现浇混凝土箱梁盘扣式支架与碗扣式支架方案使用比较分析

邹立舜

（福建省龙岩市城市建设投资发展有限公司，龙岩 364000）

1 工程概况

龙岩市南北交通中心轴和景观轴线龙岩大道是龙岩大道高架桥工程所在的位置，包括道路以及桥梁工程两大部分，其中工程的全长3395m，高架桥全长2329m(主桥为190+150m独塔斜拉索钢箱梁转体桥)，对于现浇预应力混凝土箱梁跨径结构，共有103个跨径，且大多位于龙岩市主路桥梁工程中，跨越多条市政道路、两条铁路和河流。为缓解交通压力，保证城市交通顺畅,交通节点目标提前实现部分,在预应力混凝土箱梁悬臂施工中,按钮碗支架和板式支架两个支撑体系,加快项目的施工进度。

2 施工方案

以引桥标准型箱梁为例，分析了两种施工方案。采用标准箱梁，跨度30米，梁高2.2米，梁宽26米。

根据支架系统的形式,计算按照有关技术规范,确定碗支架和套接字类型按钮排列间距的方法支持。

2.1 碗扣式支架搭设方案

碗扣支架采用WDJ碗扣式脚手架,型号、规格为φ48×3.5碗扣支架，搭设时遵循以下原则：

1.箱梁腹板下支架搭设间距：90cm（顺桥向）×60cm（横桥向），竖向步距为120cm。

2.箱梁箱室下支架搭设间距：90cm（顺桥向）×90cm（横桥向），竖向步距为120cm。

3.梁端横隔梁处支架搭设间距：60cm（顺桥向）×60cm（横桥向），竖向步距为120cm。

4.剪刀撑设置：横向平面剪刀撑按每4步设置一道；纵向剪刀撑布置于支架外侧及腹板下方与箱梁中间；横断面剪刀撑按顺桥向间距4m设置一道。

5.分配梁均采用方木作为分配梁，根据受力状况分为主分配梁和次分配梁。顺桥向主分配梁（10×15cm方木）间距与顺桥向立杆的间距一致，横桥向次分配梁（10×10cm方木）每30cm设置一道。

6.新建地基基础为在压实原状土上换填20cm级配碎石后浇筑20cm的C20素混凝土，若箱梁支架位于原有道路上则只对承台开挖及泥浆池回填部位进行处理，其余部位无需处理。

2.2 承插式盘扣支架搭设方案

承插式盘扣支架采用A-LG型号、规格为φ60×3.2盘扣支架，搭设时遵循以下原则：

1.箱梁腹板下支架搭设间距：90cm（顺桥向）×90cm（横桥向），竖向步距为150cm。

2.箱梁箱室下支架搭设间距：150cm（顺桥向）×150cm（横桥向），竖向步距为150cm。

3.箱梁变截面下支架搭设间距：120cm（顺桥向）×120cm（横桥向），竖向步距为150cm。

4.梁端横隔梁处支架搭设间距：90cm（顺桥向）×90cm（横桥向），竖向步距为150cm。

5.剪刀撑（竖向及水平斜杆布置）：

（1）小于8米按钮拉条系统，用于支架绕第一垂直对角线外每层设置支架，顶部和底部设置垂直对角线和水平对角线，每 5个纵向和横向设置垂直对角线，沿框架体每6个横向设置一个水平对角线。

（2）超过8 m按钮支架水平支持系统,垂直设置对角,顶部和底部设置水平对角,沿着身体每6帧对角交叉设置一个水平。

6.分配梁根据受力状况分为主分配梁和次分配梁，主分配梁为14#工字钢,次分配梁为10×10cm方木，工字钢间距与顺桥向立杆间距一致，方木间距每30cm一道。

7.新建地基基础为在压实原状土上换填20cm级配碎石后浇筑20cm的C20素混凝土，若箱梁支架位于原有道路上则只对承台开挖及泥浆池回填部位进行处理，其余部位无需处理。

3 方案比选及分析

3.1 主受力杆件承力对比分析

盘扣支架的立杆及节点盘均为Q345钢，传统的碗扣式支架为Q235钢，盘扣支架钢材强度约为传统碗扣支架钢管强度的1.5倍。考虑碗扣支架周转次数较多，且非标件存在较多，在计算中将碗扣支架的壁厚按3.0mm考虑。

盘扣支架钢管稳定承载力计算：

单根立杆的稳定承载设计值Nd=φ.A.f

φ-轴心受压杆件稳定系数，由λ= h0/I查表得Φ60壁厚3.2mm的钢管其回转半径为i=2.01cm

A—单根立杆毛截面积A=A0=3.14[（60/2）2-（53.6/2）2]=570.7mm2

f—材料强设计值取f=300N/mm2

h0=实际长度×系数，计算长度系数如下：

h0= h+2a=1.2+0.3×2＝1.80m

λ=h0/I=1800/20.1=89.6，取λ=90，查表得φ=0.55

故 Nd=φ.A.f=0.55×570.7×300=94.17KN

则盘扣式支架单杆稳定承载能力为 94.17KN，约为碗扣支架单杆稳定承载力42.5KN的2.2倍。

同等的荷载情况下，使用盘扣支架的杆件量是少于碗扣支架的，但立杆的减少会导致上部底模系分配梁和下部地基基础的受力增大，需要采用高强度材料,或增加梁的分布层提高梁的应力分布,分布和支持基础的承载力基本需求也相应增加,需要加强基础。

3.2 结构安全性对比分析

盘扣式支架在节点形式为销板与钢管焊接一体，通过具有自锁功能的楔形板与受力钢管形成半刚性连接，为了更好地确保节点连接。碗和碗扣支架节点旋转销之后见面,但在实际的施工过程，由于碗扣支架使用周转次数较多，容易锁泄漏或泄漏或不紧,有很大的安全隐患。

在相同的节点位置,斜栏可以用来限制位移在八个方向形成钢管支架系统,这是优秀的稳定性。此外,剪刀支持类型支架通常采用扣件式钢管和后组根据规范,只有积分约束托架的某些部分。约束条件差，稳定性一般。

3.3 材料成本分析

等效负荷情况下,盘扣支架材料用量一碗少很多。在8 m和模板支持系统,套接字类型按钮支架系统使用更少的材料,租赁价格。在超过8米模板支持系统,套接字类型按钮支架系统与碗架系统相比,物质消费是相似的,这是因为当盘扣支架搭设高度大大增加盘扣的支持材料的用量。但市场上盘扣架的租赁价格较碗扣架高1.5～2倍，在8m以上的支撑体系中使用盘扣支架，材料租赁价格较碗扣架高。

3.3.4 施工方案比选结果

根据目标节点的要求和工程施工进度,选择力性能,安全性能好,而且美观大方盘扣支架方案,现场实施,为了节省施工工期、确保施工节点的目标。

4 总结

引桥在龙岩路高架桥施工现浇混凝土箱形梁通过使用两种满堂支架支持系统进行了比较和分析,在比较和分析以下结论：

1.支护系统的种类可以满足施工应力的要求，但护板的抗弯受力性能优于筒体支护，但相应的基础梁和需求分布较大，实际施工中应根据现场场地和资源配置进行选择。

2按钮支架结构安全性能优于支架的碗,并能满足安全文明施工的要求。

3.盘扣式支架搭设完成后整体美观大方，在龙岩大道高架桥工程使用中地方质量、安全监督部门对该型支架体系极为赞赏，并推广使用。

4.盘扣式支架在在施工中节省了工程的施工工期，但在超过8 m模板支撑系统成本较高的情况下，建议在施工工期紧张、资金充裕的情况下，允许或在工期内资金不足。