城市现浇箱梁盘扣式支架施工技术分析

陈真　庞杰夫

摘要：文章以柳州市曙光大道延长线工程现浇箱梁施工为例，通过对盘扣式支架组成、支架承载力、稳定性等方面分析可知，盘扣支架明显优于碗扣支架，其具有承载能力大、防腐性好、支架稳定性好、安全性高等特点。同时，在施工过程中，盘口是支架通过承插连接和插销固定，有利于支架搭设施工，支架步距相对较大，架体内空间充足，便于对搭设情况、安全隐患进行排查。

关键词：盘扣式支架;承载力;稳定性;受力计算;施工技术

中国分类号：U445.46

0引言

城市桥梁结构发展多样化，运用满堂支架法进行箱梁现浇是目前桥梁建设中最为常用的施工工艺，其中碗扣式支架和盘扣式支架用得最多。但是由于市场上生产的碗扣式支架大多不满足规范要求，且在外观上没有盘扣式支架美观，用钢量也比较多，整体性难以保障[1]。而且近年来，使用碗扣支架出现支架坍塌事故案例比较多。

目前于市场上常见的碗扣支架立杆厚度基本仅有3.0 mm，无法达到规范要求的3.5 mm，且碗扣支架逐渐停产，市场存量所剩无几。目前国内有逐步淘汰碗扣式支架的趋势，取而代之的是盘扣支架[2]。

1工程概况

曙光大道延长线项目位于柳州市柳东新区，起于东外环曙光大道立交，跨越洛清江，连接盘古大道，止于新柳大道延长线。

其中象岩南路跨线桥采用支架法现浇箱梁，起止桩号为K12+232～K12+658。桥跨布置采用第一联4×30 m+第二联（35+50+35）m+第三联3×30 m+第四联3×30 m结构，全桥长426 m，桥面宽26.5 m，梁底宽22.5 m，箱梁底部设置2%双向横坡，其中第一、三、四联现浇箱梁为等截面尺寸，第二联现浇箱梁为变截面尺寸。因此需要对支架顶托及分配梁布置进行详细控制，以保证桥梁双向横坡和线型。

2盘扣式支架组成

2.1主要构件

城市现浇箱梁中盘扣式支架主要组成构件有：立杆、水平杆、竖向斜杆、水平斜杆、可调底托、可调顶托、连接套管、连接盘、扣接头和插销等。

其中立杆为材质Q345A的60 mm×3.2 mm钢管;水平杆和水平斜杆为材质Q235B的48 mm×2.5 mm钢管;竖向斜杆为材质Q195的48 mm×2.5 mm钢管;可调底托和顶托材质为Q235B;连接套管、连接盘、扣接头和插销材质为ZG230-450[3]。

2.2组成形式

可调底座支立于硬化基础上，首层立杆插入底座，上层立杆之间采用套管或承插连接，水平杆和斜杆通过插销将杆端扣接于连接盘上，最终立杆顶部插入可调托座，整体结构连接形成几何不变体系，传递水平模板上的各项荷载，如图1所示。

3盘扣式支架性能分析

3.1承载力

盘扣支架立杆采用60 mm×3.2 mm的Q345A钢管，单杆极限承载力可达200 kN，一般立杆容许轴力为92.8 kN;而碗扣支架立杆采用48 mm×3.5 mm的Q235钢管，一般立杆容许轴力仅为18.6 kN。因此盘扣支架Q345A比Q235钢材刚度大大提高，同时立杆直径和厚度的增加，将大大提升支架的整体承载力[4]。

另外，工程中真正投入使用的碗扣支架立杆壁厚远远达不到规范要求的3.5 mm，在工程实例中能够找到的壁厚达到3.0 mm的碗扣支架少之又少，因此其单根承载力再次大幅度下降。这从侧面反映盘扣式支架更能够保证支架承载力。

3.2防腐性

盘扣式支架为了防止构件在使用期间因材料被腐蚀而导致承载能力下降，采用了热镀锌浸锌工艺提高其防腐蚀能力，在保证正常使用条件下，其使用寿命能达25年以上。与之相比，碗扣式支架的防腐措施仅为在表面喷涂一层油漆，在支架长期重复调配使用过程中，油漆早已磨损殆尽。现有工程实例中碗扣式支架构件锈蚀程度普遍较为严重。

由此可以说明，盘扣支架的防锈更加合理化，耐久性、使用寿命和使用安全更能得以保证。

3.3稳定性、安全性

盤扣支架属于二力杆体系，立杆、横杆、斜杆于连接盘处通过插销扣接，轴线汇交于一点，传力路径简洁、清晰、合理;且插销具有自锁功能，可保证杆件之间连接的可靠性，对插销检查仅需肉眼观察或人工拉扯即可。碗扣支架则仅通过扣件连接立杆和横杆，没有斜杆进行体系连接分散弯矩，斜向连接只能通过剪刀撑与立杆扣接等一些构造措施，此类构造节点抗扭能力低，剪刀撑与立杆无法保证每跨都进行有效连接，整体性不强。因此与碗扣支架相比，盘扣支架的设计更加合理，杆件连接形成整体框架体系，稳定性、安全性得到大大提高。

4支架设计

4.1荷载组合计算

首先根据现浇箱梁节段重量对支架进行初步布置，再对各区域支架模板自重和混凝土自重的均布荷载进行计算，最后计算各区域的荷载组合采用下式：

N=1.2（∑NGK1+∑NGK2）+1.4 NQK（1）

按照一般段、过渡段、实心段、腹板段及翼板段进行分区，对不同区域的单肢立杆轴向力组合荷载进行计算。

4.2受力验算

根据规范要求，分别对立杆承载力、可调托座承载力、混凝土面层和底层地基抗压强度进行验算，同时验算支架高宽比是否符合要求。具体如表1、表2所示。

接下来按腹板最不利位置，采用三跨连续对面板集中荷载进行计算，对面板抗弯、抗剪和刚度进行验算，如表3所示。

同理分别按腹板段和实心段最不利位置，对横梁（槽钢/工字钢）和纵向分配梁（方木/槽钢）抗弯、抗剪和刚度进行验算，如表4所示。

5施工关键技术

5.1地基处理

承台回填后，对箱梁底下需要搭设支架的场地采用压路机对支架基础进行压实，基础处理宽度需比支架整体宽度>1.5 m。基础压实度要求≥93%，土基承载力≥250 kPa，场内横坡为2%。

压实完成后试验部门检测压实度和土基承载力是否符合要求;测量部门对基础标高进行复测，检查是否与支架方案一致。

场地承载力不满足要求时，则需将软土挖除，用片石换填。场地两侧需设置排水沟，以防场内积水浸泡基础。

土基处理完成后，铺筑20 cm碎石垫层，夯实，最后浇筑20 cm厚C25面层。

5.2支架搭设

支架搭设前，需先对现浇高大模板专项施工方案进行专家评审，通过后，再根据方案的支架施工设计图进行支架搭设。

首层立杆应采用不同长度的立杆交错布置，以保证接头不处于同一平面，错开竖向距离≥50 cm;顶层水平杆至模板底高度≤65 cm，托座丝杆外露长度≤40 cm，托座丝杆插入立杆≥15 cm;支架架体四周最外层竖向斜杆均应满布设计，当支架搭设高度>8 m时，需对整个架体进行满布竖向斜杆。

5.3底模与侧模安装

采用工字钢和槽钢作为横向分配梁，搭设过程中要注意根据分配梁需要进行搭接，不可以采用对接或者悬空;纵向采用方木作为分配梁，采用搭接方式连接;由于方木受剪易变形，需通过受力验算，严格控制方木搭设间距和跨径。当箱梁底存在双向横坡时，还需注意在坡顶处对横向分配梁进行节段划分，进行双向调坡。

模板采用15 mm厚大块防水竹胶板。钢筋安装之前要对模板涂抹脱模剂。施工的顺序为：测量放样→安装底模→检验梁底标高和边线→弹出侧模位置线→外侧模安装→线锤挂直复核。

模板安装需保证密实，接缝处贴双面胶防止漏浆。

5.4支架预压及沉降观测

5.4.1支架预压

模板安装完成后，采用混凝土块或钢绞线加载对支架进行预压。预压采用分级加载，预压加载分4次进行，预压荷载4次加载值分别为：10%、20%、50%、110%[5]。如图2和下页表5及图3所示。

5.4.2沉降观测

每跨支架沉降观测点设置在纵向0.25L、0.5L、0.75L及距墩中心前后1.5 m处设置5个断面，相应断面横向设置8个沉降观测点。同时对地基沉降也对应设置8个沉降观测点，如图4所示。

5.5现浇箱梁主体施工

现浇箱梁主体施工采用常规现浇施工工艺，本文不进行详细论述。

5.6支架拆除

待混凝土龄期达到7 d，以及弹性模量、强度达到设计的90%后，进行支架拆除。支架拆卸要求从跨中向桥墩方向依次循环卸落;纵向对称地由边跨向中跨均衡卸落，再横向对称由外侧向内侧与纵向同时一起卸落。

拆除前应清理脚手架上的器具、多余的材料和杂物.拆除作业应按先搭后拆的原则，从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除，严禁抛掷。所有拆除过程禁止野蛮施工，防止对箱梁外观造成损伤。

6結语

本文以柳州市曙光大道延长线工程现浇箱梁施工为例，通过对盘扣式支架组成、支架承载力、稳定性等方面分析可知，盘扣支架明显优于碗扣支架，其具有承载能力大、防腐性好、支架稳定性好、安全性高的特点。在施工中，盘口支架是通过承插连接和插销固定，有利于支架搭设施工，支架步距相对较大，架体内空间充足，便于对搭设情况、安全隐患进行排查。盘扣支架安拆便捷、耐久性高、周转性好的特点，使其综合经济性也不亚于碗扣式支架。

综合上述，盘扣式支架在城市现浇箱梁施工中具有很强的竞争优势和广泛的应用前景。

参考文献：

[1]黄旭.承插型盘扣式钢管支架在现浇施工的应用[J].建材与装饰，2018（43）：19-20.

[2]赵振国，刘绍焕，尹洁.浅谈新型盘扣式支架在现浇箱梁施工的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015（20）：4 425-4 426.

[3]JGJ231-2021，建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术标准[S].

[4]朱立国.承插型盘扣式钢管支架在现浇连续梁施工应用[J].黑龙江交通科技，2017，40（5）：114-115.

[5]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].