、支架施工、支架检验验收、支架预压等施工流程，保障了客运专线连续梁桥现浇的施工安全和施工质量。

[1]中华人民共和国铁道部 TB10110-2011 铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程[S],北京:中国铁道出版社,2011

[2]中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ 166—2008 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008

[3]中华人民共和国住房与城乡建设部.GB 50009-2012建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012

Design and Verification of Cast-in-situ Falsework for Continuous Beam Bridges of Passenger-Dedicated Lines

LI Xin-xian
(China Railway 23rd Bureau Group 6th Engineering Co. Ltd. Chongqing 401121 China)

According to the technical specification, this thesis verifies the loads on the cast-in-situ falsework and checks the strength, stiffness and stability of the cast-in-situ falsework based on different loadcombinations. The results show that strength, stiffness and stability of the cast-in-situ falsework meet therequirements. It guarantees the construction safety and quality control for the continuous beam bridges ofpassenger-dedicated lines and provides reference for similar projects as well.

continuous beam bridge cast-in-situ falsework design and verification

A

1673-1816(2016)04-0018-05

2016-05-14

李新献（197-），男，汉，学士，山东人，高级工程师，研究方向桥梁与隧道工程技术。