现浇箱梁满堂支架施工方案
【摘 要】现浇箱梁支架设计既要考虑安全可靠，同时也应考虑经济性。
本文结合作者施工实践，就现浇钢筋混凝土箱梁的支架布置设计和加载方案设计作以探讨。
【关键词】现浇箱梁 满堂支架 施工方案
山西忻阜高速公路路基四标K49+945人行天桥上部结构现浇箱梁施工采用满堂支架浇筑施工，每墩两侧梁段同时施工。支架基底部分为原水泥路面，部分为压实后换填石渣。支架采用碗扣式钢管架，支架下垫长90cm,宽20㎝枕木，立杆底设可调底托支于枕木上,立杆上设可调顶托，顶托上方铺设10×10㎝横向方木（松木），纵向铺设10×15㎝方木，模板采用15㎜厚胶合模板钉于木板上，局部尺寸变化采用木模。
1、支架地基处理
用挖掘机对箱梁下方60m长度、10m宽度范围内松软地段全部挖除，采用石渣换填，用推土机对场地全部进行推平，并设置横向单向横坡，坡度控制在1％范围内，便于及时排除雨水，用18T振动压路机碾压6～8遍，采用灌砂法检测压实度≥90％，碾压密实，表面平整无轮迹,局部有反弹地段重新换填处理；压实度满足要求后填筑30㎝石渣，用18T振动压路机碾压6～8遍，用沉降法检测压实度，沉降量不大于3mm。
2、支架布置 2.1、支架材料规格
支架采用碗扣式钢管架，杆件主要采用3.0m、2.4m、0.6m、0.9m几种,立杆接长错开布置，横桥向间距为0.6m，顺桥向间距为0.9m,顶底托采用可调托撑。
2.2、支架布置
支架安装严格按照图纸布置位置安装，碗扣支架为定型支架，安装时先确定起始安装位置，并根据地面标高确定立杆起始高度安装预制块，利用可调底托将标高调平,避免局部不平导致立杆不平悬空或受力不均，安装可采取先测量所安装节段地面标高,根据所测数据计算出立杆底面标高,先用可调底托将四个角标立杆高调平后挂线安装其它底托,后安装立杆。
2.3、支架布设注意事项
2.3.1、当立杆基底间的高差大于60cm时，则可用立杆错节来调整。 2.3.2、立杆的接长缝应错开，即立杆用长2.4m和3.0m的立杆错开布置。
2.3.3、立杆的垂直度应严格加以控制：30m以下架子按1/200控制，且全高的垂直偏差应不大于10cm。
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2.4、脚手架拼装好后，用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。并在无荷载情况下逐个检查立杆底座有否松动或空浮情况，并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实。
2.5、斜撑的网格应与架子的尺寸相适应。斜撑杆为拉压杆，布置方向可任意。一般情况下斜撑尽量与脚手架的节点相连，但亦可以错节布置。
2.6、斜撑杆的布置密度，当脚手架高度低于30m时，为整架面积的1/2~1/4，斜撑杆必须对称布置，且应分布均匀。斜撑杆对于加强脚手架的整体刚度和承载能力的关系很大，应按规定要求设置，不应随意拆除。
3、设计计算 3.1、恒载
3.1.1、梁体混凝土自重：梁体混凝土自重取26KN/m； 3.1.2、木模板自重取0.75KN/m； 3.1.3、方木自重取7.5KN/m ； 3.2、荷载组合
A、模板及其支架自重； B、新浇筑钢筋混凝土自重；
C、施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载； D、振捣混凝土时产生的荷载； E、新浇筑混凝土对模板侧面的压力； F、倾倒混凝土时产生的冲击荷载。
G、其他可能产生的荷载，如雪荷载、冬季保温设施荷载等。
模板、支架设计计算的荷载组合
组合荷载 模板类别 计算强度 梁的底模及支架 梁的侧面模板 3.3、荷载的计算 A、箱梁荷载：
钢筋砼自重G=178.8m×26KN/m=4648.8KN偏安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重
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验算刚度 A、B、G F A、B、C、D、G E、F 2
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量作用于底板上计算单位面积压力：
F1=G×r÷S=4648.8×1.2÷(4.5×60)=20.66KN/m2
B、施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载取F2=2.5KN/m2
C、振捣混凝土时产生的荷载F3=2KN/m2
D、倾倒砼产生的冲击荷载F4=2KN/m2
E、竹胶板F5=0.1KN/m2
3.4、模板强度计算
箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚h=15mm，模板底方木间距b=25cm。 3.4.1、模板力学性能 弹性模量E=9×103
MPa 截面惯性矩：I=bh3
/12=7.03cm4
截面抵抗矩：W=bh2
/6= 9.375cm3
截面积：A=bh=37.5cm2 3.4.2、模板受力计算
条件：δ＜ [δm] , [δm]=11 MPa 底模板均布荷载：
q= (20.66+2+2+2.5)×0.25=6.79 KN/m 跨中最大弯矩：M=ql2
/8=6.79×0.252
/8=0.053
弯拉应力：σ=M/W=0.053×103
/9.375×10-6
=5.65MPa<[δm]=11MPa 竹胶板强度满足要求 3.4.3、、挠度：
条件：fmax＜[f]
即fmax=5ql4
/384EI=5×6.79×0.254
/(384×9×103
×7.03×10-8
)
=0.546mm＜L/400=0.625mm
因此在采用方木间距为25cm时，可以满足模板强度及刚度的要求。 3.5、横梁计算
横梁为10×10cm方木，跨径为0.6m，中对中间距为0.25m。 截面抵抗矩：W=bh2
/6=0.1×0.12
/6=1.67×10-4m3
截面惯性矩：I= bh3
/12=0.1×0.13
/12=8.33×10-6m4
作用在横梁上的均布荷载为：
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q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.6=27.26×0.6=16.356KN/m
跨中最大弯矩：M=qL/8=16.356×0.6/8=0.736KN·m落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，2
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弹性模量E=11×103
MPa
3.5.1、横梁弯拉应力：σ=M/W=0.736×103
/1.67×10-4
=4.41MPa＜［σ］=14.5MPa 满足要求。 3.5.2、横梁挠度：f=5qL4
/384EI
=(5×16.356×0.64
)/(384×11×103
×8.33×10-6
) =0.301mm＜L/400=1.5mm 满足要求。 综上，横梁强度及刚度均满足要求。 3.6、纵梁计算
纵梁为10×15cm方木，跨径为0.9m，间距为0.6m。 截面抵抗矩：W=bh2
/6=0.1×0.152
/6=3.75×10-4m3
截面惯性矩：I=bh3
/12=0.1×0.153
/12=2.81×10-5m4
0.9m长纵梁上承担4根横梁重量为：0.1×0.1×0.6×7.5×4=0.18KN 横梁施加在纵梁上的均布荷载为：0.18÷0.9=0.2KN/m
作用在纵梁上的均布荷载为：
q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.9+0.2=27.26×0.9+0.2=24.734KN/m 跨中最大弯矩：M=qL2
/8=24.734×0.92
/8=2.504KN·m 落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103
MPa 3.6. 1、纵梁弯拉应力：σ=M/W=2.504×103
/3.75×10-4
=6.677MPa＜［σ］=14.5MPa 满足要求。 3.6.2、纵梁挠度：f=5qL4
/384EI
=(5×24.734×0.94
)/(384×11×103
×2.81×10-5
) =0.684mm＜L/400=2.25mm 满足要求。 综上，纵梁强度及刚度满足要求。 3.7、支架受力计算 3.7.1、立杆承重计算
3.7.1.1、每根立杆承受钢筋砼和模板重量：
N1=0.9×0.6×（20.66+0.1）=11.21 KN
3.7.1.2、横梁施加在每根立杆重量：N2=0.6×0.1×0.1×7.5×4=0.18 KN
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3.7.1.3、纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.9×0.1×0.15×7.5=0.1 KN
3.7.1.4、支架自重：步距1.2m，支架高度6m，立杆单位重：0.06KN/m，横杆单位重：0.04KN/m
N4=0.06×6+0.04×[(0.9+0.6)×(6÷1.2+1)]=0.72 KN 每根立杆总承重：
N=N1+N2+N3+N4=11.21+0.18+0.1+0.72=12.21KN 立杆长细比λ=L/i=1200/［0.35×（48+41）÷2］=77 由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.732 立杆截面积Am=π（24-20.5）=489mm
由钢材容许应力表查得弯向容许应力［σ］=215MPa 立杆轴向荷载
［N］=Am×φ×［σ］=489×0.732×215=76.9KN＞N=12.21KN 立杆承重满足要求。 2、地基承载力验算
支架底座支撑在宽20cm，长90cm的枕木上，要求地基承载力不小于 12.21×10/（0.2×0.9）=67.8 KPa，对原地面压实处理后换填石渣，保证支架地基承载力要求。 支架稳定性满足要求。 综上，碗扣支架受力满足要求。 4、支架预压
预压目的：检验支架及地基的强度及稳定性，消除整个支架的塑性变形，消除地基的沉降变形，测量出支架的弹性变形。
预压材料：用编织袋装土对支架进行预压，预压荷载为梁体自重的120%。
预压准备：支架拼装时按设计纵距及横距布置立杆,支架顶利用顶托调平,铺设纵向、横向方木和竹胶板，用吊车吊放土袋对支架进行预压。
预压观测：在每一节段在每一段的中心、横向左右侧布3个点进行观测，在预压前对底模的标高观测一次，在预压的过程中平均每2小时观测一次，观测至沉降稳定为止，将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次，从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。
预压过程中进行精确的测量，可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，
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算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。同时要注意在支架外侧2米处设置临时防护设施，防止流水和雨水流入支架区，引起支架下沉。预压完成移除土袋，拆除模板，重新放样，并调整立杆高度。 5、安全注意事项
5.1、支架所用的桩木、万能杆件应详细检查。不得使用腐朽、劈裂、大节疤的圆木及锈蚀、扭曲严重的万能杆件和钢管等。
5.2、地基承载能力应符合设计标准，否则应采取加固措施，使其达到设计要求。 5.3、支立排架要技设计要求施工，应有足够的承载能力和稳定性。并要与支保棋联结牢固，防止不均匀沉落、失稳和变形。
5.4、支立排架时，应设专人统一指挥。支立排架以整排竖立为宜。排架竖立后，用临时支撑撑牢后再竖立第二排。两排架间的水平和剪刀撑用螺丝拧紧，形成整体。
5.5、用吊机竖立排架时，应用溜绳控制排架起吊时的摆动。 5.6、支立排架时，不得与便桥或脚手架相联，防止支架失稳。 6、结语
支架费用和预压加载费用是现浇工程成本的重要组成部分，因此在其它工作成本一定的情况下，支架的设计和预压加载方案的设计就成为控制工程成本的关键所在，应引起我们的重视。
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