浅谈城市轨道交通工程现浇简支箱梁满堂支架法施工技术

秦慧程，邓晓琴，张立军

（中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司，成都 611130）

1 工程概况

本文以武汉市轨道交通21号线三标段高架区间为例，着重讲述满堂支架法的施工技术。

2 施工工艺

本工程现浇简支梁支架体系采用满堂支架法，具体施工工艺流程如下：地基处理→搭设满堂支架→支架预压→安装模板、钢筋、波纹管等→浇筑混凝土→混凝土养护。

2.1 满堂支架施工参数

按照简支梁横截面的不同，将梁体分为三种方式处理：两侧翼板、腹板以及梁底板，两侧翼板下支架参数为90cm×90cm×120cm（纵向间距、横向间距、横杆步距，下同），腹板下支架参数为60cm×90cm×120cm，梁底板下支架参数为60cm×90cm×120cm。顶托上纵、横向梁均采用10cm×10cm方木，箱梁底板采用15mm厚的竹胶合板，箱梁侧模采用定型钢模板。

2.2 地基处理

搭设支架前地基处理方法为：对于需要进行换填处理的部位，在换填处理、回填表层整平后，采用YZ20t振动压路机进行碾压（尽量采用静碾压方式）,对于压路机碾压不倒部位采用小型夯机分层夯实，表面150cm范围采用砂砾石进行回填并分层夯实。碾压后进行动力触探实验，在要求承载力不小于150kPa后，在面层浇筑一层30cm厚C30混凝土。为避免基础受水浸泡，在浇筑的混凝土基础上进行2%的横向坡排水。并在两侧布置30×40cm的排水边沟，排水沟设置纵坡，沟内壁用砂浆抹实防止雨水侵入，水沿坡排出基础范围。

2.3 支架搭设

支架搭设的常规顺序为：底托→支架立杆→支架横杆→斜杆搭设→接头锁紧→搭设脚手板→搭设上层立杆→立杆连接销→支架横杆→剪刀撑及加固。支架搭设时，要求至少两层向同一方向或从中间向两侧推进，不得从两侧向中间合拢。

支架搭设完成后，应在翼板边缘及梁体端头设置防护栏杆，防护栏杆高1.2m，立杆锁于钢模板起吊杠方钢上，立杆上设置两道横向钢管，然后用密目安全网进行围敝，防止人员坠落及坠物伤人。

梁体施工时单独设置人行通道。

2.4 支架受力验算

2.4.1 荷载计算

30m简支梁对应满堂支架最大高度为23m、35m，简支梁对应满堂支架最大高度为16.5m，梁体宽度为9.4m。通过对以上最不利情况进行分析，对本工程30m简支梁施工支架进行验算，以确定最终的支撑参数，并确保工程安全。

根据设计图纸，梁体相关参数如下：

①30m简支梁自重Q1=4360.0kN；

②施工荷载

箱梁底模、内模及内外模支撑荷载，按照均布荷载计算，取值 2.0kN/m2，根据梁体结构尺寸，Q2=30×9.4×2.0=564.0kN。

施工人员、材料、机具荷载，按照均布荷载计算，取1.5kPa，根据梁体结构尺寸，Q3=30×9.4×1.5=423.0kN。

③在不计梁体施工支撑系统的情况下上部结构总重：

④墩高23m满堂支架自身荷载：

⑤根据设计的满堂架参数，30m简支梁满堂支架立杆共计35×15=525根，由支撑体系自重及支撑系统上部产生的荷载总计Q总=5762.4+4098.6=9861.0kN，则单根立杆承受荷载：N=Q/525=9861.0/525=18.9kN。

2.4.2 地基承载力验算

根据经验及试验，将地面整平，并采用重型压路机碾压密实（压实度≥90%），地基承载力可达到[fK]=190～250kPa。

式中：N——脚手架立杆传递至基础顶面轴心力的设计值；Ad——立杆底座面积，Ad=15cm×15cm=225cm2。

底托坐落在混凝土基础（厚0.3m）上（底托尺寸按照15cm×15cm计算），按照力传递面积计算：

K为调整系数；混凝土基础系数为1.0。

经过计算，基底整平压实后采用标准贯入试验检测地基承载力。经检测，若压实度达到90%以上，证明地基承载力能够满足要求。

2.4.3 立杆稳定验算

根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+（MW1+MW2）/W≤f

①N——钢管所受的垂直荷载，组合风荷载时N=1.2（NG1K+NG2K）+0.9×1.4∑NGK，同前计算所得。

②f——钢材的抗压强度设计值，参考《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得f=205N/mm2。

③A——支架立杆的截面积，A=391.0mm2（根据对武汉市场的调查，碗扣架钢管规格为φ48×3.0mm，在计算过程中按φ48mm×2.75mm钢管的截面积考虑）。

φ——轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得。

截面的回转半径 i=1/4（D2+d2）1/2=16.0mm

长细比 λ＝L/i。

L——水平步距，L=1.2m。

则λ＝L/i=75，参照《路桥施工计算手册》查附录3-26得Φ=0.744。

④MW1——计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距。

uZ——风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）表8.2.1得uZ=1.39（离地面高度按30m取值，地面粗糙类别为B类）。

uS——风荷载脚手架体型系数，按照《建筑结构荷载规范》表8.3.1第36项uS=0.9，

wO——基本风压，根据《建筑结构荷载规范》附表E.5，wO=0.4kN/m2，

则 Wk=0.7uZ×uS×wo=0.7×1.39×0.9×0.4=0.35kN/m2。

La——立杆纵距为0.9m;h—立杆步距为1.2m

⑤MW2——计算立杆段有雪荷载设计值产生的弯距。

μr——屋面积雪分布系数，参考《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）表7.2.1得μr=1.0，

So——基本雪压，查《建筑结构荷载规范》附表E.5得So=0.6kN/m2，

故：Sk=μr×So=1.0×0.6=0.6kN/m2

La——立杆纵距0.9m、h——立杆步距1.2m,

⑥截面模量 W=1/4×3.14×（R3-r4/R）=4.29×103mm3

则，N/φA+（MW1+MW2）/W=18.8×103/（0.744×391）+（0.054+0.093）×106/（4.29×103）=98.9N/mm2≤f=205N/mm2

根据计算结果，支架体系是安全稳定的。

2.5 满堂支架拆除

现浇简支梁满堂支架体系的拆除在设计有要求时应按设计要求，设计无要求时参照相关规范执行，且支架拆除前预应力张拉等相关作业应施工完成并经过相关单位验收合格后方可拆除。预应力筋未张拉完成前严禁拆除满堂支架体系。

3 结语

城市轨道交通高架桥快速发展，满堂支架法应用广泛，施工前合理验算，注重支架施工的过程控制，严把验收质量关，才能保证工程的施工安全。