现浇连续箱梁满堂支架方案设计计算方法的探讨研究

现浇连续箱梁满堂支架方案设计计算方法的探讨研究

摘 要 本文结合大西高速铁路建设过程中，某连续箱梁混凝土支架法现浇施工过程中满堂支架方案的受力分析计算过程的实例，较为系统的阐述了在混凝土支架法现浇施工过程中，支架方案的设计和受力分析、计算方法；为类似工程施工提供一定的经验参考。

关键词 满堂支架；连续箱梁；强度；刚度；稳定性

0引言

满堂支架法混凝土现浇施工技术目前已经被大量的应用于铁路工程、桥梁工程、公路工程、水利水电工程以及其它各大建筑工程领域。满堂支架法施工，有着灵活、便捷、经济、适应性强等优点，所以满堂支架法施工技术被越来越多的建设施工单位所青睐；如何科学、合理、经济的进行支架方案的设计是满堂支架法施工成败的一大关键性问题。

1满堂支架方案设计的任务

满堂支架设计主要任务就是通过对各种施工条件进行分析、比较、计算，首先确定出选用模板、支架、分配梁等主要材料的类型，通过计算确定支架搭设的间排距及其它搭设参数，并分别对模板、支架、分配梁、门洞等受力构件的强度、刚度及稳定性进行验证；另外对支架方案所需要的基础承载力进行计算，进而按照承载力要求结合实际地质状况对支架地基基础提出经济合理的处理方案。

下面本文结合实际案例对碗扣式满堂支架方案的设计计算方法进行探讨。

2 案例工程概况

新建铁路大同至西安客运专线某连续续梁全长225.45m，梁体结构为（30.15+5×32.73+30.15）m预应力混凝土连续箱梁。梁体高为3.05m，为单箱单室斜腹板结构，桥顶板宽度由12m加宽至13.4m，底板宽6.2m，顶板厚度由40cm变化至70cm，底板厚度由30cm变化至90cm，腹板厚度由50cm按照线性变化至110cm，梁体在墩顶部和端部共设置了8道横隔板，梁端处隔板的厚度1.5m，中墩处隔板的厚度2m。

3 支架方案设计步骤及方法

本连续梁采用碗扣式满堂红支架法进行施工。

由于箱梁纵向分布的不均匀性，支架设计时杆件布置也沿着桥梁纵向变化，支架设计计算时每一跨梁体根据体型变化分为：1）标准断面区段；2）支点断面区段；3）变截面区段；4）2m中支横隔板区；5）1.5m端支点横隔板区5个区

段分别进行验算。

由于箱梁横向断面结构的不均匀分布，为了使得支架设计计算比较合理，根据箱梁横断面的结构型式，横向分为：1）中间部分（包括顶板和底板）；2）腹板部分；3）翼板部分三部分进行设计计算。

根据工程实际情况，经过初步设计确定本工程的模板采用竹胶合板，胶合板的厚度为15mm，模板底部纵肋选用10cm×10cm的方木，纵肋的布置方式为：根据不同部位间距为15cm或者20cm顺桥向布置。纵肋（方木）下方横梁（支架顶托上方）选用10#槽钢，槽钢布置间距根据支架的纵向间距确定；支架采用直径48mm×3.5mm的碗扣支架，支架纵、横向间距根据不同区段合理布置，分别为30cm、60cm、90cm不等。

3.1荷载统计计算

对于支架计算的各种荷载计算统计问题，各种书籍及相关规范不尽相同，但是大同小异；大的方面将各种荷载分为两种：一种为恒荷载，第二种为活荷载；恒荷载一般包括：模板、支架自重，钢筋混凝土及其它圬工砌体的自重；活荷载一般包括：人员、施工机具、行走运输、材料的堆放等产生的荷载，混凝土施工时倾倒、振捣时候产生的荷载，以及其它可能产生的风、雪、保温措施等产生的荷载。

一般在强度验算过程中，取全部可能的荷载组合，而对于刚度验算过程中一般只取恒荷载和可能产生的风、雪及保温措施等产生的荷载。另外对于荷载的分项系数问题在《建筑结构荷载规范》中有规定，一般在强度验算时候恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.4，刚度验算是均取1.0，抗倾覆稳定性验算时分项系数均取0.9。

支架系统计算一般从上部结构逐步往下计算，从模板-纵肋-横梁-支架-地基。

3.1.1荷载取值

案例工程支架的荷载取值如下：

1）梁体钢筋混凝土容重： 26.5kN/m3。

2）施工荷载：2.5kN/m2，含人员、施工机具等。

3）模板自重：底模、腹板侧模、翼缘底模为15mm厚竹胶板计算，竹胶板容重取8.0kN/m3，合0.144kN/m2。

4）内支撑自重：内模和支架荷载：内模为15mm厚竹胶板计算，竹胶板容重取8.0kN/m3，合0.144kN/m2；内膜支架按照平面60cm×90cm，步距60cm，统一按照3.05m梁高处计算，则0.45N/m2。

5）振捣荷载：取2.0kN/m2。

6）倾倒混凝土产生荷载：取2.0kN/m2。

7）支架自重：支架高度小于12m，忽略。

8）风雪荷载：忽略。

（以上数值取自相关设计文件及《路桥施工计算手册》）

3.1.2荷载计算

荷载计算时根据梁体的结构型式，分不同的部位不同的区段分别进行统计计算。

案例工程全桥为7跨简支连续梁，结构型式基本相同，采用等高度变截面连续梁，由于在支点两侧5米区域内和跨中区域，箱梁腹板、底板尺寸相同，仅在桥梁两端各15m范围内，顶板宽度由12.0m渐变为13.4m。为简化计算，全桥偏于安全统一取一个标准跨32m，顶板宽取最宽部位13.4m典型横断面进行计算。

本文以荷载较大的桥梁支点位置横断面（图1）为例进行计算说明。

3.1.3荷载组合

根据设计图纸及相关资料结合上述荷载取值进行计算各个部位的荷载组合。