维普资讯 http://www.cqvip.com 翟置 现浇混凝土连续箱梁满堂碗扣型 塞 钢管支架及模板的施工验算 文。张兰（商洛公路管理局） 王娟张欣（商洛公路管理局勘察设计室） 摘要：运输便利、构造简单、安装方便 的碗扣式钢管支架是目前现浇箱梁施工中 最为常用的一种支架，尤以现浇连续箱梁 应用最为广泛。现就碗扣型钢管支架稳定 性及单根钢管支架立杆稳定性以及模．板的 荷载主要考虑模板、方木及碗扣支架 自重；新浇筑砼自重；钢筋自重；施工人 员及施工设备荷载；振捣砼时产生的荷 Ｘ ｌ０－４＝ ７．３２ＭＰａ 由建筑施工手册查得落叶松容许弯应 力［ｏ ｗ】＝１７Ｍｐａ ｏ＝７．３２ＭＰａ＜［ｏ Ｗ】＝１７Ｍｐａ 载；倾倒砼时产生的荷载等。 ３、支架受力分析 安全系数为；１ ７÷７．３２＝２．３２ 强度进行验算。施工过程中支架立杆的纵 距、横距及水平杆的步距要严格按照验算 结果进行施作。 关键词：连续箱梁；钢管支架；模板； 施工；验算 钢筋混凝土连续箱梁需支架进行现场 浇筑，支架的支设是其中一项最重要，也 是最为复杂的工作。支架的支设质量直接 影响着现浇连续箱梁的质量，所以在支架 的支设过程中要严格按照验算结果进行， 且单根立杆的垂直度要求不大于１ Ｃ ｉｎ控 制，以提高满堂支架的抗倾覆性能。现以 西合高速公路Ｓ Ｄ Ｎ ６合同段棣花互通式立 交桥Ｅ匝道现浇箱梁的施工计算为例，介 绍一下我们的施工应用。该桥梁总长 １４６ｉｎ，上部构造为２０＋４ Ｘ ２５＋２０，箱梁 顶宽１ ５．５Ｏｍ，底宽１０．５ｉｎ，一箱两室，在 桥梁两端向跨中方向３９ｍ处设置０ＶＭ一１ ９ 联接器，该箱梁分为三段进行施工。为确 保大体积混凝土的表面平整度，考虑到施 工安装、搬运、拆卸方便，模板一般采用 大面积刚度较好的竹胶板。 一、满膛支架设计及计算 １、支架及模板的设计 支架设计采用满堂碗扣支架，支架主 要包括立杆、横杆、可调底、顶托梁、剪 力撑、横向分配方木、顺桥向分配方木和 底模板。基底为丹江河道天然砂砾填筑路 基（压实度达到９ ５％以上，地基承载力＞ ４００Ｋｐａ），考虑到砂砾表层的板结性能较 差，引起支架整体的局部受力不均匀，产 生沉降，在其上浇注２Ｏｃｍ厚Ｃ２０混凝土的 补强调平层，以确保现浇连续箱梁的整体 浇注质量。考虑到高空作业危险性，支架 在支设时两侧各留出５ Ｏｃｍ的工作平台，外 侧采用防护网进行防护。 支架采用碗扣式支架，距桥墩中心３ 米范围内，顺桥方向立杆步距０．６ｉｎ，其它 位置顺桥向立杆步距０．９ｉｎ，横桥向立杆 步距均为０．９ｉｎ；层高为１．２ｉｎ，支架平均 高度８ｉｎ，大横杆采用１２ Ｘ １２ｃｍ、小横杆 采用１ ０ Ｘ １ ０Ｃｉｎ的落叶松方木。大横杆间 距为０．９ｉｎ，小横杆间距为０．３ｉｎ。 ２、支架上部荷载组合 ｌ７０ Ａ、正常段受力计算 所以：１ ２ Ｘ １ ２厘米方木大横杆满足抗 （１）计算荷载 弯要求 ①模板、方木、碗扣支架自重： ②验算刚度： 模板由现场实际秤得：０．１２ ＫＮ／ｍ ， Ｉｘ一０．１２４／１２＝１ ７．２８ Ｘ １０ ｉｎ 全桥共用大横杆方木２９４０米，小横杆 Ｅ＝１ Ｘ １０４ Ｍｐａ．Ｌ＝０．９ ｉｎ 方木１ ０ １ ３ ６米，由建筑施工手册上查的东 ｆ＝５ Ｘ ｑ１４／（３８４ＥＩ）一５ Ｘ ２０．８０７ Ｘ 北落叶松为：６．５ ＫＮ／ｍ ， １０３ Ｘ ０．９４／３８４ Ｘ １ Ｘ １０４ Ｘ １７．２８ 大横杆方木自重为： ＝１．０３ｒａｍ＜Ｌ／４００＝２．２５ｒａｍ ２９４０ Ｘ ０．１２ Ｘ ０．１２ Ｘ ６．５／（１４０ Ｘ 所以刚度符合要求。 １６．５）＝０．１１９ ＫＮ／ｍ ； （３）支架立杆计算：按 ４ ８ Ｘ ３．５Ⅱ皿 小横杆方木自重为： 计算 １０１３６ Ｘ ０．１ Ｘ ０．１ Ｘ ６．５／（１４０ Ｘ １６．５） ①立杆承受由大横杆传递来的荷载： 一０．２８５ ＫＮ／ｍ ： Ｎ＝（０．１１９＋０．２８５＋０．１２＋１８．７１４＋２＋２） 支架长１ ４０米，平均高度８，平均宽度 Ｘ ０．９ Ｘ ０．９＝１ ８．８２ＫＮ １ ６．５米，由建筑施工手册查得碗扣式钢管 ②立杆截面特性：由路桥施工计算手 脚手架计算重量８ Ｘ ０．１２２ ０．９７６ ＫＮ／ｍ 册查得：６—３．５Ⅱ皿，Ｄ＝４８Ⅱ皿，ｉ＝１５．７８ｒａｍ； 合计模板、方木、碗扣支架自重为： Ａ＝４８９ｍｍ２＿【ｏ ２１０Ｍｐａ ０．１２＋０．１１９＋０．２８５＋０．９７６＝１．５ ＫＮ／ｍ２。 支架横杆步距为１．２ ｉｎ，长细比 ＝ ②钢筋砼梁体自重，在计算时，小横 １２００／１５．７８＝７６ 杆传力给大横杆，大横杆按均布荷载传递 ③承载力检算：［Ｎ】二中・Ａ－【ｏ】 给支架。所以支架按均布荷载计算，均布 查表知，中＝０．６７ ５ ８ 荷载受力具体计算如下： 则：［Ｎ】＝０．６７５８ Ｘ ４８９ Ｘ ２１０＝６９ ＫＮ ［１０．５ Ｘ １．３＋（０．１５＋０．６）Ｘ ２．５÷２ 从而得：Ｎ＝１ ８．８２ＫＮ＜［Ｎ】＝６９ＫＮ， Ｘ ２－４．６５ Ｘ ０．８５ Ｘ ２＋１００ Ｘ ０．２＋０．２ Ｘ 满足要求。 ０．２】Ｘ ２５÷１０．５ Ｘ １］＝１ ８．７１４ ＫＮ／ｍ Ｂ、端部加密段受力计算 （最不利情况考虑钢筋砼按２ ５ＫＮ／ｉｎ ３计 在距桥墩中心线两侧各３米处，支架 算）。 顺桥向步距０．６米，横桥向步距为０．９米； ③人工及料材、机具行走堆放荷载： 层高为１．２米，大横杆、小横杆均采用１ ０ ２．０ＫＮ／ｉｎ （由路桥施工计算手册查得）。 Ｘ １ ０厘米的落叶松方木。大横杆间距为６０ ④施工砼时的施工荷载及振岛砼时产 厘米，小横杆间距为２ ５厘米。 生的荷载均按：２．０ ＫＮ／ｍ （由路桥施工 （１）计算荷载 计算手册查得）。 ①模板、方木、碗扣支架自重： （２）受力计算 模板由现场实际秤得：０．１２ＫＮ／ｉｎ ２， 大横杆验算 全桥共用大横杆方木２９４０米，小横杆 大横杆受力计算：计算跨径：Ｌ＝０．９ｉｎ 方木１ ０ １ ３ ６米，由建筑施工手册上查的东 顺桥向作用在大横杆上的均布荷载： 北落叶松为：６．５ ＫＮ／ｉｎ ， ｑ一（０．２８５＋０．１２＋１８．７１４＋２＋２）×０．９＝ 大横杆方木自重为： ２０．８０７ ＫＮ／ｍ ２９４０ Ｘ ０．１２ Ｘ ０．１２ Ｘ ６．５／（１４０ Ｘ 跨中弯距：Ｍｍａｘ＝ｑＬ２／８＝２０．８０７ Ｘ １６．５）＝０．１１９ ＫＮ／ｍ ； ０．９２／８＝２．１０７ ＫＮ・ｉｎ 小横杆方木自重为： ①验算抗弯强度 １０１３６ Ｘ ０．１ Ｘ ０．１ Ｘ ６．５／（１４０ Ｘ １６．５） １０ Ｘ １０厘米方木截面模量：Ｗ＝０．１２３／ 一０．２８５ ＫＮ／ｍ ： ６＝２．８８ Ｘ １０一 ｉｎ 支架长１ ４０米，平均高度８，平均宽度 ｏ＝Ｍｍａｘ／Ｗ＝２．１０７ Ｘ １０００／２．８８ １ ６．５米，由建筑施工手册查得碗扣式钢管 维普资讯 http://www.cqvip.com “。 Ｊ／ＡＮ ＺＨＵ ＧＯＮＧ ＣＨＥＮＧ—— 脚手架计算重量８ ｘ ０．１２２＝０．９７６ ＫＮ／ｍ 合计模板、方木、碗扣支架自重为： ０．１２＋０．１１９＋０．２８５＋０．９７６＝１．５０ 则：【Ｎ】＝０．６７５８ Ｘ ４８９×２ｌ０＝６９ＫＮ 从而得：Ｎ＝１ ３．２０４ＫＮ＜［Ｎｌ＝６９ＫＮ， 满足要求。 碗扣支架搭设前，先按测量放线及支 架搭设形式布置好碗扣底托，然后搭拼碗 扣支架。第一层拼好之后，必须由现场技 术人员抄平检查平整度，如高差太大，必 查其垂直度，防止立杆偏心受力。接头部 ＫＮ／ｍ 。 （４）底模强度计算： ｔ＝１２ｍｍ，竹胶板方木背肋间距为２５０ｍｍ， ②钢筋砼梁体自重，在计算时，小横 杆传力给大横杆，大横杆按均布荷载传递 箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚 须用底托调平。拼立杆时必须用吊线锤检 给支架。所以支架按均布荷载计算，均布 所以验算模板强度采用ｂ＝２ ５ ０ｉｎｉｎ平面竹 位必须用碗扣连接牢固。支架搭拼时应挂 线以控制调平和线型。顶托和底托外露部 胶板。 荷载受力具体计算如下： ［１０．５ Ｘ １．３＋（０．１５＋０．６）Ｘ ２．５÷２ Ｘ ２—４．３５ Ｘ ０．８５ Ｘ ２＋１００ Ｘ ０．２＋０．２ Ｘ （一）模板的力学性能 （１）弹性模量：Ｅ＝１ Ｘ １０４ ＭＰａ （２）截面惯性矩：Ｉ＝ｂｈ３／１２＝２５ Ｘ １． （３）截面抵抗矩：Ｗ＝ｂｈ２／６＝２５ Ｘ １． ２２／６＝６ ｃｍ３ 分最大不能超过３０厘米，自由端超过３０厘 米长的杆件要增加水平杆锁定；底托与硬 化地面之间要密贴，达到面受力，严禁形 成点受力。顶托螺扣伸出长度不大干３ ０厘 米，纵向方木接头不能有空隙，且不能悬 ０．２１ Ｘ ２５÷１０．５ Ｘ １］＝１９．９２８ ＫＮ／ｍ （最不利情况考虑钢筋砼按２ ５ＫＮ／１ＴＩ 计 ２３／１２＝３．６ ｃｍ４ 算）。 ③人工及料材、机具行走堆放荷载： ２．０ ＫＮ／１ＴＩ （由路桥施工计算手册查得）。 ④施工砼时的施工荷载及振岛砼时产 生的荷载均按：２．０ ＫＮ／ｍ （由路桥施工 空，若有空隙用扒钉十字交叉连接，方木 间用木楔塞紧，且用钉子钉牢。横向钢管 两钢管连成一体。 碗扣支架搭拼完之后，用扣件式钢管 （４）截面积：Ａ＝ｂｈ＝２５ Ｘ １．２＝３０ ｃｍ 况计算） （１）底模均布荷载：Ｆ＝１９．９２８＋２．０＋ ０．１＋２＝２４．０２８ ＫＮ （二）模板受力计算（按最不利情 间若有空隙，用粗钢筋焊接或用直扣件将 计算手册查得）。 （２）大横杆验算 大横杆受力计算：计算跨径：Ｌ＝０．６ｍ 顺桥向作用在大横杆上的均布荷载： 在立杆上沿纵横向每隔３排设置一道剪刀 撑，剪刀撑设置时从顶到底要连续，搭接 ｑ＝２４．０２８ Ｘ ０．２５＝６．００７ ＫＮ／ｍ ｑ＝（０．２８５＋０．１２＋１９．９２８＋２＋２）Ｘ ０．６ １４．６０ ＫＮ （２）跨中最大弯矩：Ｍ＝ｑ１２／８＝６．００７ 头保证不小于６ ０厘米，接头卡不少于两 Ｘ ０．２５２／８＝０．０４６ 个，与水平横杆的夹角为４ ５。～６ ０。，两 （３）弯拉应力：ｏ＝Ｍ／Ｗ＝０．０４６ Ｘ １０３／６ Ｘ １０－６＝７．７ ＭＰａ＜［ｏ】＝ｌ１ ＭＰａ竹 剪刀撑不允许自相交，要求布置在立杆两 侧。为防止现浇箱粱混凝土浇注过程中边 腹板侧模胀模而产生斜撑钢管和翼缘板下 跨中弯距：Ｍｍａｘ＝ｑＬ２／８＝１４．６０ Ｘ ０．６２／８＝０．６５７ＫＮ・１ＴＩ 胶板强度满足要求 ①验算抗弯强度 ６＝２．８８ Ｘ １０一 １Ｔ１ （４）挠度：从竹胶板下方木背肋布置 支架移位，需在翼缘板支架上设置斜拉钢 等跨均布荷载作用连续梁计算，计算公式 站杆，每隔一排设置一道，与站杆相交部 为： Ｆ＝Ｏ．６７７ｑ１４／１ＯＯＥＩ 一１０ Ｘ ｌ０厘米方木截面模量：Ｗ＝０．１２３／ 可知，竹胶板可看作为多跨连续梁，按三 管，斜拉钢管要深入底板下支架至少３根 ｏ＝Ｍｍａｘ／Ｗ＝０．６５７ Ｘ １０００／２．８８ Ｘ １０ ＝２．２８ＭＰａ 位均要用扣件连接，且与与水平横杆的夹 角为３０。。 ０．６７７ Ｘ ６．００７＞ｃ ０．２５４／１００ Ｘ ０．１ Ｘ 由建筑施工手册查得落叶松容许弯应 力［ｏ ｗ】一１７Ｍｐａ ｏ一２．２８ＭＰａ＜［ｏ ｗ】＝１７Ｍｐａ 施工过程中加强对支架的观测，要有 详细的记录，并对观测数据进行详细分 １０８ Ｘ ３．６ Ｘ １０—８ ＝０．４４ｒａｍ＜Ｌ／４００＝０．６２５ ｍｍ 析，特别是数据有突变时，要认真对待，仔 细分析，必要时进行重新验算。 满堂支架结构形式图 安全系数为；１ ７÷２．２ ８—７．４６ 竹胶板挠度满足要求。 综上，竹胶板强度满足要求。 （５）施工预抬值： １ ２ Ｘ １ ２厘米方木大横杆满足抗弯要 求 ＥＫＯ＋６４０ ８６２篷遘挢支架馕面蓥 ②验算刚度： ＩＸ＝０．１ ２４／１ ２—１ ７．２ ８ ｘ １ ０—６ｍ Ｅ＝１ Ｘ １０４ Ｍｐａ，Ｌ＝０．６ ｍ （１）梁体自重产生的弹性变形ｏ １ １．０３ｒａｍ （２）支架在荷载作用下的弹性压缩 Ｏ－２＝６ Ｌ／Ｅ＝ｌ８．８２×ｌ２／２．１５× １０５ＭＰａ＝１０．５ｍｍ ｆ＝５ ｑ１４／（３８４ＥＩ）＝５ ｘ １４．６ ｘ ｌＯ３ Ｘ ０．６４／３８４ Ｘ １ Ｘ １０４ Ｘ １ ７．２８ ＝０．１４３ｒａｍ＝０．６／４００＝１．５Ⅱｕｎ （３）支架在荷载作用下的弹性压缩 ｏ ３＝１ ０ １ＴＩ １ＴＩ（钢管扣碗处每处取 １ｍｍ上托和底托取２ｍｍ） 综上，ｏ总＝ｏ １＋ｏ ２＋ｏ ３＝．１．０３＋ １０．５＋１０＝２５．３ｍｍ 所以刚度符合要求。 （３）支架立杆计算：按 ４ ８ Ｘ ３．５ ｍ 计算 ①立杆承受由大横杆传递来的荷载： Ｎ＝ｑｌ＝（０．１ １ ９＋０．２ ８ ５＋０．１ ２＋ １９．９２８＋２＋２）Ｘ ０．６ Ｘ ０．９＝１ ３．２０４ ＫＮ 二、支架的施工 支架的施工顺序为：基础处理一按间 ②立杆截面特性：由路桥施工计算 距、步距放样布设一支架安装。安装时从 手册查得：６＝３．５ｍｍ，Ｄ＝４８ｍｍ， ｉ＝１５．７８ｍｍ；Ａ＝４８９ｍｍ２；【ｏ】＝２１０ Ｍｐａ 桥梁的纵向一端向另一端进行，水平杆 由下向上进行。 支架搭设之前预先检查碗扣杆件， 和明显缺陷的构件，碗扣或销子必须用 专用的销子。碗扣件进场前必须逐件进 行检查，是否符合质量要求及设计要求。 支架横杆步距为１．２ ｍ，长细比 ＝ 不得使用挖瘪、弯曲、腐蚀等以及有损伤 １２００／１５．７８＝７６ ③承载力检算：［Ｎ】＝ ・Ａ＿【ｏ】 查表知， ＝０．６７５ ８ ｌ７ｌ
