淺談碗扣式支架在現(xiàn)澆混凝土箱梁施工中的應用
關鍵詞：碗扣式支架,施工安全 ,施工質(zhì)量,穩(wěn)定性
一、工程概況
禪西大道屬于325國道改線工程，其中塱沙大橋跨鐵路橋梁主線上跨佛山機場專用線和廣茂鐵路正線，處于佛山市羅村鎮(zhèn)，本工程地貌屬珠江三角洲平原腹地，屬經(jīng)濟發(fā)達、交通繁忙地段。橋址范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂、巖溶、土洞、滑坡、崩塌或泥石流、采空區(qū)等不良地質(zhì)現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)膨脹土等特殊巖土。本橋由廣東三茂鐵路股份有限公司代建，分左右兩幅，共計3孔左幅跨度形式為30+32+25，3孔右幅跨度形式為27+35+25，后張法預應力混凝土連續(xù)箱梁。箱梁設計為單箱四室各室截面相同，單孔最重梁體砼量385m3，重1001.79T。
本工程地勢平坦、地基穩(wěn)定、橋墩高度9~15m，根據(jù)場地處的地質(zhì)條件及橋型結構，選擇以安全、適用、經(jīng)濟為施工原則，優(yōu)先采用落地碗扣式鋼管滿堂支架施工。箱梁支架的穩(wěn)定性不僅關系到橋梁的施工質(zhì)量和安全，更涉及鐵路的運輸安全。因此，有必要對該支架進行嚴格的受力驗算。
二、碗扣式支架工法優(yōu)點
1.裝拆靈活，操作方便，提高工效和減輕工人勞動強度，縮短施工工期從而節(jié)約了工程成本;
2.結構合理，使用安全，附件不易丟失，管理和運輸方便，損耗極少，反復利用率極高;
3.構建設計模數(shù)制，使用功能多，應用范圍廣，可適用于腳手架、支撐架、等其他搭建用途;
三、適用條件
適用于地面條件平整、地質(zhì)條件穩(wěn)定的現(xiàn)澆混凝土箱梁及其它現(xiàn)澆橋梁和框架等跨越結構的施工。
四、工藝及流程
(一)工藝原理
選用碗扣式支架，以600規(guī)格為主支撐，配合其它300規(guī)格和其它 結構件組成整體支撐體系。在局部受力較大、較集中的范圍內(nèi)采用局部加密，如減小步距、增加斜撐桿件以保證受力均勻。 支架頂部采用可調(diào)頂鐵，調(diào)節(jié)頂部標高，使頂部處于控制標高，保證支架整體的安裝精度。在局部橫桿與立桿間拉有斜桿和水平拉桿，加強架體的穩(wěn)定性。支架與地面接觸采用鋪設大板的方式，使架體坐落在大板上，最大受力面積，減少受力后的沉降量。
(二)施工工藝流程
基礎處理→測量放樣→鋪設大板→檢驗支架合格證→立豎桿→安裝縱、橫向橫桿→設置剪刀撐→安裝上托→鋪設縱向方鋼→鋪設橫向方木→鋪設大板→安裝模板→支架預壓→卸載→調(diào)整支架高度
五、施工中的要點控制
六、支架的受力驗算分析
(一)支架相關特性
佛山市禪西大道塱沙大橋跨鐵路橋梁，考慮地質(zhì)及施工安全、質(zhì)量、工期及就地取材原則，上部箱梁施工采用落地式碗扣式鋼管滿堂支架工法。塱沙大橋跨鐵路段箱梁跨度為三跨，為減輕支架受力荷載，減少支架的不均勻沉降，箱梁模板均采用木模施工，箱梁施工完畢木�？衫^續(xù)用作以后的附屬施工中，既保證箱梁施工質(zhì)量，同時減少材料消耗成本�，F(xiàn)以最大跨度(35m跨)的箱梁為例，按支架高度15m進行支架應力及穩(wěn)定性檢算。
碗扣支架鋼管為φ48、t=3.5mm，材質(zhì)為A3鋼，軸向容許應力[σ0]=170 MPa。截面特性及承載性能詳細數(shù)據(jù)見下表(表2、表3)。
(二)荷載計算分析
本箱梁截面尺寸設計為兩端腹板變截面加厚，中部段腹板變截面減小，故端部支架受力最大，在進行受力分析時應考慮最不利受力點進行分析，因此取箱梁端部為受力點進行計算最為合理。
縱橫分配梁由于支點位置均位于支架立桿中心，主要起傳遞荷載及均衡應力分布的作用，可視為立桿頂部方木抗壓承力，不考需考慮方木的抗彎和撓度。
1.碗扣式支架鋼管自重，可按表2查取。
2.按照最不利工況，將翼緣板部分的混凝土重量折算到底板上。箱梁底板支架按均布荷載計算，鋼筋砼容重按25.5KN/m3計算，則：
每平方米鋼筋砼自重荷載為(查看設計圖尺寸)：385÷35÷12.75×25.5=22KN/m2
3.模板及方木、頂托等上部自重每平方重量為2.0 KN/m2;
4.施工荷載取2.1 KN/m2(查施工計算手冊資料，施工荷載一般取值為1.6~2.1 KN/m2 ，含人員行走及機具運輸或堆放以及振搗時所產(chǎn)生的荷載)
5.支架自重(含扣件)取2.0 KN/m2
6.按照地區(qū)取值風荷載，本地沿海地區(qū)取值0.5 KN/m2
荷載組合則為：q =22+2.0+2.1+2.0+0.5=28.6KN/m2
碗扣立桿分布為0.6 cm×0.6cm，則：
單根立桿(方木局部)受力為：N=0.6×0.6×28.6=10.3 KN
方木的受力面積：0.1m×0.1m，則
方木承壓：A=100cm×100cm=10000mm2
木方的容許承壓值[fc]取12
σ=P/A=10300N/10000mm2=1.03MPa<[fc]/1.3=12/1.3=9.2MPa
桿件應力安全系數(shù)：[N]/N=30 KN/10.3=2.91>1.3(規(guī)范要求安全系數(shù))
經(jīng)以上計算，立桿應力滿足規(guī)范要求。
8.支架立桿穩(wěn)定性計算
立桿計算長度為h+2a=1.8m。
長細比λ=L/i=1800/15.78=114
查表得φ=0.473，則：
[N]= φA[σ]=0.473×489×170=39.3KN
N`=(N+15)×0.0384=20.9KN
[N] / N` =1.88>1.5(規(guī)范要求安全系數(shù))
經(jīng)以上計算，立桿穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。
9.地基承載力檢算
荷載按支架高度H=15.0m計算
箱梁底板及翼緣板支架縱橫向間距均為60cm，故：
立桿所承受的最大荷載Nmax=20.9KN×1.1=23KN
地基上橫橋向(立桿底座下)鋪通長方木(平鋪)，方木按10cm*10cm考慮
(1)臥木承壓檢算：
A=100cm×100cm=10000mm2
σ=P/A=10300N/10000mm2=1.03MPa<[fc]/1.3=12/1.3=9.2MPa
(2)混凝土頂面檢算：
A=600mm×100mm=60000mm2
σ=P/A=10300/60000=0.172MPa=172KPa，遠小于C15混凝土抗壓強度允許值滿足要求。
(3)混凝土底面檢算：應力擴散角θ=45°
A=600mm×500mm=300000mm2
P=10300+0.50×0.6×0.2×25000=11800N
σ=P/A=11800/300000=0.04MPa=40KPa
經(jīng)地基加固處理后，地基承載力均可達到100KPa以上�？蓾M足支架對地基承載力的要求。
(三)使用效果
整個施工過程中支架穩(wěn)固,未出現(xiàn)任何安全問題;所澆的砼外觀質(zhì)量完好,實體檢測其質(zhì)量符合要求。
七、結束語
佛山市禪西大道跨鐵路橋梁采用碗扣式支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工藝，不僅保證了施工進度確保了施工安全，而且通過預壓支架，精確的掌握了碗扣式支架的預壓沉降值，使塱沙大橋跨鐵路橋梁混凝土施工質(zhì)量及箱梁線型達到了預期的質(zhì)量目標，得到建設單位、監(jiān)理單位及設計單位的廣泛好評。采用碗扣式支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工藝，更是體現(xiàn)了“裝拆靈活，操作方便，結構合理，使用安全”等特點，同時縮短了施工工期、節(jié)約了工程成本。
參 考 文 獻
[1]《建筑施工碗扣式腳手架安全技術規(guī)范》JGJ 166-2008
[2]《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程》GB50204-2002
[3]《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》(廣州軍區(qū)科研設計所)
[4]《建筑施工模板安全技術規(guī)范》JGJ162-2008
