某变截面箱形桥梁模板支架方案设计研究

摘要：本文以实际工程为背景，设计了变截面桥梁模板支架方案，分析了支架方案实施过程中存在的问题及注意事项。

关键词：箱型桥梁，支架，设计

1 工程概况

工程为跨城市快速路主线桥，斜交750布置，桥梁跨径33+60+33m。按左、中、右三幅设计，其中左幅、中幅桥梁全宽17.25m，左幅、中幅箱梁为双箱单室结构；右幅箱梁为单箱双室结构。墩台等角度布置，基础采用扩大基础。

梁体结构为预应力曲线箱梁，箱梁根部梁高3m，跨中2m，梁高按二次抛物线变化，同一截面处的高度相同。箱梁腹板厚度50cm，顶板厚度28cm，底板厚度由根部50cm渐变至跨中28cm。箱梁悬臂长度2m，悬臂端部厚度20cm，悬臂根部厚度50cm。

2 支架方案选定

主线桥分为三跨，每一跨左幅、中幅、右幅同时搭设支架，同时施工。

据结构特点和现场条件，第一、三跨为陆上部分，采用满堂支架施工；第二跨为跨越城市快速路部分，快速路为双向八车道，由于车流量巨大，该部分现浇箱梁施工时不能中断交通，因此采用型钢组合立柱支架，支架净高5m。每排立柱采用23根直径Φ500mm钢管，钢管壁厚12mm，钢管支架上搁置HW550×300工字钢横梁，然后在工字钢横梁上搁置工字钢HW550×300横向分配梁，顶部利用顶托来调整箱梁底模标高，顶托上铺设纵横方木，再铺设竹胶板底模。

3 方案设计

本工程支架采用碗扣式钢管支架。箱体腔室底板位置支架布置为横距×纵距×步距=90cm×60cm×120cm。箱体腹板位置支架布置为横距×纵距×步距=60cm×60cm×120cm，箱体腹板位置下部布置3排横距为60cm的立杆。翼缘板位置支架布置为横距×纵距×步距=90cm×60cm×120cm。

支架布置纵距均为60cm。步距为120cm，当支架高度较低，仅使用120cm立杆时，步距取60cm，保证最少有两层横杆。当支架高度变化，支架顶部步距可取60cm，适应模板支撑高度调整。支架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑。

中间横向剪刀撑如图2所示每4跨由底至顶连续设置一道竖向剪刀撑。

扫地杆距地面高度应小于或等于350 mm，立杆底部应设置可调底座或固定底座，立杆上端包括可调螺杆伸出顶层水平杆的长度不得大于0.7m。

横跨既有线过车门洞搭设采用钢管支架体系。中央分隔带宽设两排钢管，基础为两道800mm×800mm条形混凝土基础带，但根据施工测量实际情况，可将两道条形混凝土基础带合并成一个。两侧路肩各设一排钢管，基础为800mm×800mm条形混凝土基础带。每排立柱采用23根直径Φ500mm钢管，钢管壁厚12mm，钢管支架上搁置HW488×300工字钢横梁，然后在工字钢横梁上搁置工字钢HW488×300横向分配梁，顶部利用顶托来调整箱梁底模标高，顶托上铺设纵横方木，再铺设竹胶板底模。

过车门洞两侧的单排钢管立柱与碗扣式支架联接为一个整体，碗扣式支架应“抱住”钢管，水平钢管与钢管立柱之间用木楔加固。

4 支架施工过程中存在的问题及注意事项

4.1地基处理

陆上箱梁支架施工的关键工序是支架的地基处理。根据现场地基条件，本工程地基处理采用以下的方式：

（1）根据箱梁的断面尺寸、箱梁重量以及箱梁支架的型式对原始地基进行压实，然后铺设素混凝土垫层。混凝土垫层采用C20以上混凝土，合理选择厚度（不低于25cm），最后满足混凝土抗冲切演算。混凝土浇注完毕后收浆整平，塑料薄膜洒水保湿养生15天。

（2）场地排水。在地面硬化以后，加强箱梁施工期间的排水工作，严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。

4.2支架搭设

本工程现浇箱梁有一定的纵、横坡度，支架要承受上部荷载一定的纵、横向水平分力。因此，必须注意施工流向、纵横剪刀撑的设置，支架在靠近墩、台身处，纵向横杆应伸出顶住墩身，横向全部“抱住”墩身，借助墩身参与受力，以增强支架的纵、横向稳定性。为提高支架的防倾覆能力，将支架与墩柱连接在一起，采用钢管成井字型将墩柱与支架固定在一起。与墩柱接触的钢管外缠废旧模板布以免污染墩柱，钢管与墩柱之间有空隙的，采用木楔将空隙塞紧，以保证支架与墩柱能够固定在一起，由墩柱承担一部分水平推力，以提高支架的防倾覆能力。

4.3支架预压

根据预压结果考虑弹性及非弹性压缩对高程的影响，通过预压消除支架非弹性变形，得出荷载－挠度曲线，为模板铺设的标高与设置预拱度提供依据；同时提前发现支架安装质量及验证地基承载力。预拱度设置时要考虑张拉上拱、支架弹性变形的影响。

预压采用沙袋（水袋，整捆钢筋等）预压，堆载重量为每小联箱梁浇筑钢筋混凝土的重力和其它有关荷载组合的1.2倍。现场根据实际测量值与理论计算值对比，确定预拱度调整值。

4.4支架拆除

内模与外侧模的拆除应在第一批张拉之前进行，箱梁的底模必须在张拉全部完成后方可进行。混凝土张拉及压浆完后即可拆除支架、底模。

按照先跨中部位、后墩柱部位；先两侧翼板、后中间立柱部位；先拆木龙骨、竹胶板，后拆碗扣式脚手架，遵循自上而下的原则。

先拆除每跨中间部分，然后由中间向两边（支座处）对称拆除，使箱梁逐渐受力，防止因突然受力引起裂纹等。拆除碗扣式支架时，按上述顺序先去掉楔型木，然后松动顶部系杆，取下楔木、模板，再拆除支架。

5 结论

通过以上分析可得，变截面箱形桥梁模板支架设计与施工中应使支架具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠承受施工荷载，保证结构物各部分形状、尺寸准确。同时应该充分考虑工程所处的实际环境，根据不同环境考虑不同的支架方案，最大限度减小工程施工期间对城市带来的不利影响。

参考文献：

[1] 张俊义. 桥梁施工常用数据手册.北京：人民交通出版社，2005

[2] 中国工程建设标准化协会.建筑结构荷载规范.北京：中国建筑工业出版社，2005

[3] 中国工程建设标准化协会.钢结构设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2006

[4] 范立础.桥梁工程.北京：人民交通出版社，2008

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。