浅谈大桥连续梁施工模板支撑结构设计

【摘要】：模板支撑结构是确保模板正常工作的主要承载结构，对其探讨具有非常重要的意义，本文以下内容将对大桥连续梁施工模板支撑结构设计进行简要的分析，仅供参考。

【关键词】：大桥连续梁；模板支撑结构；设计

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

1、前言

我国十二五规划以来，为了拉动内需加大了基础建设的投入，我国的基础设施迎来的建设的高潮，一大批道路桥梁得到了建设，而连续箱梁是桥梁工程中的重要组成部分，其具有跨度大、稳定性强等特点，得到了很广泛的应用。但是，由于现浇连续箱梁荷载大，且处于高空中，这对于模板的支撑结构带来了很严格的要求，其必须具有一定的刚度、强度和稳定性，只有这样才能承担住连续箱梁的自重及浇筑过程中的冲击荷载、其它活荷载等作用，故对大桥连续梁施工模板支撑结构设计进行探讨具有非常重要的意义。本文以在邯济铁路跨G106国道大桥连续梁施工模板支撑结构设计的实践经验为例，对模板支撑结构设计进行了简要的分析，仅供参考。

2、工程概况

邯济铁路跨G106国道大桥,中心里程为DK79+348.56， G106国道幅宽分别为12、12m，此桥上部结构采用32m+48m+32m变截面预应力混凝土连续箱梁跨越G106国道，全长113.2米。本桥采用整体桥面形式，连续箱梁截面采用单箱单室直腹板形式，顶板厚度除梁端附近外均为32cm，腹板厚45-60-70cm，底板由跨中的40cm按二次抛物线变化至根部的60cm。顶板跨度7.2m，底板宽度3.8m，箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡。若要满足悬臂灌筑施工的要求，必须同时对称安装两个挂篮，这就必须在现浇箱梁达到一定的长度后才能满足这个要求，对于本工程来说，必须在现浇T构总长度达到12m以后，才能进行正常的悬臂灌筑施工要求。

由上分析，可以了解到，此连续箱梁必须有一段要进行支架法现浇施工，由于连续梁上部荷载大，必须对模板支撑结构―支架进行设计，以使得其具有满足施工需要的强度和稳定性的要求。

3、大桥连续梁施工模板支撑结构设计

大桥连续梁施工模板支撑结构包括支架基础、支架、底模横梁及底模纵梁等四部分组成，支架基础一般采用混凝土结构，支架一般采用钢管结构，底模横梁一般采用双槽钢结构，底模纵梁一般采用工字钢结构，而底模一般采用挂蓝底模，侧模一般采用定型钢模。作者根据以前的工程经验，支架采用了直径φ610mm、厚8mm的螺旋钢管作支墩，40a双槽钢置于支撑架上作横向分配梁，30a工字钢作底模纵向分配梁。

3.1、计算模型的选取

根据底模纵梁的工作条件，选取底模纵梁的计算模型为一端悬挑的简支梁结构，而底模横梁为两端悬挑的一跨简支梁结构，而对于钢管支架，选择受荷载最不利的钢管支架作为研究对象，其计算模型为一个有多余约束的刚架结构，由于桥墩的存在，约束了其水平位移，增加了稳定性。

3.2、荷载及构件验算

底模纵梁的荷载包括新浇筑混凝土重量；人群、机具及混凝土振捣和冲击荷载；模板荷载。这里需要的是对底模纵梁的截面验算看是否满足强度和稳定性的要求，在荷载统计完毕后，可以采用手算或者利用PKPM等计算软件建立与计算简图相一致的计算模型进行计算。将所有荷载施加到计算模型上，就可以利用计算软件得到构件的弯矩图、最大截面正应力图、剪力图、支座反力及变形图，如果这些指标均能满足规范规定的限值的要求，则根据经验选用构件能够满足设计要求，否则就必须进行重选构件，然后进行计算。

底模横梁承担的荷载是底模纵梁传递下来的集中荷载，这里需要注意的是，如果用软件进行计算的话，要将活荷载与恒荷载分开进行输入，经过计算也能得到弯矩图、最大截面正应力图、剪力图、支座反力图和变形图，通过与规范要求的限值进行比对以确定选用的构件是否满足设计要求。

对于钢支架的计算，最好采用相应的计算软件进行，目前运用比较多的是PKPM，在其钢结构模块中，有一个钢支架子模块，可以在里面建立相应的模型，这里需要注意的是，一定要将其侧约束加上，也就是要严格按照实际情况进行模型的建立，以保证计算结果更加贴近实际情况。建立模型、输入荷载及相应的参数后就可以输出所需要的数据及直观的图形。

由于大桥的混凝土支墩的基础正好位于钢支架的下方，在其上面预埋锚栓或者预埋件，在满足相应的要求的情况下，将钢支架固结即可。

经过以上计算，发现所选用的构件均能满足设计要求，但是这里需要着重强调的是，满足了设计要求并不是说就可以直接用于混凝土浇筑施工了，在进行真正的浇筑施工前，还必须模拟浇筑混凝土过程中荷载施加的过程进行预压，以确保整个结构的稳定性和强度达到施工的要求。

4、对大桥连续梁施工模板支撑结构进行施工前的预压实验

4.1、预压荷载的计算

支架预压重量根据每节段箱梁实际断面计算平均分配到底模上，预压的最大荷载为箱梁重量加上施工荷载总重量的1.2倍。

4.2、测点的布置

预压前先在底模和下部支架顶端及支架基础上布设观测点，测量位置设在支点、梁跨的1/6、1/2和5/6处，每点位横向均设3点。预压前，测量观测点的原始标高，并作详细记录。

4.3、预压顺序及观测

按设计标高调整好底模标高，并对观测点进行初始观测，然后开始预压，先压靠近墩身处，再依次加载向远离墩身的位置排列砂袋；全部重量达到50%时对底模、支架等处的观测点进行标高和平面位置坐标测量，并详细作好记录；继续按上一步的步骤进行预压，待压至总重量的100%时继续对观测点进行测量并详细作好记录；预压至总重量的120%时停止预压并持荷一天。在这期间对底模、支架等处的观测点每6个小时进行一次观测，作好详细记录。

4.4、卸载

按照预压顺序后预压的先卸载，先预压的后卸载的顺序进行卸载。卸载至总重量的100%、50%及全部卸载完时，对观测点进行观测并记录。

4.5、支架预拱度设置

根据测出梁段加载、卸载100%荷载作用下支架产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值、张拉以后的起拱量与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度重新调整底模标高。施工中可根据预压观测成果和有资质施工监控单位仿真计算结果进行支架预拱度的设置。以确保成桥后的梁体线形满足设计要求。

预拱量采用厚度分别为1～10mm的各种薄钢板在相应设计位置处水平支垫底模的横梁。调节预拱度时，由水准仪配合，精确测量。

5、结尾

以上内容分别依据工程实际，先后对大桥连续梁施工模板支撑结构中的模型选取、荷载计算及构件验算等进行了分析，初步完成了支撑结构设计任务，但是要最终完成结构设计，还必须对支撑结构进行预压实验，通过预压实验检验支撑结构的稳定性和强度是否满足设计要求，并根据观测数据设置支架的预拱度，到此，才真正的完成了大桥连续梁施工模板支撑结构的设计工作。作者深知，作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，才能为工程建设做出应有的贡献。

【参考文献】

[1] 《钢结构设计原理》苏彦江等，中国铁道出版社

[2] 《PKPM软件钢结构设计入门》马恩成等，中国建筑工业出版社

[3] 《钢结构设计及实用计算》高轩能等，中国电力出版社