现浇箱梁支架设计及力学分析

郝敏洁　周鹏

摘  要：碗扣式钢管满堂支架是一種插口式组合支架，不但拼拆迅速、省力、通用性强，且整体性好、承载力高、安全可靠，其在工程中的应用日趋广泛。结合沈阳至康平高速公路项目，通过对现浇箱梁的碗扣式支架设计、模板安装等工艺进行总结，并对支架结构进行Midas/Civil数值模拟，验算支架的安全稳定性，为同行在类似环境施工或建模计算时，提供参考与借鉴。

关键词：现浇箱梁;碗扣支架;Midas/Civil;有限元分析

中图分类号：U445         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）08-0101-05

Abstract： Full cuplock steel tubular scaffolding is advantageous not only in good integrity high， jointstrength， bearing capacity and safety， but also function and construction efficiency， its' use of cuplock steel tubular scaffolding is becoming more and more common in the construction site. Combined with Shenyang to Kangping expressway project， through summarizing the design of bowl buckle bracket and formwork installation of cast-in-place box girder， and carrying out MIDAS/Civil numerical simulation of bracket structure， checking the safety and stability of bracket， providing reference for peers in similar environment construction or modeling calculation.

Keywords： cast-in-site box girder; cuplok formwork support system; Midas/Civil; finite element analysis

1 工程概况

沈阳至康平高速公路项目六王屯1号天桥，原路为村道砂石路，路基宽5.0m，引线与高速公路的交角为66°。桥梁跨径为25+35+25m。桥面净宽7.0m，设计角度为90°，桥梁总长度为92m。上部为预应力混凝土连续箱梁，下部为柱式墩，肋板台和桩基础。桥址区工程地质条件简单，场地稳定性好，场地未液化。

1.1 材料及布置

I10工字梁水平放置在可调支架上，纵向防止设10×10cm方木，现浇箱梁模板采用1.8cm厚竹胶板。箱梁内模支撑采用碗扣式满堂支架，支架立杆纵横距离均为90cm。

桥梁正中间留门洞，高5m，宽5m，与高速公路的交角为66°，门洞与高速公路主线中心线平行。门洞左右支架间距为30cm，I20工字钢纵向铺设支架可调顶托上，间距30cm，横向铺设I20工字钢，门洞上方架设HN400*200型钢。

1.2 结构特点

碗扣式满堂支架立杆纵向间距60cm，横向按照翼缘板90cm间距铺设;支架横杆布置步距为120cm。支架剪刀撑在纵桥向均按照间距6m设置，横桥亦然。斜撑与地面夹角控制在45°～60°，在顶层和底层按相同要求设置水平剪刀撑，水平剪刀撑间距不大于4.8m。底层设置扫地杆，扫地杆离地高度20cm。

2 支架现浇箱梁施工技术

2.1 地基处理

首先对场地进行平整，用压路机进行初压，然后再填筑45cm厚4%石灰改善土加10cm厚C20砼;填筑范围8m梁板宽度与2m加宽处理。

2.2 支架搭设

端横梁（墩顶两侧1.8m以内）纵桥间距60cm，横桥间距90cm;步距120cm。

腹板位置：横向间距60cm，纵向间距90cm，步距120cm。

箱室和翼板位置：横纵向间距为90×90cm，步距120cm。

主梁：桥梁纵向布置48*3.5mm钢管，腹板位置横向间距60cm，其他位置横向间距90cm。

次梁：10×10方木横桥向布置，纵向间距30cm。

底面板：铺设1.8cm厚竹胶板。

支架搭设顺序：从一端向另一端依次纵向搭设，逐层改变安装方向，每搭设一步后，应按规范要求及时检查、调整支架的水平度和垂直度，确保其位置的准确性。

支架搭设流程：测量放线→垫木、底座放置→中线立杆→水平横杆安装→横向水平加固杆安装→纵向水平加固杆安装→按照上述步骤逐层安装→剪刀撑设置→栏杆安装→挂立杆安全网。

2.3 模板安装

外侧模和底模采用竹胶板，端模和芯模采用同类型竹胶板，内衬采用加劲肋骨架，桥梁纵向布设不大于400mm间距;支架采用直径48mm、厚度3.5mm钢管，空箱箱室内采用方木做支撑。

底模竹胶板下方设48×3.5mm钢管、100×100mm方木。在主梁上横向铺设100×100mm方木，其间距为300mm。

腹板外侧模竹胶板外设100×100mm的垂直背肋，间距不大于350mm。翼缘板下设两层方木，上层为沿桥向100×100mm的方木，横向间距为300mm;下层为横桥向100×100mm的方木，纵向间距为900mm。

2.4 支架预压

支架预压荷载及支撑范围为底板和腹板正下方支架，翼板支架由于承载力小而不作考虑。支架预压荷载按箱梁自重（不含翼板重量）的1.2倍计算，支护沉降稳定后，拆除预压荷载。

2.5 钢筋工程

钢筋布置严格按设计图纸和施工规范要求，按先设梁后设箱底腹板的顺序进行。横梁钢筋骨架在钢筋加工场切割焊接后运至现场。人工配合吊车现场就位绑扎。

钢筋加工完毕后，按箱梁曲线和逐段焊接的要求，放入腹板钢筋骨架内，然后绑扎顶板钢筋和底板斜筋。钢筋与模板之间用符合设计厚度的预制混凝土保护层垫块支撑垫层，靠近模板外侧钢筋用扎丝绑扎并错开。

2.6 混凝土浇筑、养生

箱梁混凝土采用混凝土罐運输，泵送入模。混凝土浇筑分为两次，第一次浇筑至箱梁箱室上倒角处，第二次浇筑顶板。在混凝土达到一定强度后，及时洒水养护，湿养时间不少于7天。

2.7 预应力张拉及压浆

张拉采用对称张拉，伸长量、张拉力双控。检查张拉设备、锚具、钢绞线束的状况，确认设备完好，钢绞线束、锚具准确后，方可作业。

梁张拉的顺序为：腹板钢束在同一类型束的左右两侧对称张拉，底板钢束从箱梁两侧向中间对称均匀张拉。

预应力筋张拉后，应在48小时内对孔道进行灌浆。

2.8 封锚

压浆结束后，立即将梁端水泥浆清理干净，将端面混凝土凿毛，后浇筑封端混凝土。

2.9 支架拆除

整体浇筑多跨连续桥梁，每跨同时分次卸荷;当需要逐跨落架时，应对称地由变跨向中跨推进。支架拆除遵循先支后拆、后支先拆的原则。先拆除斜拉杆，再从顶层拆横杆，后拆立杆，依次向下拆除。禁止上下层（阶梯状）同时拆除。拆下的模板及零配不得丢弃，应用吊带捆绑或人工拆除，堆放在指定地点。

2.10 模板拆除

顶板模板采用人工拆除，由箱梁顶板预留孔附近箱内箱室两端逐步向前推进。侧模和端模也采用人工拆除，同时桥梁两端向跨中推进。拆除侧模时，先将箱梁木框架拆除，然后将侧模绑扎牢固，拉出梁体外30cm，用吊车逐一调运到梁下。拆除腹板内模、顶板模板、侧模和端模时，严禁使用大锤和撬棍，注意不要磕碰混凝土表面，避免影响混凝土外观质量。

当拆除底模时，先下调顶托，使底模在自身重力作用下与混凝土脱离。如不能脱离，可采用木杠撬动，严禁损伤混凝土表面。由多人协同卸至地面，用绳索将杆件运至地面，严禁向下抛投。

纵向主龙骨拆除采用人工配合进行，拆除前，应先解除其连接，并下调顶托，使模板与箱梁底面脱离。人工逐根拆除拆除底模。模板和纵向主龙骨拆除时，应采取安全措施，避免操作人员坠落以及高空坠落伤人、车辆。

3 支架建模验算

3.1 模型建立

根据门洞和跨度两方面考虑，跨中门式支架处最为不利，取其进行计算。模型中，模板用板单元模拟，厚度18mm，其他杆件均用梁单元模拟。

以下部分图例未显示剪刀撑，整体模型建立中有剪刀撑。

门洞净距5m，纵距0.3m，横距0.9m，与高速公路交角66°。

其他支架纵向间距0.6m，横向间距0.9m，步距1.2m。

I10工字钢横向铺设支架上方，10×10cm方木纵向铺设，现浇箱梁模板采用1.8cm厚竹胶板。

在纵桥向和横桥向按照6m间距设置支架剪刀撑，斜撑与地面夹角控制在45°～60°，在顶层、底层按照相同要求设置水平剪刀撑，水平剪刀撑间距不大于8m。

3.2 验算结果

3.2.1 整体变形（图3）

4 结束语

结合沈阳至康平高速公路项目现浇箱梁总结了碗扣式支架施工工艺技术，并根据支架的实际受力情况建立相应的力学模型，通过理论计算确定支架的实际受力分析与整体稳定性，为施工前期支架安装控制提供依据，确保支架的安全。

参考文献：

[1]张肇潜，张鹏，杨帆.有限空间多层建筑结构异形箱梁支撑体系拆除施工[J].中国标准化，2018（16）：49-50+53.

[2]沈国勇.跨乌奎大跨径预应力现浇箱梁现浇满堂支架预压的施工[J].商品与质量·建筑与发展，2013（2）：131-132.

[3]冷冬.重型门式支架在整体现浇桥梁中的施工技术研究[D].同济大学，2009.