现浇箱梁满堂支架设计和计算研究探讨

摘 要：满堂支架法混凝土现浇施工技术目前已经被大量的应用于铁路工程、桥梁工程、公路工程、水利水电工程以及其它各大建筑工程领域。满堂支架法施工，有着灵活、便捷、经济、适应性强等优点，所以满堂支架法施工技术被越来越多的建设施工单位所青睐；如何科学、合理、经济的进行支架方案的设计是满堂支架法施工成败的一大关键性问题。基于此，本文对现浇箱梁满堂支架设计与计算进行了相关的研究，以供参考。

关键词：现浇箱梁；满堂支架；设计；计算

引 言：满堂支架支设是现浇箱梁施工中最重要、最复杂的工作之一，其质量直接影响着箱梁的质量，所以支架支模方案须经设计验算。

1 工程概况

以某高速公路为例，该高速公路高架桥设计全长863.1m，为分离式互通双幅八车道主线桥梁。钻孔灌注桩基础，重力式承台，花瓶状墩柱，预应力砼盖梁。上部结构主要为25、30 m 装配式箱梁，跨越既有道路区段设计为左幅（47+2×60+44）m、右幅（49+2×65+49）m 连续箱梁结构。

现浇连续箱梁桥主梁左右幅两联均为直腹桥变高度连续箱梁，梁高为2.0～3.8 m，采用单箱三室断面；腹板变厚范围，中跨为60～65 cm，边跨为44～49 cm；标准顶板厚25 cm，标准底板厚25 cm。桥梁设计纵坡为一0.336%，横坡为2%。

2 地基处理及箱梁施工工艺过程

根据设计图纸，结合现场实际情况，上部构造拟采用在经处理的地基表面搭设满堂支架整体现浇方法逐段施工连续箱梁，箱梁砼分2次浇筑成型，首次浇筑至顶板倒角下沿以下2 cm处，第二次浇筑至箱梁顶板顶面。

根据设计提供桩基地质勘探报告及现场桩基钻孔反映的地质情况，支架搭设区域原地面为植被土，下部存在淤泥层，但深度较小，可经换填后压实处理。在桥梁桩基及承成后，对施工区域内的软弱土层进行挖除换填，并采用20t振动压路机分层压实，保证现场实测压实度在90 以上。地基处理完毕后，采用N10轻型触探仪对地基进行触探试验，计算地基承载力，实测结果必须满足不小于200kPa的要求，对不满足地基承载力要求的采取换填石渣及浇筑砼等措施进行处理直至满足要求。为便于排水，换填后的地基顶面高于原地面不小于50cm，并在平台外缘纵向设60 cm×50 cm矩形排水沟，断面设2 横坡，地表水由横坡汇人纵向排水沟后排出场外。在经处理后的地基表面浇筑10 cm厚C15砼垫层。

3 满堂支架设计计算

3.1 满堂支架设计

满堂支架材料采用普通扣件式钢管脚手架。步距1.2 m；纵距，标准区段为0.6，纵断面倒角区为0.4 m，翼板区均为0.6 m；横距为（1.2+0.6+0.9+0.45×2+0.9×4+ 0.45×2+ 0.9× 4+0.45×2+0.9×4+0.45×2+0.9+0.6+1.2）m。横断面剪刀撑每6m设一道，纵向剪刀撑沿支架两侧布满。换填压实后的地基上浇筑10 cm 厚C15砼垫层，垫层表面铺5cm厚枕木支垫，枕木以上构件分别为钢底座（底托）、钢管支架、可调钢顶托、槽钢纵梁、10×1025 cm 木枋横梁、18 mm 厚胶合模板。

支架搭设完成后， 采用1.2 倍设计荷载预压消除地基及支架体系非弹性变形的同时， 检验支架及地基承载力是否满足设计要求。

3.2 支架各部分验算

（1）箱梁荷载

取腹板底位置横桥向1 m 宽（实际0.8m 宽）进行验算，因其他部位（底板、翼板区）虽作间距调整，但荷载相对大幅减小，可不作验算。

模板、支架自重，胶合板P11=0.1 kN/m2，方木P12=7.5 kN/m2；箱梁砼高度h=3.8 m，新浇钢筋砼重量P2=3.8×26=98.8 kN/m2；施工荷载P3=2.5 kN/m2；振捣砼产生的荷载P4=2.0 kN/m2；其他荷载P5=2.0 kN/m2。

（2）底模强度计算

箱梁底模采用高强度胶合板，板厚δ=18 mm，胶合板方木背肋间距为250 mm，验算模板强度采用宽b=250 mm 的平面胶合板。从模板下方木背肋布置可知，胶合板可看作多跨等跨连续梁，为计算简便，取三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。

①模板力学性能。模板弹性模量E=9×103MPa，根据GB/T17656― 1999及模板样品检验报告，偏安全考虑，容许抗弯应力[δ]取15 MPa，容许剪应力[τ]取1.7 MPa。截面惯性矩 I = bh3/ 12=25×1. 83/ 12= 12. 15 cm4； 截面抵抗矩 W = bh2/ 6= 25 × 1. 82/ 6= 13. 5 cm3； 截面面积 A = bh= 25×1. 8= 45 cm2。

②模板受力计算。底模板均布荷载：

P =（P 11 + P 2 + P 5） ×1. 2+ （P 3 + P 4） ×1. 4= （0. 1+ 98. 8+ 2. 0） × 1. 2+ （2. 5+2. 0） ×1. 4= 127. 38 kN/ m2

q= Pb= 127. 38× 0. 25= 31. 85 kN/ m

跨中最大弯矩

M= 0. 08ql2= 0. 08 × 31. 85× 0. 252=0. 16 kN・m

弯拉应力

δ= M/ W= 0. 16 × 106/ （ 13. 5×103） =11. 9 M Pa< [δ] = 15 M Pa

抗剪强度

τ= 3Q/ （ 2A） = 3× 0. 6 × 31. 85×250/ （ 2×45 × 102） = 1. 59 M Pa< [τ] = 1.7 M Pa