ＮＯ．６，２０１０ 现代商贸工业 Ｍｏｄｅｒｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｔｒａｄｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ２０１０年第６期 碗扣式支架在高墩大跨度现浇梁的应用施工 杨 文 （中铁大桥局集团五公司，江西九江３３２００１） 摘要：介绍碗扣式钢管支架在随岳中高速公路岳口汉江二桥现浇连续粱的施工工艺和设计计算方法。通过岳口汉 江二桥现浇连续梁的成功运用，分析碗扣式钢管支架在高墩大跨度现浇粱运用的优缺点，并介绍了纵横坡较大的情况如何 进行调整和确立立模标高的方法。 关键词：碗扣式钢管支架；现浇连续粱；高墩大跨度 中图分类号：ＴＵ 文献标识码：Ａ １工程情况简介 １．１工程概况 工程岳口汉江二桥位于湖北省岳口镇下游的七星滩弯 道上，是随岳中高速公路跨越汉江的一座特大桥。主桥上 部构造由７３＋ｌ１２＋１５０＋１５Ｏ十９０ｍ连续箱梁，箱梁设计为 单箱单室断面，全桥分两幅，每幅桥面为单向２ 的横坡，。 单幅由４个“Ｔ”构和两个边跨直线段组成，全长５７５ｍ。 １．２桥梁结构 ５５＃墩侧边跨直线段长箱梁顶面宽１２．７５ｍ，底板宽 ７ｍ，梁高３．３ｍ，顶板厚３０ｃｍ，底板厚５０ｃｍ，腹板厚６０ｃｍ，全 长３４．５ｍ，砼量３６９ｍ。，重９５９．５ｔ；钢筋重５４．１５ｔ，合计总重 １０１３．６５ｔ。 １．３地形与地质特点 ５５＃墩直线段下方地基为防洪大堤斜坡，斜坡长３０ｍ， 高差２０多米，因大堤加厚抛填土和桩基施工的泥浆的影 响，地质松散。地形狭窄，施工场地有限，施工机械进场困 难。 地质情况如下分布：人工抛填土一亚粘土一淤泥质粘 土一粘土一细砂一圆砾土一亚粘土 ２施工方案的优化比选 根据地形和结构特点，经分析，能适用于桥墩高，跨径 大，并且受力满足要求的支架主要有碗扣式满堂支架和贝 雷梁柱式支架两种型式，列表对两种支架型式进行对比分 析。 表１ 支架型式 满堂碗扣式满堂支架 贝雷粱柱式支架 受力结构 受力状况简单．分析简单 传力途径清晰，受力分析较复杂 因地质情况较恶劣，尤其是５５ ＃墩根部因高差过大，需填片石 需插打钢管桩作为贝雷粱承力 地基处理 进行处理。另为防止地基产生 结构，因高度和受力较大，钢管 不均匀沉降，需对地基进行处理 桩需插打较深的长度。 和压重，工程量较大。 机械材料 不需要大型机械设备，需要人力 需要大型吊装和振拔设备，且因 人力投入 较多。 场地限制，需另修通道 基础处理较难，支架的拼装、拆 施＝［＿情况复杂，插打钢管桩和吊 施Ｔ难易 除较容易。 装贝雷梁均困难。 Ｔ＿期控制 需较多人力保证Ｔ期 需较大的机械设备投入保证工 期 基础经过大规模的处理，满足沉 因钢管支架高度大、连接少，需 结构安全度 降的要求，支架受力均匀，结构稳 采用拉缆风等措施防止因大风 定，易于控制现浇梁线型和标高。 等恶劣气候造成柱式支架倾倒 基础处理较复杂，材料投入较 钢管支架插打极其困难，机械设 经济性 大，人员投人较多，机械设备投 备投入较大，人员投入较少，贝 入小，支架成本较高。 雷梁租用成本较高。 文章编号：１６７２—３１９８（２０１０）０６—０２９１—０２ 根据当地现场的情况，片石数量比较充足，人工数量较 多且工费较便宜，在武汉市场正好有５００多吨碗扣式支架 完工，可满足施工要求且租用价格相对较低。因此，综合技 术、工期、经济等各方面因素，选择采用碗扣式支架作为箱 梁的现浇支架。 ３施工难点和处理方法。 存在以下问题： （１）因地形陡峭，场地平整难度大，并且由于土质松散， 容易产生不均匀沉降。 （２）由于支架高度过高，长度，接近碗扣式支架搭设的 极限高度，碗扣式支架的安全度存在隐患。 （３）由于工期较紧。仅有３个多月的工期，任务十分 重。 ４施工工艺及控制要点 ４．１地基处理 由于５５＃墩直线段地基为防洪大堤斜坡，斜坡长３０ｍ， 高２Ｏ多米，坡度较大；因大堤加厚的抛填土和桩基施工的 泥浆的影响，表面土质松散。因场地受限，碾压机械无法进 入，因此无法采用碾压密实和减小坡度的方法。 根据反复比选，采用在直线段一侧（靠近５５＃墩）采用 填筑片石的方法以减小斜坡的高度，有利于碗扣式支架的 横向连接；并在松散地质上浇筑混凝土形成阶梯形地基的 工艺，保证地基的稳定性，在施工中采用纵向分跨，横向分 层的方法。有效的减少浇筑混凝土的数量 ４．２地基预压 由于大堤表面土质松散，对其进行预压。预压的材料 采用矿物袋里装满砂，每袋平均１．１吨，利用吊机吊到箱梁 底模上，逐跨预压。加载重量为箱梁自重和支架自重总和 的１２０ ，观测７－－１９ｄ；。现取右幅第２跨观测结果２￣ｕ－Ｆ： 表２ ５５＃墩右幅第２跨地基沉降观测数据【单位：ｍｍ） 压重后５天 ２３ ２４ ２７ ３２ ３６ ３７ ３６ ３７ ３９ 压重后７天 ２５ ２５ ２８ ３５ ３８ ３９ ３７ ３８ ４ｏ 卸载前 ２５ ２５ ２８ ３５ ３８ ３９ ３７ ３９ ４０ 卸载后回弹量 ２ Ｏ １ １ Ｏ １ １ ０ １ 由此可见，地基经过预压后沉降量已稳定，完全满足支 架施工条件。 ４．３碗扣式钢管支架的布置及受力验算 根据箱粱的单位面积平均重力、支架的承载力和施工 的可行性。箱梁底选用纵向横杆０．６ｍ，横向横杆０．６ｍ，横 向步距１．２ｍ；箱梁翼板底选用纵向横杆０．９ｍ，横向横杆 一２９】一 ＮＯ．６。２Ｏ１０ 现代商贸工业 Ｍｏｄｅｒｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｔｒａｄｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ２０１０年第６期 ０．９ｍ，横向步距１．２ｍ。 ４．３．１ 向钢管受力检算 桥向０．６ｍ） 分单元和调整Ｕ托的方法相结合的方法调整至立模标高， 但对于桥宽较小，纵横坡度较大的箱梁就很难实施，会导致 架施工中，经常会定做一些短小立杆解决问题，如Ｌ＝０．３ ＩＴＩ、Ｌ一０．６ｍ。 Ｌ１）单根钢管承受的荷载（立杆间距：横桥向０．６ｍ，纵 单元面积过小，影响支架的稳定性。因此，在碗扣式钢管支 ①主体结构砼：０．６×０．６×３．３×２．６—３．０８８８８ｔ； ②支架及模板体系自重：２６ｘ３．８４（钢管）＋１５（方木）＋ ０．６ｘ０．６ｘ５０（底模）一１３２．８４公斤一０．１３２ｔ； 在实际施工中，Ｕ托最小旋出长度为０．１５ｍ，当旋出长 度大于０．４５ｍ时增加一根Ｌ＝０．３ｍ的立杆，长度大于０．７５ ｍ，增加一根Ｌ一０．７５ｍ的立杆，运用这些立杆可以减少Ｕ ③施工荷载：２５０公斤／平方米ｘ０．６ｘ０．６＝０．０９ｔ。 共计：３．０８８８＋０．１３２＋０．０９＝３．３１０８ｔ，取１．２倍安全 托的旋出高度。当ｕ托顶至支架最上横杆垂直方向上的实 系数：３．３１０８ｘ１．２—３．９７ｔ （２）钢管承载能力 ①钢管承载能力：４．８９３ｘ１４００—６８５０公斤一６．８５ｔ （￣４８ｘ３．５ｍｍ钢管横截面积为４．８９３平方厘米）； ②钢管容许承载力（按压杆稳定计算临界力）：Ｎ一［－ｏ３Ｘ 横截面积ｘ折减系数（ ）ｘ０．８。 柔度 ＝“Ｌ／ｉ＝０．７ｘ１５０／（Ｉｘ／Ａ）１／ｚ Ｉｘ＝７ｒＤ４［１一（ｄ／Ｄ）４］／６４一ｎｘ４．８４［１一（４．１／４．８） ／ ６４－１＝１２．１８７ｅｍ４ ＝０．７ｘｌ５０／（１２．１８７／４．８９３）１／２＝６６．５３，查表得‘Ｉ，值 为０．８０７４， 则：Ｎ一１４００ｘ４．８９３ｘ０．８０７４ｘ０．８—４４２５公斤一４．４２５ｔ。 Ｎ大于３．９７ｔ，竖向钢管受力满足要求。 ４．３．２ 整个钢管支架均按钢管支架构造要求进行布置 钢管支架的纵横向刚度很大，而且纵、横向受力（此处 风荷载）较小，故只检算立杆受力稳定性；而且支架立杆已 经按压杆稳定进行受力检算，整个支架稳定性满足要求。 ４．３．３整个结构设置斜杆，斜杆可增强脚手架结构的整体刚 度和提高稳定承载能力 斜杆同立杆的连接节点采用节点连接（即斜杆接头同 横杆接头装在同一碗扣接头内）。斜杆在设置时端部必须 设置斜杆，中间则应均匀间隔布置。 斜杆分横向框架斜杆和纵向剪刀撑 横向框架斜杆对 提高脚手架的稳定强度尤为重要；纵向剪刀撑则可增强水 平框架的整体性和均匀传递结接体的作用。 ４．４碗扣式钢管支架的支立及纵横坡调整 对于桥面较宽、纵横坡度不大的箱梁，可通过支架地基 一２９２一 际长度过大时（具体尺寸需按参考文献２进行检算），使用 回转扣将同型号钢管和立杆最上端连接，增加一层横杆。 ４．５立模标高的确定 影响箱梁挠度的主要因素有：支架变形沉降、箱梁自 重、预应力大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土的收缩与 徐变等 施工的立模标高Ｈ立模一Ｈ设计＋Ｆ１十 ＋Ｆ３＋Ｆ４十 其中Ｈ设计为成桥后通车运行时的标高 Ｆ１为卸架后一期恒载产生的挠度 Ｆ２为二期恒载产生的挠度 Ｒ为成桥后３年混凝土收缩徐变和１／２活载产生的挠度 Ｆ４为支架在一期恒载的作用下的弹性变形、非弹性变 形和基底沉降 Ｆ５为基础的沉降 ５结论 （１）在地质条件较差，场地受限无法使用大型机械设备 的情况下，碗扣式钢管架能很好的完成高墩大跨度现浇连 续梁的施工。 （２）施工实践表明，采用碗扣式钢管架施工的现浇连续 梁结构和质量均能满足设计要求，并在施工组织上能满足 工期的要求。 ‘ （３）在调整箱梁底模坡度时，采用特制的小立杆可较好 的的解决纵横坡度较大的箱梁的支架施工问题，并减少了 投入，节省了工期。 （４）在实际施工结果表明，斜杆可以提高整架的承载 力，并且节点斜杆比非节点斜杆更有效。