现浇连续箱梁支架设计.docx

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现浇连续箱梁支架设计

现浇连续箱梁支架设计、预压和观测方案

一、概况说明：

安福互通立交K252+262.35主线桥孔跨布置为：

15+20+15m,共一联,普通钢筋砼现浇连续箱梁，桥长53.3m。

该桥右幅桥宽12.5m，采用单箱双室截面；左幅桥宽18.861~21.062m，采用单箱四室截面,桥长53.3m。

裸梁高1.30m，悬臂长度为200cm，悬臂根部厚度45cm，腹板厚度30~50cm，顶板厚度22cm，底板厚度20cm。

梁体浇筑施工均采用扣件式钢管φ48×3.5mm满堂支架，钢管顶部采用可调式支撑，所有支架应依据搭设高度设置剪刀撑。

支架基础必须经碾压并硬化达到要求后，再搭设支架。

地面进行硬化方法为：

场地平整后用压路机碾压密实，先铺筑50㎝碎石土，再于立杆底部铺筑10㎝厚15cm宽条状C25砼垫层。

利用可调式顶托于支架顶端顺桥向铺设φ48×3.5mm钢管，横桥向用方木做底模横肋，横肋每0.35米布1根，立杆底部采用可调式底座或焊接3mm钢板（10cm×10cm）。

底模采用竹胶板，箱梁外模采用大块组合钢模，内模选用木模。

1.满堂支架设计：

（1）支架的立杆排距

支架立杆在顺桥向每隔0.6米布设一道，横桥向在底板和翼缘板处间距0.8米，腹板和梁体端部（包括中横梁）处的间距为0.5m。

支架平面布置宽度不小于梁宽。

杆件对接要错开，连接牢固，保证支架刚度。

（详见支架布置图）

（2）横杆步距

横杆步距为1.2米，在立杆顶部加密为0.5米。

（3）剪刀撑

支架搭设后，应设置剪刀撑。

A：

纵向（顺桥向）剪刀撑设置为：

每隔2排杆件设置一道剪刀撑。

B：

横向（横桥向）剪刀撑设置为：

每隔3排杆件设置一道剪刀撑。

剪刀撑沿脚手架高度连续设置，随立杆、横杆同步搭设，在梁体端部加密设置，保证支架结构稳定。

剪刀撑与地面夹角45°～60°。

剪刀撑扣件间距不大于2米。

2.  支架施工示意图（见下图）

二、荷载计算

支架施工前应仔细检算各个杆件的受力，确保都在允许受力范围内方可进行施工，其检算内容主要如下：

（1）模板底模计算

（2）底模方木和顶端顺桥向水平钢管受力计算

（3）支架受力计算

（4）支架基础承载力计算

1.支架荷载计算

选取左幅箱梁中横梁横断面和左幅桥第二跨箱梁跨中横断面进行检算，见下图：

⑴梁体自重：

26KN/m3；

箱梁中横梁混凝土截面积：

23.867m2；

箱梁中横梁每延米自重23.867m2×26KN/m3=620.542KN/m；

梁跨中部混凝土截面积：

9.801m2；

梁跨中部每延米自重9.801m2×26KN/m3=254.826KN/m

⑵施工人员及设备重量标准值：

取均布荷载2.5KN/m2。

⑶振捣混凝土产生的荷载标准值：

按2KN/m2考虑。

⑷倾倒混凝土产生的荷载标准值：

按6KN/m2考虑。

设梁体重量通过梁底模传递给支架。

底模宽度按砼接触面积计。

梁部每平米荷载为：

箱梁中横梁：

620.542÷17.39+（2.5+2+6）=46.184KN/m2；

梁跨中部：

254.826÷15.84+（2.5+2+6）=26.588KN/m2；

设梁部荷载为均布荷载，则每米宽梁部荷载最大线密度为：

q=46.184KN/m。

2、竹胶板底模受力计算

采用的竹胶板的厚度为15mm，查《建筑施工手册》P511页，得其弹性模量：

E=7.6×103N/mm2，［σw］=80.6N/mm2,取板宽b=1m，跨度l=0.25m，模板承受的最大弯矩Mmax按三跨连续梁计算。

⑴抗弯强度计算：

W=bh2/6=1000×152/6=37.5×103mm3

Mmax=1/10ql2=1/10×46.184×0.252=0.289KN·m

σ=Mmax/W=0.289×106/（37.5×103）=7.707N/mm2<［σw］=80.6N/mm2

符合强度要求。

⑵挠度计算：

I=bh3/12=1/12×1000×153=2.813×105mm4

f=ql4/150EI=46.184×2504/（150×7.6×103×2.813×105）

=0.563mm﹤[f]=l/400=250/400=0.625mm，符合刚度要求。

3、底模方木和顶端顺桥向水平钢管受力计算

方木规格：

h=0.1m，b=0.1m，跨度l=0.5m，间距l’=0.35m；

松木弹性模量：

E=9×103MPa，抗弯强度：

［σw］=12.0MPa。

●方木受力计算

⑴抗弯强度计算：

W=bh2/6=100×1002/6=166.667×103mm3

Mmax=ql2/8=1/8×46.184×0.52=1.443KN·m

σ=Mmax/W=1.443×106/（166.667×103）

=8.658MPa<［σw］=12MPa，符合强度要求。

⑵挠度计算：

I=bh3/12=1/12×100×1003=83.333×105mm4

f=ql4/150EI=46.184×5004/（150×9×103×83.333×105）

=0.257mm﹤[f]=l/400=300/400=0.75mm，符合刚度要求。

●顶端顺桥向水平钢管受力计算

⑴抗弯强度计算：

W=5.078×103mm3

σ=Mmax/W=Pl/（3.5W）=46.184×103×（0.5×0.6／2）×600/（3.5×5.078×103）=233.87MPa>［σw］=215MPa，不符合强度要求。

在中横梁下加密纵向为0.5M，则σ=46.184×0.15×500/3.5W=194.9MPa<［σw］=215MPa。

⑵挠度计算：

ω=Pl3/（55EI）=46.184×103×（0.5×0.6／2）×5003/（55×2.1×105×1.215×105）=0.617mm<［σw］=3mm，符合刚度要求。

4、扣件式钢管支架受力计算

●立杆计算

横杆步距为0.5m，每根立杆设计荷载为Pmax=40KN；

横杆步距为1.2m，每根立杆设计荷载为P’max=30KN；

支架自重按支架排距0.6m×0.5m，步距1.2m，架高7m考虑，则支架自重为：

5.837KN/m2。

支架承受最大荷载：

梁跨端部为：

P1=46.184+5.837=52.021KN/m2

梁跨中部为：

P2=26.588+5.837=32.425KN/m2

支架每根立杆承受最大荷载：

梁跨端部为：

p1=52.021KN/m2×（0.6m×0.5m）=15.606KN﹤P’max

梁跨中部为：

p2=32.425KN/m2×（0.6m×0.5m）=9.728KN﹤P’max

●支架基础承载力计算

P=N/Ab=15.606KN/（0.15m×0.6m）

=173.4KPa﹤［P］=200KPa

式中：

N为上部结构传给基础顶面的设计值，取15.606KN；

Ab为立杆基底受力面积，取0.15m×0.6m=0.09m2；

［P］为土方路基93区地基承载力。

三、K252+262.35主线桥现浇连续箱梁支架预压及观测方案

K252+262.35主线桥为普通混凝土连续箱梁，施工采用满堂支架浇筑混凝土的方法。

在搭设完支架后，进行支架预压，预压方案如下：

1.预压采用等载预压，预压一跨。

加载前，在支架顶部的板梁底模上，沿箱梁长度方向按每跨两端、跨中、1/4跨共计五处位置，沿箱梁宽度方向按左侧、中心线、右侧三部位，共设置15个沉降观测点。

2.加压荷载

（1）荷载计算（砼容重取26KN/m3）

梁跨端部为：

44.543KN/m2；

梁跨中部为：

27.920KN/m2。

（2）预压材料

预压材料采用沙袋或土袋。

3.预压记录

加载时，按照架体荷载的40%、70%、90%、100%逐级加荷观测，每级加载完毕间隔1小时进行沉降观测。

以每个测点、每级加载后得到的观测值与零荷载时的观测值之差，作为该点在该级荷载下的实际沉降量，然后对每级荷载下各测点的沉降值取平均值，作为整体支架在该级荷载下的沉降量。

第一次加载后测出地基的下沉量Δ1，第二次加载后测出此时地基的下沉量Δ2，第三次加载后测出此时地基的下沉量Δ3，第四次加载至标准荷载的100%后，测出地基的下沉值Δ4，在立杆周围泼水湿润地基1小时（模拟强降雨的影响），测出地基的下沉值Δ5。

然后逐级卸载90%、70%、40%和空载，分别测出地基的下沉值Δ3’、Δ2’、Δ1’、Δ0’，则Δ0’为地基的非弹性变形量，Δ5-Δ0’为地基的弹性变形量，据此推算地基的承载力及变形值是否满足施工要求。

支架加载与卸载的操作过程中应注意均衡，保证地基受力均匀，测量数据要求准确，精确至1mm。

在压载过程中采用水准仪实施全天候跟踪观测支架的变形情况并作好记录，待支架不再发生沉降且充分稳定，预压过程即告结束。

在进行压载施工中，要边进行压载，边观测支架的变形情况，发现异常应立即停止压载作业，及时查找原因，处理正常后再进行压载。

四、钢管脚手架搭设注意事项

立杆：

在竖立杆时要注意杆件的长短搭配使用。

立杆的接头除梗肋处可采用搭接头外，必须采用对接扣件实行对接。

搭接时的搭接长度不应小于1m，用不少于3个旋转扣件来扣牢，扣件的外边缘到杆端距离不应小于100mm。

相邻两立杆的接头应相互错开，不应在同一步高内，相邻接头的高度差应大1500mm。

大横杆：

大横杆的长度不宜小于三跨，一般不小于6m。

大横杆对立杆起约束作用。

故立杆和大横杆必须用直角扣件扣紧，不得遗漏。

上下相邻的大横杆应错开布置在立杆的里侧和外侧，以减少立杆的偏心受荷情况。

同一水平内的内外两根大横杆的接头和上下相邻的两根大横杆的接头均应相互错开，不得出现在同一跨间内，相邻接的水平距离应大于1500mm。

小横杆：

小横杆紧贴立杆布置，用直角扣件扣紧，拆模前在任何情况下不得拆除贴近立杆的小横杆。

斜杆：

纵向支撑的斜杆与地面夹角宜在45º~60º范围内。

斜杆的搭设是将一根斜杆扣在立杆上，另一根斜杆扣在小横杆的伸出部分上，这样可以避免两根斜杆相交时把钢管别弯。

斜杆用扣件与脚手架扣紧的连接头两端距脚手架节点不大于200mm，除两端扣紧外，中间尚需增加2~4个扣结点。

斜杆的最下面一个连接点距地面不宜大于500mm，以保证支架的稳定性。

斜杆的接长宜采用对接扣件的对接连接。

当采用搭接时，搭接长度不小于400mm，并用两只旋转扣件扣牢。

立杆纵横距和步距按支撑设计方案进行施工，立杆间设剪刀撑，剪刀撑应联系3~4根立杆，斜杆与地面夹角为45~60度，剪刀撑应沿步高连续布置。

在相邻两排剪刀撑之间设大斜撑，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外，在其中间应增加2~4个扣结点。

扣件式外脚手架的搭设顺序是：

做好搭设的准备工作→按支撑施工图放线→按立杆间距排放底座→放置扫地杆→逐根拉立杆并随即与扫地杆扣牢→安装第一步大横杆（与各立杆扣牢）→安装第一步小横杆→第二步大横杆→第二步小横杆→第三、四步大横杆和小横杆→接立杆→加设剪刀撑。

满堂支撑需待砼达到设计强度方可拆除，拆除顺序和搭设顺序相反。

先搭的后拆，后搭的先拆，先从钢管支架顶端拆起。

拆除顺序为：

剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆→……。

立杆与横杆必须用直角扣扣紧，不得隔步设置与遗漏。

相邻立杆的接头位置应错开布置，在不同的步距内，与相近横杆的距离不宜大于纵距的1/3，上下横杆的接长位置应错开布置，在不同的立杆步距中，与相近立杆的距离不大于纵距的1/3。

相邻步距的横杆应错开布置在立杆的里侧和外侧，以减少立杆偏心受载情况。

剪刀撑沿架高连续布置，横向也连续布置，纵向每隔5根与立杆设一道，每片架子不少于三道，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或横杆扣紧外，在其中应增加2～4个扣结点。

由于排架搭设是依靠扣件螺栓紧固完成的，因此每节点的扣件螺栓施工中都必须用力矩板手进行检查。

排架搭设结束后由专人对排架进行验收，验收合格后方可支模。

最后，钢管支架完成后应做预压试验，以检查支架的压缩量和稳定性。

预压可采用施工静载法，水静压法，沙袋静压法等。