连续梁现浇施工大跨度支架方案研究

王建东

摘要：结合福州绕城公路东南段A7合同段琅岐特大桥1 号桥主跨3×40m连续梁支架现浇施工实例，对于大尺寸及大体积的连续梁现浇采用WDJ型碗扣件搭设满堂支架，跨越地方道路采用贝雷桁架纵梁+钢管柱支墩设置大跨度通车门洞方案，支架结构承载能力验算方法进行了详细的阐述。为此类现浇连续梁支架方案提供借鉴。

Abstract： Combined with the construction example of the 3×40m cast-in-situ continuous beam support for the main span of the Langqi Bridge No.1 Bridge of the A7 contract section of the southeast section of the Fuzhou Ring Road， the large-size and large-volume cast-in-place continuous beam using WDJ bowl fasteners to set up full support， the scheme of using Bailey truss longitudinal beam+steel pipe column buttress to set large-span opening to traffic across local roads， and the checking method of bearing capacity of support structure are described in detail， which provides reference for this kind of cast-in-place continuous beam support scheme.

关键词：现浇连续梁;满堂支架;大跨度门洞;WDJ型碗扣件;贝雷桁架;验算

Key words： cast-in-place continuous beam;full support;large-span doorway;WDJ-type bowl fastener;Bailey truss;check calculation

中图分类号：U445.4                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）30-0145-04

0  引言

隨着桥梁工程技术的发展及日渐繁忙交通通行的需要，桥梁上构梁体向着更大跨度及更大尺寸方向发展，也意味着连续梁支架现浇施工的支架及门洞结构需具有更高的承载能力及安全稳定性;以往采用普通钢管搭设现浇满堂支架，采用型钢作门洞纵梁的支架方案已不能满足现在大跨度连续梁现浇的需要。在福州绕城公路琅岐特大桥1号桥主跨3×40m连续梁支架现浇时，创造性地采用WDJ型碗扣件搭设满堂支架、贝雷桁架纵梁+钢管柱支墩设置大跨度门洞的支架方案，确保了施工质量及施工安全。

1  工程简介

琅岐特大桥1号桥采取左右分离式结构，左幅桥中心里程为ZK31+315.357，全桥长973.5m;右幅桥中心里程为YK31+286.5，全桥长928.5m;左右幅桥主跨均采用3×40m连续箱梁跨越地方道路。上构3×40m连续箱梁设计结构为单箱三室。连续梁顶面宽18m，底部宽13.0m，两侧翼缘板宽各2.0m，梁高1.8m，顶板砼厚0.25m，底板砼厚0.22m，边腹板、中腹板砼均厚0.5m。结构尺寸见图1所示。

2  支架系统总体方案

本项目连续梁根据地形条件、施工环境及设备机具等情况，拟采用满堂支架法现浇，但该连续梁具有跨度大、桥面宽、作用于支架的荷载大等特点，且中间跨上跨地方道路，需留置双车道和行人通行的门洞，传统的普通钢管支架、型钢门洞不能满足施工承载及安全要求。故本项目需解决满堂支架及大跨度门洞所采用的材料和设计方案难题。

经对不同的支架材料及支架方案进行了技术、经济及安全稳定性的综合评估，并在承载验算的基础上进行了支架方案的多次修改及优化，最终采用承载能力强、安全稳定性好、施工简便的WDJ型碗扣件搭设支架，和采用贝雷桁架纵梁+钢管柱支墩设置大跨度通车门洞的支架方案。具体支架方案如下：

支架体系采用WDJ型碗扣件（？准48×3.5）。立杆沿桥梁纵向按间距60cm布设，翼缘板下立杆横向间距90cm，其余部位均为60cm;且两侧翼缘板外侧还各铺设1m宽工作通道。支架体系步距以120cm为主，部分采用60cm结合布置;横向按每7排立杆（且不能超过4.5m）布设1道剪刀撑，在支架的底部、顶部均布设水平剪刀撑，当支架搭设高度超过4.8m后，按间距不超过4.8m增设中间部位的水平剪刀撑。

在支架立杆顶部插设可调顶托，顶托U槽内布置10×15纵梁方木，间距与立杆横向间距相同（底板下为60cm，翼缘板下为90cm），上铺10×10横梁方木，沿桥纵向间距30cm/道，横梁上铺2cm厚竹胶板箱梁底模板。

支架设置预拱度，在跨中处按0.2%倍跨径考虑，支座处为0，纵向按抛物线设置。

连续梁中间跨跨越地方道路，并与道路正交，地方道路路面宽度12m，两侧人行道宽3m。按交管部门要求设置2车道通车门洞，门洞两侧留置1.5m宽人行通道。采用钢管柱+贝雷梁作纵梁的门洞跨越现有道路，搭设完成的门洞净高超过4.5m，净宽2×3.5m。支架及门洞搭设方案见图2、图3、图4所示。

3  支架搭设施工关键技术及措施

3.1 支架基础处理

清除地面杂草、杂物、腐植土，并做好排水措施。根据换填层基底标高测量原地表开挖深度。人机配合按1：0.5坡比开挖坑槽至换填层基底标高处，然后分层填筑35cm厚片石（坡比为1：0.5），在其上浇筑20cm厚C25砼支架基础，换填完成后做承载力及压实度试验，满足承载力>125kPa、压实度>94即可搭设支架，如不满足要求则需加深基础处理。沟槽与基础间空隙用原土回填，并碾压密实。见图5所示。

基础施工要求：①换填采用片石分层填铺、碾压。分层厚度为20cm+15cm，采用20t振动压路机碾压四遍，最后两遍压实限差值小于2mm。②换填层承载力通过试验确定需达到125kPa，压实度达到94%后方能进入下道工序。③基础换填完成后尽快施作砼面层，3d内禁止雨水或地下水浸泡。

3.2 支架拼装

①碗扣式脚手架构件采用汽车由材料存放场运送至现场，材料存放场内起重吊车配合装车。②施工前做好详细的技术交底与计算书，保证支架搭设技术可靠和使用安全。③按支架图放出轴线定位，施工人员按照轴线布置网格。④支架搭设按高度分阶段实施，先第1阶段搭设（高度6m），检查合格后方可搭设下一阶段。以后每上升3m高度检查一次。⑤按立杆→横杆→斜杆的次序逐层搭设支架。底层扫地杆的水平直线度控制在≤L/200，横杆水平度控制在L/400内。⑥支架全高垂直偏差控制在L/500内，且最大允许总偏差不得超过100mm。⑦支架周边架设安全网防护，以防坠物砸伤。⑧支架搭设完毕后，组织技术、监理、安全、施工等有关人员对整个支架进行全面检查。

3.3 门洞设置

连续梁第2跨正交跨越现有道路，采用钢管柱+贝雷梁设置门洞跨越。

3.3.1 钢管立柱基础

条形基础在道路两侧对称布置2道，间距9m，每道长度21.6m，截面尺寸1.0×0.8m。

3.3.2 钢管立柱布置

钢管立柱采用？准426螺旋管，立柱底部与基础采用钢板刚性联接以保证其稳定性。立柱单根长3.2m，同排立柱间距2.5m，每道条形基础上布置9根。立柱两端焊接60cm×60cm×2cm钢板。

3.3.3 工字钢横梁布置

横梁布置在钢管立柱顶部，与立柱顶铰接，采用双拼I50a工字钢，长21m。

3.3.4 贝雷行桁架纵梁布置

纵梁为主要受力结构，采用贝雷桁架。纵梁搭设于横梁上，与横梁垂直布置，梁底板下间距为90cm，翼缘板下间距为135cm。纵梁单根长9m，共21片。

3.3.5 [20槽钢分配梁等布置

纵梁上设[20槽钢分配梁，间距按60cm。为确保杂物、砼浆不掉落，保障行车安全，槽钢分配梁上满铺2.0mm厚钢板，钢板上再横向铺设10×15方木作支架立杆的垫木。

3.4 支架预压

为了控制连续梁的线型及检验支架、门洞结构的承载安全稳定性，并消除架体非弹性形变和地基沉降，测算弹性形变用于控制梁底板的标高。在完成支架、门洞搭设且铺设底模后进行超载预压。堆载采用砂袋，按梁体钢筋砼重0.6倍、1倍、1.2倍分3级进行。沉降观测点的布设及观测频率、方法，堆载的位置及次序，每级堆载、卸载间的静置时间，完成预压的判断标准等均严格按规范及设计要求进行。完成预压后，分析、处理沉降数据，评估支架及门洞结构安全稳定性。最后按计算结果调整支架顶部标高，预留合理上拱度，以确保梁体线型。

3.5 支架拆除方法及要求

连续梁砼达到设计强度后张拉全桥预应力，且压浆完毕后方可拆除支架。①全面检查支架所有连接件、支撑体系构造是否满足安全要求，拆除方案经审批同意后实施支架拆除。②对施工人员进行支架拆除专项安全技术交底。③划出安全作业区，设置警戒线，派专人看管。④拆除作业顺序与搭设顺序相反，按先搭后拆、后搭先拆的順序进行。⑤拆除的方木、型钢、扣件钢管等构件用16t汽吊吊放至地面，严禁抛掷。⑥拆除的构配件分类堆放，便于周转及运输。

4  结构承载计算

4.1 荷载取值及材料力学参数

4.1.1 荷载取值

①连续梁钢筋砼重量：连续箱梁中间标准断面的面积为11.6m2。钢筋砼容重按26kN/m3。箱梁底板宽度为13.0m，为了更加确保安全，按箱梁砼重量全部作用于底板下的支撑结构。则箱梁钢筋砼产生的荷载为：11.6×26/13=23.2kN/m2。②模板、方木、模板支架等重量荷载：3.0kN/m2。③施工人员、机具、设备荷载：2.5kN/m2。④振捣砼的冲击荷载：2.0kN/m2。⑤碗扣式钢管及扣件自重荷载：底板下支架立柱间距为60cm，按50kg/m3计算。支架最高为7.2m，转换成单位面积荷载为：50×9.8×7.2×10-3=3.5kN/m2。⑥可变荷载分项系数取值1.4，永久荷载分项系数取值1.2。

4.1.2 材料力学参数

①竹胶板力学参数：[σ]=12MPa，[τ]=1.3MPa，E=5×103 MPa。②10×10cm方木（松木）力学参数：[σ]=12MPa，[τ]=1.2MPa，E=9×103MPa，W=1.7×105mm3，I=8.3×106mm4。③10×15cm方木（松木）力学参数：W=3.75×105mm3，I=28.1×106mm4。④碗扣式钢管力学参数：[σ]=140MPa，Aj=489.3mm2。

4.2 底模、横梁方木、纵梁方木验算

4.2.1 验算说明

①最不利荷载处取中间腹板下。②底模采用竹胶板（规格：122×244×2cm），下设间距30cm的方木横梁（规格：10×10cm）。将底模简化成跨径30cm简支梁。③因方木横梁下的方木纵梁间距为60cm。故横梁按跨度为60cm的2等跨连续梁进行验算。④方木纵梁规格为10×15cm，因支架立杆间距为60×60cm，故纵梁按跨度为60cm的2等跨连续梁进行验算。

4.2.2 计算结果见表1。

4.3 碗扣件立杆承载力检算

连续梁自重及施工时所有荷载均经纵梁传递给支架立杆，立杆为受轴向压应力的细长杆件，需进行失稳验算。立杆按高L0=1.2m、两端铰接进行失稳验算。

最不利荷载处取中间腹板下。则单根钢管立杆承受的轴向压荷载为：

P=（0.6×0.6）×（1.2×（1.8×26+3+3.5）+1.4×（2+3））=25.6kN

L0=1.2m时，查表得i=15.8cm，计算λ=L0/i=75.95，查表得φ=0.746

σ=N/（φAj）=（25.6×103）/（0.746×489.3）=70.0MPa<[σ]=140MPa。

4.4 通车门洞结构承载验算

4.4.1 贝雷桁架纵梁

贝雷桁架按长度为12m，两支点相距9m，承受线性均布荷载作用的梁体进行承载验算。

所有荷载作用于换算成梁底单位面积荷载为（1.2×（23.2/13+3+3.5）+1.4×（2+3））=16.94kN/m2。梁底下共布设有17片贝雷桁架组，则作用于单片贝雷桁架组上的线性荷载为（16.94×13）/17+2.1（贝雷桁架自重）=14.1kN。

计算得单片贝雷桁架纵梁：

弯矩M=625.8<[M]=788.2kN·m

剪力Q=173.5<[Q]=245.2kN

4.4.2 门洞立柱顶部布设2I50a工字钢，承受贝雷桁架纵梁传递的荷载，本项目按跨径为2.5m的3跨连续梁进行承载验算。验算结果见表2。

4.4.3 钢管立柱计算

钢管立柱采用？准426钢管，通车门洞下每根钢管立柱承受2.5×6=15m2面积的上部荷載，加上门洞结构自重，计算得单根钢管立柱承受的轴向压力荷载为863.2kN。计算长度L0=3.2m，i=14.75cm，计算λ=L0/i=21.7，查表得φ=0.903，由Aj=117.9cm2得：σ=N/（φAj）=81.1MPa<[σ]=140MPa

5  结束语

本项目通过合理选用材料，科学设计及优化支架及门洞方案，严格进行承载验算。并在支架及门洞搭设时采取技术措施，确保支架搭设质量。浇筑后的连续梁线型美观，质量达到设计及规范的要求，得到了建设方的高度评价。

参考文献：

[1]文玉斌.大跨连续梁现浇支架的设计和施工分析[J].低碳世界，2014（3）.

[2]王立敢，胡明峰.大跨度连续梁贝雷梁钢管柱式支架现浇施工技术[J].交通世界，2016（5）.

[3]周鑫.满堂支架现浇连续梁的施工线型控制与监测总结[J].山西建材，2014（3）.