城市高架桥满堂支架设计分析论文

城市高架桥满堂支架设计分析论文（精选4篇）

篇1：城市高架桥满堂支架设计分析论文

【摘要】通过查阅满堂支架设计的文献和实际施工过程的积累，介绍城市高架桥满堂支架设计中的内容和计算，目的是规范设计过程，为其他类似的工程设计计算提供借鉴参考。

【关键词】城市高架桥;满堂支架设计;计算方法随着社会经济和城镇化的发展，城市中的交通出行压力越来越大，对经济的发展和人民的生活满意度造成了很大的困扰。许多城市纷纷通过高架桥的建设来缓解日益严峻的出行压力。城市高架桥的结构一般都是现浇钢筋混凝土箱粱，而常用的施工工艺为落地满堂支架。而支架的安全对于城市高架桥的建设至关重要，为了保证施工顺利安全的进行，需要对满堂支架进行设计计算，本文详细的描述了满堂支架设计计算的内容和方式，旨在为相关研究人员提供指导。

1.满堂支架设计内容

高架桥施工模板通常选用一般是胶合板和钢模板，由于模板的荷载情况不同，采用模板的强度和刚度是否符合要求要根据具体情况进行验算。结合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》、《公路桥涵施工技术规范》等规范中设计荷载的定义，将满堂支架设计的荷载分为永久荷载和可变荷载两种。满堂支架设计时涉及到的永久荷载包括：①模板、支架的自重;②混凝土或其他结构物的重量两种，可变荷载种类则比较多，一般包括：③施工人员材料和机具行走运输和堆放的重力;④混凝土振捣的振动荷载;⑤模板上作用的风荷载，⑥其他荷载。模板强度是否符合要求，上述的六种荷载都需要纳入总荷载，而验算刚度时，只需要考虑两项永久荷载和可变荷载的其他荷载即可。如果城市的高架桥高度比较高，风就会影响到结构的稳定性，那么可变荷载里的风荷载就需要纳入荷载组合。高架桥施工现场的支架立杆一般为48mm×3.5mm的钢管，支架结构的强度、刚度及稳定性也要根据实际的受力进行分析计算。支架刚度和强度的验算和模板强度和刚度的验算类似。

2.高架桥满堂支架设计步骤

2.1统计荷载。进行满堂支架设计的第一步就要进行荷载的统计，我们统计钢筋混凝土底模上的面荷载，箱梁底模上部荷载传递受到满堂支架箱梁底部的模板的排列方式的影响，所以要清楚施工时底模的方木排列方式，根据不同的排列方式，有不同的承载能力计算方法。永久荷载标准值需要计算出钢筋混凝土、底部模板、方木和支架等的自重，而可变荷载标准值则计算是支架上工作人员和材料机具的荷载、混凝土振捣荷载和风荷载三类。

2.2验算立杆稳定性。统计好荷载后，要对满堂支架立杆的稳定性进行计算。立杆有扣件式和碗扣式两种，稳定性的荷载效应组合有所区别。如果支架类型不考虑风荷载，两种支架类型的荷载组合都是直接加和永久荷载和可变荷载。如果考虑风荷载，那么扣件式立杆的荷载组合为：永久荷载+0.85×(可变荷载+风荷载)，碗扣式立杆组合为：永久荷载+ 0.9×(可变Ⅺ]势风荷载)。不同立杆类型的稳定性计算公式也不同。不考虑风荷载，两种立杆稳定性计算方式相同，为i5/，考虑风荷载后，碗扣式支架立杆稳定性公式为生+ 0.9pM.，s‘对扣件式支架立杆稳定性采用公式墨。+尘垒<，p一·n*1-0 8挚】 吼 ∥ 计算。这里N和Nw分别表示风荷载不纳入和纳入荷载组合时的立杆轴向受力，由是杆件的轴心受压稳定系数，杆件的横截面积表示为A，f表示立杆选用的钢材的强度设计值，M、v是由于风荷载导致的杆件弯矩，D表示有效弯矩系数，N，表示欧拉临界力。

2.3验算结构抗倾覆性。保证满堂支架中的立杆稳定性符合规范，保证不影响施工安全后，要进一步保证支架的稳定性，需要对支架的抗倾覆能力进行验算，很多规范中对抗倾覆验算没有给出过具体的规定，但是根据施工经验和现场情况，我们可以确定最容易发生支架倾覆的时间点是在混凝土浇筑前。而支架的抗倾覆性能在模板安装前和安装后有很大区别，因为模板受到的风荷载会对支架产生很大影响，所以抗倾覆系数要分两个阶段分别验算。公路桥涵施工技术规范规定结构的抗倾覆系数k不可小于1.3，女=等j，M。表示支架的抗倾覆力矩，M。表示支架的倾覆力矩。

2.4计算底模和方木的刚度.强度。在使用横向方木或者纵向方木构建底模的下支点时，是按照一定规则排布的，所以可以将底模的计算类似于连续的单向板，单向板上分布着均匀的荷载。通过一米宽的单向板上的弯曲应力来验算底模的强度，弯曲应力M lxq2<,，M为单向板的弯矩，w为单向板的截面，q表示均匀分布在单向板上的线荷载，支点方木的中心间距表示为1，f。表示底模选用的木材的抗弯强度的设计值，具体取值根据采用模板材料的不用而变化。底模刚度的验算要计算弯曲挠度，通常规定弯曲挠度要小于支撑方木中心间距的1/400。弯曲挠度的计算公式为CO：—q4l，E、1分别表示模板的弹性模量和惯性模量，q、l的意义150El.同强度计算公式。作为底模下部支点的方木分为两种，一种是直接接触底模的成为小楞，在小楞下方不与底模直接接触的方木成为大楞。一般小楞、大楞的刚度和强度也需要设计计算，确保施工安全，但是如果施工过程中在大楞和小楞的接触点放置了支撑立杆，大楞的强度和刚度就不再需要计算。小楞的刚度、强度计算与底模的计算公式相同，在此不再赘述，在此说明大楞刚度和强度的计算公式。大楞的强度计算公式为：弯曲应力仃=丝=生鼍≥生≤厶，p表示小楞传递给大楞的集中荷载，公式内其他符号意义与底模验算公式中的符号意义相同。大楞的刚度验算公式为：大楞的弯曲挠度珊：1.466×lxp3≤上 400。

2.5计算地基承载力。上部结构向地基传递荷载，为了荷载的均匀分布，施工时一般会在满堂支架立杆的下部安装钢板。在验算立杆的稳定性时，我们已知立杆的轴向受力，再结合混凝土冲切角和估算的地表混凝土的厚度，采用如下公式计算地基的承载力，地基一—.L2 , a代表钢板的边长，h为地面混凝土承载力的设计值P2瓦+2m：的厚度。计算出地基承载力后，参照规范要求，验算地基的承载力。

3.结束语

城市高架桥的建设在大中型城市内越来越多，合理的设计满堂支架，保证高架桥施工的安全与质量越来越重要。通过严格的计算支架各个部分的受力荷载和根据规范验算设计质量，进而在施工过程中严谨的按照设计方案施工，才能使高架桥的施工质量得到保证。

篇2：城市高架桥满堂支架设计分析论文

摘 要：本文以南京纬九路三期跨线桥为例，进行了在保证城市地铁、城市主干道及铁路干线安全运营的情况下进行现浇箱梁支架施工技术分析，并将所得经验加以总结，以供同行借鉴。

关键词：跨线桥;现浇支架;接触网

南京纬九路三期跨线桥总长967.5m，共计六联31跨，第一联为6×30m六跨一联，第二、五、六联为5×30m五跨一联，第三联为5×28.5m五跨一联，第四联为30 3×45 30m五跨一联，其中第四联为主桥。桥面总宽26m，双向六车道。箱梁施工采取逐跨现浇的工艺。主桥上部结构形式采用单箱四室斜腹板预应力混凝土箱梁结构，主梁中跨梁高2.47m，边跨梁高按圆弧渐变过渡由2.47m变到1.77m。

南京纬九路三期跨线桥在16#～20#墩范围内连续上跨秦淮河、凤台南路、宁芜铁路、宁芜公路、地铁1#线高架桥及通过小行车辆段高架桥、排洪干渠，每部分建筑物不但与本桥交叉，而且各自互相立体及平面交叉，跨线现浇施工场地非常狭小，安全防护极为重要。其中地铁高压线离箱梁底标高约1.9m左右，紧邻宁芜铁路的18#墩距离铁路的最近距离为3.95m，18#～19#墩梁段下又重叠下穿城市地铁高架桥及宁芜铁路、小行公路，如何在保证城市地铁、城市主干道及铁路干线安全运营的情况下进行现浇箱梁支架施工，同时本桥又基本涵盖了跨线施工的各种类型，本文通过把在现场施工中所得经验加以总结，以供同行借鉴。

1、南京纬九路三期跨线桥交通组织

根据交通组织原则确定本桥的交通组织方案如下：

⑴跨凤台南路。凤台南路为双向六车道，考虑门洞支墩所占位置，把双向六车道改为双向四车道，即布置四个门洞，净高5.5m，净宽布置原则为：1.5m人洞2×7.5m单向双车道1.5m人洞。

⑵跨宁芜铁路。根据铁路单线宽度≮4.88m和净高≮6m的桥梁限界要求，跨宁芜铁路门洞采取7m×6.5m的形式。施工前须提前向铁路主管部门申请“要点”，并根据铁路安全行车的要求加强线路防护，以确保宁芜铁路正常运营。

⑶跨地铁高架桥。根据地铁限界要求，采用净宽×净高=6.5m×6.7m的门洞形式。由于支架距离地铁高压线较近，因此支架搭设期间须提前联系地铁部门在夜间停电。

⑷跨小行路。因19#墩承台开挖及现浇支架施工均需要占用小行路一个车道，因此要对小行路实行交通管制，即实行单行道，仅供驶进小行的车辆通行，现浇支架预留的门洞净宽×净高=4.5m×4.5m。紧邻小行路和防洪渠的一条小路改道沿此路通行。

2、南京纬九路三期跨线桥跨铁路施工

2.1本桥跨宁芜铁路施工方案

2.1.1 工程情况。本桥第四联的18#墩位于宁芜铁路与凤台南路之间的旱沟内。18#墩相关设计参数如下：

⑴桥墩基础为双排钻孔灌注桩基础，桩径1.5m。桩中心纵横间距分别为4m、5.5m。桩长50m。

⑵承台尺寸为8×6.5×2.5m(长×宽×高)，桩中心距承台边距离为1.25m。经现场实测，18#墩承台边距铁轨最近距离为3.95m。

⑶桥墩为Y型薄壁墩，墩柱尺寸为2.5m×1.7m，中间薄壁为1m，并设0.2m圆倒角。桥墩上方设有系梁，其断面尺寸为1m×1.2m，系梁内配置预应力钢束。墩高19.752m。⑷铁轨顶面标高为10.693m，路基坡脚地面标高为7.69m，承台底面标高为6.5m。

2.1.2 线路加固。下部基础施工中为确保铁路行车安全，线路采用架设D型便梁的加固方案。由于承台顺线路方向长8m，考虑承台基坑开挖深度(4.2m)、坡度(1:1)及便梁支墩尺寸，选定24m长的D便梁。便梁两端设置C20混凝土支墩，该支墩沿铁轨两侧布置，尺寸根据火车荷载和地基承载力确定。

2.1.3 路基加固。由于承台底距轨顶高差为4.2m，承台基坑开挖过程中有可能造成铁路路基坍塌;同时现浇箱梁的支架布置在铁路路肩及其边坡上，要求路基边坡必须有良好的稳定性。因此为防止承台开挖过程中路基坍塌，路基边坡采取高压旋喷桩进行加固，同时插入钢轨或槽钢。

2.1.4 下部基础施工

⑴桩基施工。钻孔采用回旋钻，钻孔前，须备有足够数量的粘土或膨润土，清渣后应及时补水。对于泥浆稠度，按通过的土层情况来决定。通过砂砾、砂、粉质粘土层时，并加大泥浆稠度，使孔壁坚实，以防止坍孔。

⑵承台施工。根据对18#墩承台位置现场实测，承台边缘距铁路路基坡脚较近，其最近距离为3.95m。铁轨顶面标高为10.695m，承台底设计标高为6.5米，开挖后基底距轨顶达4.2m。基坑开挖后在承台四周设置排水沟和集水井，以防止水流入承台施工范围。对基底清平后铺筑混凝土垫层，待达到一定强度后即可绑扎钢筋、立模、浇注混凝土。为保证靠近铁路侧填土密实，该侧面不立模，表面覆盖塑料布后即可灌注混凝土。承台施工完毕经监理检验合格后，基坑须及时进行回填。基坑回填须确保承台周围回填土密实，回填时每30cm一层，密实度要求达到95%以上。夯实机具采用小型电动振动夯。

2.1.5支架布置。根据铁路限界要求，跨宁芜铁路现浇支架采用7m×6.5m的门洞形式。选取了两种门洞形式进行比选后，考虑到形式二支墩人工拼装较为容易，地基处理较简单，承重梁滑移方便、安全，确定形式二[钢管(支墩) 工字钢(承重梁)]为跨宁芜铁路布置形式。支墩采取碗扣支架形式，沿铁路两侧进行布置，其宽度为2.4m，纵×横×高=60cm×30cm×60cm。支墩顶部摆放横向分配梁，然后再摆放I40a工字钢纵梁。最后工字钢纵梁上再搭设碗扣支架。路基边坡用混凝土做成阶梯状形式以利于搭设碗扣支架。

在跨宁芜铁路门洞顶I40a工钢正式吊装施工前，必须进行模拟吊装试验。试验的目的.是实测吊装过程所需要的时间。模拟现场实际情况，特别是吊机的站位与支架高度要与实际情况相符合。试验时准确记录各种数据，以便于指导施工。

3、跨地铁高架桥施工

3.1 跨地铁高架桥的工程情况。主桥第四联18#～19#墩箱梁跨越地铁1#线高架桥，19#～20#墩箱梁跨越地铁联络线，其中第四联中线与地铁1#线交叉交角为46°。由于地铁接触网高压线电压为1500V，所以近距离跨越接触网的安全防护尤为重要。

3.2 施工方案。根据地铁限界要求，现浇支架采用两个6.5m×6.7m的门洞形式，中间支墩在地铁高架桥分支空档处布置5m宽的碗扣支墩，两侧布置2.4m宽的碗扣支墩，支墩顶部摆放横向分配梁，然后再纵向摆放I40b工字钢纵梁。对于地铁联络线，布置一个垂直净宽为6.5m的门洞，两侧布置2.4m宽的碗扣支墩，支墩顶部摆放横向分配梁，然后再纵向摆放I40b工字钢纵梁。支墩碗扣钢管步距纵×横×高=60cm×30cm×60cm。地铁高架桥跨小行公路门洞按单车道布置，布置形式为净宽×净高=4.5m×4.5m。两侧支墩采取碗扣支架形式，其宽度为1.2m，纵×横×高=60cm×30cm×60cm。支墩顶部摆放横向分配梁，然后再摆放140b工字钢纵梁。最后工字钢纵梁上再搭设碗扣支架。同时跨越地铁高架桥和宁芜铁路或小行公路区域采取双层门洞形式，第一层门洞为跨铁路或小行公路门洞，门洞顶部纵向摆放工字钢，然后在工字钢上再搭设碗扣支墩，钢管步距纵×横×高=60cm×30cm×60cm，其上再沿桥纵向摆放I40b工字钢纵梁，从而完成第二个门洞的搭设。

3.3 安全防护设计。现浇施工支架的纵梁建筑高度不能大于1.2m，只能选用工字钢，经计算选用I40b工字钢作为纵梁。

⑴搭设跨越地铁支架前，应事先与地铁管理部门协调，申请在夜间停止地铁电网的供电。

⑵对地铁接触网支柱设施采用油毛毡进行包裹防护。

⑶工字钢纵梁在高压线处底部挂设环氧树脂高压绝缘板，厚2～3mm，每mm防电击穿能力达1.64万伏。

⑷在碗扣支墩每侧埋二根接地线，接地线用φ12圆钢，接地极用角钢或扁铁，打入原地面以下3m。并在地面下50cm采用角钢连接所有接地极，以连成整体导电体，确保接地电阻小于10Ω(安好后要进行电阻测试)，以消除接触网对支架的感应电。

⑸当搭设至地铁接触网高压线(额定电压1500V)高度以下2m时，及时在靠近高压电网一侧用绝缘板封闭隔离，并保证支架的任何部位与接触网带电体距离大于1m。距离高压线2m以外部分用竹胶板进行封闭隔离。

⑹工字钢就位后于其顶部满铺两层塑料布，防止施工用水流到高压线上。

⑺跨地铁联络线支架搭设时因其上无高压电网，不必采取绝缘防护，但同样要用竹胶板、安全网等封闭防护。

⑻在门洞上方及两侧用安全网进行封闭，以防坠物及材料侵入车辆限界。

⑼在桥梁施工期间，要每半个月一次，利用停电时间对门架绝缘防护进行安全检查，发现问题及时修补，以确保施工过程中的安全。

⑽接触网、地铁轨道等设施如发现有污染将由施工单位及时进行清除。

⑾支架搭设、拆除、混凝土浇注时，安排专人进行安全防护，同时监控支架的变形情况。

4、跨河施工

4.1跨河施工常见施工方案。跨河现浇支架通常采用钢管桩或钻孔灌注桩作为基础，钢管桩可回收，钻孔桩一次性投入，成本较大。在选择时须根据河流深浅、地质情况、施工难易程度、成本情况综合考虑。上部承重梁采用工字钢、贝雷梁、军用梁等既有制式器材，考虑到梁段成型后，承重梁拆除便利，承重梁一般采取下承式，在其上搭设钢管支架，除非满足河道通航要求。为减少水上基础的工程量，承重梁的跨度尽量发挥其承载力。

4.2 跨南河工程情况及施工方案。16#、17#墩分别位于秦淮河两侧的河堤护坡上，西边岸堤上为一简易公路，东边岸堤紧邻凤台南路。经现场实测，河道上口宽度为40m，施工时水位为7.597m。16#、17#墩墩高分别为19.998和20.587m。经河床覆盖物勘探，河堤坡角为片石混凝土基础，河心处回填物为片石，钢管桩基础难以实施，选用钻孔桩基础。对于承重梁，考虑到墩高在20m左右，结合河道宽度、吊车起重能力、拆除的便利性，所以梁部现浇支架采取下承式纵梁方案一跨跨越。

篇3：城市高架桥满堂支架设计分析论文

由于设计资料仅要求现浇箱梁采取满堂支架进行施工, 没有详细的满堂支架设计及验算方案, 而现浇箱梁的支架搭设关系着箱梁的施工质量及施工安全, 基于不同工程各施工影响因素不同, 因此本文依据工程实例进行的碗扣式满堂支架法施工研究具有现实的意义。

1 工程概况

广东省某跨线桥起止桩号为K18+192.73~K18+353.27, 全长为160.54m, 由预制和现浇两部分组成, 桥梁上部结构由4×20m预制箱梁+ (22.5+30+22.5) m现浇箱梁构成。主桥与旧路相交, 交角为53°。现浇箱梁截面为单箱双室截面, 梁顶宽为16m, 梁底宽度为10.05m, 翼板宽度2.45m, 梁高1.6m, 箱梁混凝土采用C50混凝土, 钢绞线采用高强度、低松弛的270级钢绞线。

立交桥覆盖旧路长度约42.13m, 旧路现有路面宽度为7.0m, 路面标高约22.02m, 箱梁底面最低点标高为32.6m, 跨中梁底标高为32.81m, 现有省道路面至梁底距离为10.58~10.79m。

2 区域地质及地基处理

原地面情况中第四、五、六跨均为松软的荒草地, 开沟静水位在-1.0m以内, 需要重点进行地基处理。方法如下:首先清除原地表的积水、淤泥和边坡杂草, 将桥跨处场地用挖机将地面修整成宽度宽出支架各1.0m的地界, 软弱地基和低洼处采用石碴换填。S119省道边坡土采用人工夯实, 用C20混凝土浇注成台阶, 台阶每级宽度90cm, 高度60cm, 厚度15cm, 如图1所示。平坦地段原地面采用压路机进行碾压夯密实后上填筑40cm碎石或石屑垫层, 碾压成型后密实度必须达到95%以上, 平整度达到3m直尺检测时偏差小于2cm。用压路机碾压密实后上铺5cm厚C15混凝土, 场地四周设排水沟, 并保证排水通畅, 防止雨水或混凝土浇注和养生过程中滴水对地基的影响。地基处理应提前进行, 以使地基有一定的沉降时间, 公路原有土路肩用10cm石屑找平碾压密实。

3 碗扣式满堂支架设计

根据施工经验、施工图纸及文献[7~8], 满堂支架采用碗扣式支架 (规格为φ48×3.5mm) 搭设, 跨中断面支架搭设时在箱梁的腹板位置下内立杆按间距0.6m (纵桥向) ×0.6m (横桥向) 各布置3排, 其余底板下按0.6m (纵桥向) ×0.9m (横桥向) 布置, 翼缘板下0.6m (纵桥向) ×1.2m (横桥向) , 支点断面支架搭设时在箱梁地板下全部按间距0.6m (纵桥向) ×0.6m (横桥向布置) , 翼缘板下0.6m (纵桥向) ×1.2m (横桥向) , 上下两层横杆间距均为1.2m。支架下部设螺旋调整底座, 支架搭设后, 均设纵横向连杆, 外侧按纵、横桥向4~6排设一道钢管剪刀撑[1], 确保支架的整体稳定。支架顶部设螺旋调整顶托, 顶托上设纵梁, 纵梁采用单根8cm槽钢。箱梁底模板下设横梁, 横梁采用10×10cm方木, 间距40cm。两侧腹板采用10×10cm方木做横梁, 腹板底脚用1条纵向5×10cm的方木固定于底板模板上, 横梁后再背3条间距40cm 5×10cm的方木, 用钢管斜撑于翼板下的支架上, 并用一条钢管反向斜拉翼板下的支架于底板下的支架上。

4 箱梁横梁、端梁及渐变段的验算

4.1 支架设计承载力参数

4.1.1 立杆设计荷载 (表1)

4.1.2 横杆设计荷载 (表2)

4.2 横向10×10cm木枋验算

4.2.1 方木设计参数

横向10×10cm木枋每延米荷载P=589.935KN/m, 而横向10×10cm木枋间距为400mm, 则单根木枋上均布荷载q=589.935×1/10.05×0.4=23.48KN/m, 按均布荷载作用下的二等跨连续梁计算。

4.2.2 抗弯强度验算

由方木设计参数查《路桥施工计算手册》表2-8可知:弯距系数K=0.07, 剪力系数Kvb=0.625, 跨中挠度系数Kw=0.521。

=1.57Mpa<[σw]=13.0Mpa, 满足要求。

4.2.3 剪切强度验算

4.2.4 挠度验算

=0.09mm<[f]=L/400=400/400=1mm, 满足要求。

4.3 纵向8cm槽钢验算

4.3.1 设计参数

纵向8cm槽钢通长, 纵横间距为600mm, 上部荷载通过10×10cm木枋传递至槽钢上, 每个相交点均为一个集中荷载, 该集中荷载在槽钢上的最大剪力:P=Qmax=5.87KN, 按集中荷载作用下的二等跨连续梁计算。

4.3.2 强度验算

查《路桥施工计算手册》表2-8可知:弯距系数Kmax=0.222, 剪力系数Kv B=1.333, 跨中挠度系数

σ=Mmax/W=30.91Mpa<[σw]=145.0Mpa, 满足要求。

4.3.3 剪切强度验算

τmax=QSm/Imb=2.72MPa<[τ]=85MPa, 满足要求。

4.3.4 挠度验算

4.4 钢管支架验算

查阅碗扣件参数[8], 当横杆步距为120cm时, 立杆所能承受的荷载为[N]=30KN。单杆钢管受上部荷载为混凝土恒载与施工荷载、砼倾倒荷载:Nmax=1.2×1.7×0.6×0.6×25+1.4× (3.5+2) ×0.6×0.6=21.13KN<[N]=30KN, 满足要求。

4.5 地基承载力验算

支架落在5×20cm的木板上, 木板放在15cm厚的水泥稳定石粉碴上, 立杆间距为0.6m, 每块木板受力至少三根钢管, 按照最大受力状态的普通梁段下22.88KN计。钢管的底托直径为14cm, 净面积A=15386mm2, 则其应力为σ=Nmax/A=22.88×1000/15386=1.487Mpa, 选择针叶林A-1级或阔叶林木材为铺地木板可满足要求。则每块板受力为68.64KN, 地基扩散角按照30°计算, 则地基应有承载力为:σ=68.64/[ (0.25+2×0.25×tan30°) × (2+2×0.25×tan30°) ]=55Kpa, 由此可知, 上述经处理后地基足以满足承载力需要。

5 结论及建议

⑴考虑到脚手架钢管和扣件在周转实用过程中的磨损和锈蚀, 设计中立杆轴向承载力不宜超过30KN, 否则应考虑加密立杆。

⑵支架底部采用整体浇筑厚15cm的混凝土, 增加了地基承载力, 减少了弹性变形, 取得较好的效果。

⑶支架的稳定直接关系到施工质量与安全, 在行车道路上搭设支架时, 应设置防撞门或防撞墩, 并设置红黄警示灯, 在距施工现场一定范围内设置提醒警示标志和设置减速装置。

⑷支架承重后, 严禁在支架元件上再进行焊接或切割作业。

⑸施工前除必须对支架进行设计和验算外, 需对模板等体系进行设计及验算, 并根据设计文件的要求对模板及支架体系进行预压检验, 以确保施工安全及施工质量, 如有必要还需考虑风力等因素对施工的影响进行验算分析。

参考文献

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[7]JGJ 130-2001, 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].

篇4：城市高架桥满堂支架设计分析论文

现浇箱梁在目前公路工程施工过程中极为常见, 尤其是在高速公路的施工中, 在互通立交、高速公路跨线桥等的设计中, 经常会现浇预应力连续箱梁, 满堂式支架搭设作为现浇箱梁施工中最为关键的环节, 其荷载计算是否准确, 搭设方案是否合理, 考虑是否周详直接影响到施工过程中以及浇筑完成后支架的稳定性和梁体的质量, 本方案以郑卢高速公路洛阳至洛宁段K6+132.015耿家门分离式立交桥为例浅析满堂支架搭设及荷载验算。

2 工程概况

1) 设计参数。

郑卢高速公路洛阳至洛宁段为河南省新建高速公路, 该段地处山区, 沟壑较多, 本桥位于土建二标, 设计桥宽10 m, 双向双车道, 跨径为20 m+32 m+20 m。

2) 编制依据。

a.郑州至卢氏高速公路洛阳至洛宁段两阶段施工图设计。

b.现行公路桥梁施工技术规范和公路工程质量检验评定标准。

c.工程现场实际情况。

3 基础处理

满堂式支架搭设中, 基础处理是重中之重, 如果基础处理不好, 对于以后的支架搭设、模板安装、混凝土浇筑过程中的安全和质量都会有影响, 同时, 如果在支架搭设并混凝土浇筑后出现地基沉降情况, 将会出现严重的质量事故, 所以基础的处理必须作为重点加以考虑。

3.1 方案比选

基础的处理一般有三种方案:

1) 全幅处理, 处理宽度为桥梁双幅宽度每侧再加1 m~2 m, 硬化地基采用碎石进行处理, 处理深度结合现场情况而定, 一般情况下不少于30 cm, 必要时使用水泥稳定碎石作为硬化材料, 为节省成本, 视地基承载力情况可在下面铺筑碎石, 表面5 cm~10 cm铺筑水泥稳定碎石;

2) 使用混凝土进行处理, 将地基根据支架的设计方案在每排支架的底部处理成宽度不小于40 cm带状混凝土条, 处理前的准备工作和第一种方案一致;

3) 两者结合, 在采用第一种方案的同时, 支架立杆下面采用方案二处理。

以上三种方案第一种比较适合于降雨量较大的季节, 成本相对来说要高于第二种方案, 第二种方案适合于无降雨或有微雨的季节, 降雨量不能影响到地基的稳定性, 第三种方案适合于雨季, 并且地基为软弱地基的情况下采用。

本桥地处挖方地段, 土质为粉质黏土, 纵坡为单向纵坡, 经过轻型静力触探试验, 桥下地基承载力在100左右, 地基为偏软弱地质, 透水性较强, 所以选择方案三进行处理。

3.2 地基处理

地基处理施工时, 首先要将桥墩周围桩系梁上部填土挖开, 分层夯填密实, 然后在地基处理前要先进行场地平整碾压, 使整个地基处于一个高程面上或可以使地基沿桥梁纵向形成一致的纵坡, 最后在其上均匀地铺筑碎石或水泥稳定碎石, 碾压密实后的表面要平整并且有轻微的横坡以便于雨季排水, 为了不使雨水浸泡地基, 地基在桥梁两侧最外侧50 cm的位置设排水沟并设置相应的引水设施, 本桥为单向纵坡, 地基处理后在纵坡上游地基外侧1 m~2 m处设置截水沟, 在经过荷载验算设计出支架布置后, 在每排支架的下部采用方案二横向处理。

4 荷载计算

荷载计算是支架搭设的指导依据, 只有在经过准确地计算过综合支撑荷载后, 才能安全可靠地设计出支架的搭设方案。在荷载的计算过程中, 要将支架所可能支撑的所有荷载均加以考虑, 不能使工程出现安全隐患。在计算前, 首先要初步制定支架的设计方案以便确定支架的自重, 然后经过计算以确定该方案是否可行, 支架的设计以本桥中跨为依据, 初步设计方案见“支架配置”及图1~图3, 荷载计算如下。

注:1.本图所示尺寸单位为cm;2.水平杆件布置从地面起最低一排布置第1层, 向上每1.2 m布一层, 最顶部三层间距0.6 m;3.图中未示剪刀撑

4.1 边跨计算

1) 梁体自重。

梁体的自重包括混凝土和钢筋的自重, 由于本桥为后张法, 故不考虑钢绞线的自重。

注:1.图中尺寸单位均为cm;2.此图纵向位置具体施工时由跨中向两边推移

本跨混凝土总方量为132.8 m3, 混凝土自重为24 k N/m3, 即2.45 t/m3。

全梁钢筋总质量为102.44 t, 本跨总重:

2) 支架及模板自重。

全跨满堂式支架共用钢管暂定为10 000 m, 每米4.62 kg。

箱梁内模采用高密度板, 即桥梁专用模板, 外模采用竹胶板, 箱梁模板面积为:

外模:

底板:

腹板:

顶板:

内模:

支架顶部设两层方木, 下层方木为10 cm×12 cm, 直接搭于支架顶托上, 沿桥长方向布置, 上层方木为5 cm×8 cm, 间距30 cm, 沿桥横向布置。上层方木长4 m的67根, 长6 m的67根;下层方木长4 m的75根。全桥方木自重:

上层方木:

下层方木:

3) 施工人员及设备荷载。

均布活荷载取1.0 k N/m2, 施工人员及设备荷载为:

4) 振捣混凝土产生的荷载。

振捣混凝土产生的荷载取2.0 kN/m2。

5) 混凝土对模板侧面的压力。

混凝土对侧面产生的压力取以下两数的最小值。

6) 倾倒混凝土产生的荷载。

倾倒混凝土产生的荷载取6 k N/m2。

7) 标准荷载为:

根据计算结果, 按每根立杆承力30 k N计算, 共需配置立杆不少于225根, 按每排布置15根, 共需最少布置15排, 由于此跨位于路基边坡上, 无法满布, 故采用分段布置, 段与段间采用钢梁连接, 在钢梁上布置立杆进行支撑, 钢梁采用40a型工字钢, 具体布置如下:

全跨满堂式支架共用钢管为7 548 m, 每米4.62 kg。

全跨用工字钢6 m 8根, 12 m 8根, 共计144 m, 采用40a型工字钢, 每米67.6 kg。

4.2 中跨计算

1) 梁体自重。

梁体的自重包括混凝土和钢筋的自重, 由于本桥为后张法, 故不考虑钢绞线的自重。

本跨混凝土总方量为207.7 m3, 混凝土自重为24 k N/m3, 即2.45 t/m3。

全梁钢筋总质量为102.44 t, 本跨总重:

2) 支架及模板自重。

本跨满堂式支架共用钢管18 164 m, 每米4.62 kg。

箱梁内模采用高密度板, 即桥梁专用模板, 外模采用竹胶板, 箱梁模板面积为:

外模:

底板:

腹板:

顶板:

内模:

支架顶部设两层方木, 下层方木为10 cm×12 cm, 直接搭于支架顶托上, 沿桥长方向布置, 上层方木为5 cm×8 cm, 间距30 cm, 沿桥横向布置。上层方木长4 m的107根, 长6 m的107根;下层方木长4 m的120根。

全桥方木自重:

上层方木:

下层方木:

3) 施工人员及设备荷载。

均布活荷载取1.0 k N/m2, 施工人员及设备荷载为:

4) 振捣混凝土产生的荷载。

振捣混凝土产生的荷载取2.0 k N/m2。

5) 混凝土对模板侧面的压力。

混凝土对侧面产生的压力取以下两数的最小值。

6) 倾倒混凝土产生的荷载。

倾倒混凝土产生的荷载取6 k N/m2。

7) 标准荷载为:

5 支架配置

5.1 中跨配置

1) 横向布置。

满堂式支架横向杆件的配置选取90 cm和60 cm两种, 在腹板的位置选取间距60 cm, 在其他部位选取90 cm, 在箱梁的顶板外侧相隔90 cm增设立杆1排, 横向排列共21排。

2) 纵向布置。

满堂式支架纵向杆件的配置也选取90 cm和60 cm两种, 因在桥墩处有中横梁, 承力较重, 所以选取60 cm间距, 跨中选取90 cm间距, 中横梁处60 cm间距4个, 其他部位90 cm间距30个, 共用立杆39列。全跨共用立杆569根。

3) 杆件根数。

立杆总根数为15×39=585根, 扣除墩柱处立杆16根, 共计569根。

杆件承力选取30 k N/根 (横杆1.2 m步距) , 立杆总承力为:

569×30=17 070 k N>10 760.53 k N。

可以满足承力要求。

5.2 边跨配置

1) 横向布置。

满堂式支架横向杆件的配置选取90 cm和60 cm两种, 在腹板的位置选取间距60 cm, 在其他部位选取90 cm, 在箱梁的顶板外侧相隔90 cm增设立杆1排, 横向排列共21排。

2) 纵向布置。

满堂式支架纵向杆件的配置也选取90 cm, 60 cm和30 cm三种, 因在桥墩处有中横梁, 承力较重, 所以选取60 cm间距, 跨中选取90 cm间距, 钢横梁两端承力点采用30 cm, 支撑点处共计60 cm间距12个, 30 cm间距6个, 共用立杆21列。全跨共用立杆315根。

3) 杆件根数。

立杆总根数为15×21=315根, 扣除墩柱处8根, 共计307根。

杆件承力选取30 k N/根 (横杆1.2 m步距) , 立杆总承力为:

307×30=9 210 k N>6 719.18 k N。

可以满足承力要求。

5.3 剪刀撑

支架搭设完成后, 为保证支架的稳定性, 在满堂脚手架架体外侧四周及内部纵、横向每4排由底至顶设置连续竖向剪刀撑。由于架体搭设高度在8 m及以上, 在架体底部、顶部及竖向间隔每2步分别设置连续水平剪刀撑。水平剪刀撑和竖向剪刀撑斜杆相交平面设置。剪刀撑宽度设置为8 m。

6 支架搭设

1) 每搭完一步脚手架后, 根据支架搭设图校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。

2) 底座安放应符合下列规定:

a.底座、垫板均应准确地放在定位线上;b.垫板采用1.8 m×0.15 m×0.25 m的枕木。

3) 立杆搭设应符合下列规定:立杆接长除顶层顶步可采用搭接外, 其他各层各步接头必须采用对接扣件连接;相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内, 且应符合下列规定:两根相邻立杆的接头不允许设置在同步内, 同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500 mm;各接头中心至主接点的距离不大于步距的1/3;开始搭设立杆时, 应每隔6跨设置一根抛撑, 直至支架安装稳固后, 方可根据情况拆除。

4) 纵向水平杆搭设应符合下列规定:

a.水平横杆全部采用碗扣式杆件;b.对接扣件的开口应朝上或朝内。

5) 脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200 mm处的立杆上。横向扫地杆也应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度时, 必须将高处的纵向扫地杆向低处延长2跨与立杆固定, 高低差不应大于1 m。

摘要：结合工程实例, 介绍了现浇箱梁满堂式支架搭设的设计参数及编制依据, 探讨了满堂式支架搭设中的基础处理方案, 并对荷载的计算过程进行了阐述, 同时研究了支架配置的具体措施, 以保证支架的稳定性和梁体的质量。

关键词：现浇箱梁,满堂式支架,剪刀撑,荷载计算

参考文献

[1]JTJ 041—2000, 公路桥涵施工技术规范[S].

[2]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵[M].北京:人民交通出版社, 2000.

[3]郑州至卢氏高速公路洛阳至洛宁段两阶段施工图设计 (第三册共五册) [Z].

[4]JGJ 130—2011, 建筑施工扣件式脚手架安全技术规范[S].