浅析大跨度桥梁现浇支架体系钢支撑稳定性

摘要：随着近年来我国铁路施工技术的飞速发展，大跨度桥梁的设计与应用越来越多，特别是在人口密集地区，涉及跨越既有铁路、公路、河道、构筑物时，应用更为普遍。目前在大跨度桥梁施工中，应用较为普遍是支架现浇和挂篮悬浇两种方式，其中现浇支架施工中，支架体系特别是支撑钢管柱的整体稳定性是确保梁体工程质量和现场施工安全的关键。本文以津保铁路引入天津西站工程动车右线特大桥跨越天津市西外环斜拉桥工点现浇支架体系施工为实例，对本工程实施过程中前后两次支架体系钢管柱稳定性检算进行了介绍和分析，对今后在现浇支架体系检算别钢管柱支撑稳定性检算时如何针对支架体系设计方案及现场实际情况正确的建立力学模型和选取材料技术参数，确保支架体系检算结构准确可靠，保证现浇梁工程质量及施工安全，起到一定指导和借鉴作用。

关键字：支架体系 钢支撑 工程质量施工安全

中图分类号：TU71文献标识码： A

1、工程概况

本工程为新建津保铁路引入天津西站工程中动车右线特大桥跨越天津市外环线西青道立交桥所设计的三线矮塔斜拉桥工点，涉及动车右线桥73#-76#墩，其中74#墩为主墩。梁上涉及高速联右线、动车右线、动车走行线三条线，跨径布置采用（84+56+32）m矮塔斜拉桥方案，支架现浇施工。

2、原支架体系方案及钢支撑稳定性检算

2.1支架体系方案简介：斜拉桥设计为支架现浇法施工，采用84m跨越既有外环线公路桥，距离地面高约21m，且地表整体为粉质粘土，采用钢管柱贝雷梁支架体系。

钻孔桩冠梁基础：桥跨间支墩基础采用Φ1.5m、桩长15～39m的钻孔灌注桩。桩顶设置冠梁，每道冠梁长29m，宽2m，厚度为1m。

钢管柱：采用Φ0.63m壁厚10mm钢管柱，钢管柱高度为14.6m～19.9m，横桥向布设12根，间距为1.8m～2.7m。全桥纵向共设置临时支墩15处。其中第1、12、13、15排在边墩或辅助墩承台上，每个承台两侧横桥向单独施工两根钻孔桩，支撑承台外部分钢管柱；第7、8排在主墩承台上，不需单独施工钻孔桩；第6、9排在基坑防护桩冠梁顶，不需单独施工钻孔桩。

立柱顶横梁：钢管柱顶部横向布置2排I56b工字钢，每根长度30m，作为上部贝雷梁门架的分配梁，将上部结构荷载分配到钢管柱上。在工字钢上焊接加劲板，在两端设置限位板,在钢管柱顶设置角钢斜撑。

贝雷梁：桩顶设置两排通长I56b工字钢，与钢管柱焊接。两排I56b工字钢顶架设贝雷梁，为保证外环线公路桥上方5.5m净空限界，且保证贝雷梁承受脚手架荷载最小，贝雷梁底距离外环线公路桥顶8.5m。全桥采用单层加强贝雷梁，贝雷梁布置宽度为B=26.55m，共计69道。

剪刀撑：横向钢管柱连接采用16槽钢，垂直间距5m，每层横向槽钢间设斜撑连接，斜交角度为45度。

碗扣式满堂红脚手架：在贝雷梁与梁底间设置一层满堂红脚手架，支架高度为1.8m～5m。设置原则为横距按腹板处0.3m、无腹板处0.6m布置，纵距0.6m，步距0.6m设置。碗扣脚手架体外侧设置剪刀撑，剪刀撑角度为45°至60°，架体内横向按1道4m设置剪刀撑，纵向按1道5m设置剪刀撑，竖向水平剪刀撑按1道3m设置。

支架跨外环线公路桥段，在贝雷梁顶上满铺5cm脚手板，在脚手板上满铺铁皮，并在钢板上焊接防护栏杆，同时外侧采用密目网遮盖，预防施工过程中物体坠落，发生公路行车事故。全桥设置两排脚手架，步距0.6m高于梁顶2m，作为人行爬梯。全桥在爬梯外侧通长挂设密目网遮盖，防止施工过程中物体坠落。

2.2 钢支撑稳定性检算

在按照从上到下的顺序，依据梁体不同部位结构形式及选用的支架体系材料，计算梁体及支架材料的荷载组合，并依次对梁底模板、方木、脚手管、分配梁进行检算，通过对分配梁应力分布的计算计算获得钢管柱上作用的荷载值，并从中选取承受荷载最大一排钢管柱（即位于两幅外环桥中间钢管柱）进行稳定性检算。

3、支架体系补强方案及稳定性检算

3.1原方案检算依据分析

在工程施工中钢管柱由630×10mm调整为610×10mm，且在钢管稳定性计算中，选取计算长度系数时按照上、下两端均固定的条件进行考虑，选取0.5，且从计算结果来看，这时的安全系数仅为215/210.9=1.02，安全系数低，有关专家在现场指导检查中对此提出异议，认为该条件假定与设计方案中的工况条件有出入，本工程支架体系计算长度系数时应按照下端固定，上端可侧移考虑，取值应为1.2，这样将直接影响支架整体稳定性计算结果，可能造成稳定性不足，需对支架体系特别是钢管柱的稳定性进行重新检算，如不满足要求，必须进行补强，并对补强后的支架体系重新进行稳定性计算，确保施工安全。

3.2支架体系补强方案

3.2.1第1排、第7排、第8排、第12排、第13排、第15排钢管柱位于桥梁承台之上，紧邻新建桥墩，每排钢管柱可与桥墩建立联系。具体做法为：采用Ф20精轧螺纹拉筋将两根I20工字钢通过模板拉筋孔及桥墩中空部分固定在墩身两侧；将相邻排的钢管柱用I20工字钢与固定在墩身上的工字钢焊接，形成刚性联接。设置高度为由下而上每6米设置一道，共两道。

3.2.2第2~3排、第5~6排、第10~11排钢管柱，单根设计荷载大于2400KN的钢管柱（每排有六根），采用对称桁架联接，桁架纵向主杆采用[25槽钢，[25槽钢采用∠160x14连接，横向联接杆采用∠125x10角钢沿两根槽钢主杆45度斜向均匀布置。

3.2.3第4排位于外环线公路桥上下行两幅桥之间，结合现场情况不能采用桁架联接，只能采用斜支撑加固，在外环桥下用Φ200mmx10mm钢管与钢管柱进行45度焊接，钢管另一端锚固于地面。钢管长度为8米，支撑点高度为地面以上6米。

3.3支架体系补强方案检算

根据原方案中的检算分析，选取其中负荷最大的钢管柱进行加固检算，分别第2、3排之间支架间的第2、3和4根柱子组成的框架结构进行计算。并选取第4排（即外环桥两幅间）的第2、3和4根柱子组成的框架结构进行计算。

通过检算，经过对钢支撑补强加固后，支架体系稳定性满足要求，安全系数可靠。

4、结束语

通过对大跨度桥梁现浇支架体系钢支撑稳定性的检算分析，为今后支架体系施工提供了参考和依据，更提醒工程技术人员要严格依据现场实际工况条件建模，慎重选取相关参数，在施工中指导施工人员严格按照检算合格的方案组织实施，从而在本质上保证桥梁施工安全。

参考文献：

[1] 中华人民共和国交通部标准公路桥涵施工技术规范[M].北京:人民交通出版社,1995.

[2] 施工结构计算方法与设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

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