论文部分内容阅读
【摘 要】 现浇连续箱梁支架施工是连续箱梁施工的重点过程，也是保证连续箱梁施工安全性的重要条件，本文介绍了满堂脚手架作为连续箱梁支架的强度校核计算，木方，模板的受力验算等。
【关键词】 连续箱梁 支架方案验算 地基处理 支架布设 预压
Abstract ： The continuous box-girder bracket construction of cast-in-situ concrete continuous construction is key process and ensure continuous box-girder construction safety of the important conditions， this paper introduces a bunch of scaffold as continuous box-girder stents （check calculation， the intensity of the stress checking， template.
工程概况
龙建路桥股份有限公司承建绥芬河至满洲里高速公路齐齐哈尔至甘南（黑蒙界）段建设项目土建工程第A1合同段，本合同段内CK0+682.668四家子互通桥全长376延米，共计5联连续箱梁，其中第二、三五联连续箱梁结构形式全部为三跨3×20m连续箱梁，单联箱梁长60.0m、底板宽8.0m、翼板宽12.0m，箱梁高1.6-1.3m。单联箱梁工程量为：C50砼445.2m3，钢筋164.5T。箱梁上部结构为钢筋混凝土连续箱梁；下部为柱式桥墩、肋式桥台、钻孔灌注桩基础。
1.支架及底模施工方案
1.1施工总体方案及顺序
箱梁施工采用满堂支架就地现浇施工。箱梁采用水平分层两次浇筑的方法施工。第一层浇筑底板及腹板（到腹板上部的变截面处），然后安装箱室顶板模板，绑扎顶板钢筋，再浇筑第二次混凝土至箱梁顶板。箱梁的浇筑顺序第一跨的1/4处和第二跨的1/4处同时进行浇筑，然后浇筑第三跨。（由低向高原则）浇筑层次为纵向分段，斜向分层。
1.2支架施工
1.2.1支架地基处理
清除现场松散浮土，用推土机整平以后压路机压实，压实度达到95%以后，回填35cm沙砾土，整平分层压实，对于下部施工时挖基坑处的特殊部位进行特殊处理，选择级配碎石回填、分层压实，保证整个地基的均匀一致，排水通畅，检测承载力，直至地基承载力达到400KPa以上、且均匀一致，以保证地基的弹性或非弹性变形在允许范围内，然后在桥面投影处浇筑13.0m宽20cm厚C20混凝土。
1.2.2支架的设计与构造
本桥支架采用HBL-240型碗扣式脚手架，支架横桥向排布，每片支架间距90cm（横桥向），每排支架间距为90cm（纵桥向）。
支架立杆下安装可调底座，顶部安装可调上托，能够方便调整箱梁底板高程符合设计要求及箱梁浇后易于拆除支架，支架支立完成后用钢管扣件将支架横纵连接，设有独立安全上下走道，不与支架接触。具体设计如下：
（1）一般结构区底板立杆按0.9×0.9m 进行布置，即立杆纵向间距0.9m，横向间距0.9m，步距0.9m。
（2） 梁端及支点区长度为1.0m，延桥梁方向梁端3.6m范围内立杆按0.6×0.9 m进行布置，即纵向净距0.6m，横向间距0.9m，步距0.9m。
（3） 翼板宽2.0m，翼板立杆按0.9×0.9m 进行布置，即立杆纵向间距0.9m，横向间距0.9m，步距0.9m。
支架外围四周设剪刀撑，内部沿桥梁纵向每4 排立杆搭设一排横向剪刀撑，横向剪刀撑间距不大于5m，支架高度通过可调托座和可调底座调节。
2.支架受力计算
2.1验算内容
2.1.1立杆承载力及稳定性验算；
2.1.2纵、横木方抗弯、挠度计算
2.2荷载验算过程
2.2.1支架稳定性验算
（1）荷载组成
组成支架荷载包括：
①上部现浇箱梁结构重量；
②模板及承托模板结构的重量；
③施工机具及施工人员荷载（由于支架高度小于10m，所以不考虑支架自重）。
④倾倒砼和振捣时的冲击荷载。
（2）上部现浇箱梁结构重量
箱梁混凝土体积为445.2m3，取系数2.4t/m3（按含筋率>2%计算）。
计算时假设箱梁所有荷载全部作用在底板平面面积内（偏于保守计算），受力面积取值为480m2，则每平方米荷载为：
445.2m3×2.4t/m3 + 164.5= 1233t
2.2.2模板及承托模板结构重量
q2=22.4t÷480m2 = 0.047t/m3×10 kN/t = 0.47kN/m2
取荷载分项系数r2=1.2
2.2.3施工机具及施工人员荷载
根据《路桥施工计算手册》表8-1，施工人员、施工料具运输、堆放荷载取0.25 t/ m2，即q3=2.5KN/ m2，取荷载分项系数r3=1.4
2.2.4倾倒砼和振捣的冲击荷载
根据《路桥施工计算手册》表8-1，冲击荷载取0.8 t/ m2 ，（含振捣砼产生的荷载）即q4=8KN/m2
取荷载分项系数r4=1.4
2.2.5荷载组合
计算承载力时
Q = q1.r1+q2.r2+q3.r3+q4.r4
= 30.83×1.2 + 0.47×1.2 + 2.5×1.4 + 8×1.4 = 52.3KN/m2 底板宽度范围内的线荷载为：
qL=52.3×8=418.03KN/m
2.3立杆、木方验算过程
2.31立杆承载力及稳定验算
此桥支架步距有两种0.9m×0.9m和0.6m×0.9m（具体见支架设计图），验算时取较大步距0.9m×0.9m进行验算，则单根立杆承受的荷载比例为0.9×0.9/1×1=0.81
2.3.2纵、横木方抗弯验算
（1）横向木方抗弯、挠度计算
抗弯计算
横向立杆之间取最大值0.9m。
结论二：横向木方抗弯能力和挠度经验算满足要求
（2）纵向木方抗弯、挠度计算
抗弯计算：
纵向木方间距为0.22m，所以单根纵向木方承受了0.22×0.9范围的荷载。
结论三：纵向木方抗弯能力经验算满足要求
2.3.3模板安制
（1）模板安装
在支架上托上面沿桥横向铺设9.5×9.5cm方木，在横向方木上沿纵桥向铺设 6×8cm的方木，间距为22cm，横向方木上铺设厚12mm竹胶板，为达到镜面工程的目的，模板采用1220×2440×12mm规格的防水竹胶板。梁体模板的纵坡、横坡、预拱通过调整钢管可调上托到预定的标高。模板拼缝均用密封胶带镶补，以保证阳角线条。模板拼缝严密，整齐划一，并设置足够的斜撑，斜撑间距不大于45cm，以防跑模和漏浆。
（2）底模强度计算
施工人员、料、具行走运输堆放载荷gr=2.5KN/m2；倾倒混凝土时产生的冲击荷载和振捣混凝土时产生的荷载均按8KN/m2考虑；根据规范要求计算模板及支架时，所采用的荷载设计值，应取荷载标准值分别乘以相应的荷载分项系数，然后再进行组合。
结论四：竹胶板的抗弯能力经验算满足要求。
2.3.4支架预压
本桥采用沙袋法预压，分级加载、分级卸载，具体预压方案如下：砂砾填充沙袋，按梁体恒重等重荷载进行等载预压。荷载按预压值的40％ ，80％ ，100％ ，120％分级为4加载，每级加载完成，立即开始沉降变形观测，待观测结果表明支架稳定后方可进行下级加载。
结束语：CK0+682.668四家子互通桥连续箱梁支架在施工前已报齐甘高速指挥部、设计单位、监理单位审核，并经过实际施工检验，各项指标能很好的满足设计、施工规范要求。充分体现了结构力学、材料力学、理论力学、高等数学在工程施工实践中的重要作用。CK0+682.668四家子互通桥最后经黑龙江省质监站、齐甘高速指挥部、设计单位、监理单位联合验收评定为优良。
（作者单位：黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司）
【关键词】 连续箱梁 支架方案验算 地基处理 支架布设 预压
Abstract ： The continuous box-girder bracket construction of cast-in-situ concrete continuous construction is key process and ensure continuous box-girder construction safety of the important conditions， this paper introduces a bunch of scaffold as continuous box-girder stents （check calculation， the intensity of the stress checking， template.
工程概况
龙建路桥股份有限公司承建绥芬河至满洲里高速公路齐齐哈尔至甘南（黑蒙界）段建设项目土建工程第A1合同段，本合同段内CK0+682.668四家子互通桥全长376延米，共计5联连续箱梁，其中第二、三五联连续箱梁结构形式全部为三跨3×20m连续箱梁，单联箱梁长60.0m、底板宽8.0m、翼板宽12.0m，箱梁高1.6-1.3m。单联箱梁工程量为：C50砼445.2m3，钢筋164.5T。箱梁上部结构为钢筋混凝土连续箱梁；下部为柱式桥墩、肋式桥台、钻孔灌注桩基础。
1.支架及底模施工方案
1.1施工总体方案及顺序
箱梁施工采用满堂支架就地现浇施工。箱梁采用水平分层两次浇筑的方法施工。第一层浇筑底板及腹板（到腹板上部的变截面处），然后安装箱室顶板模板，绑扎顶板钢筋，再浇筑第二次混凝土至箱梁顶板。箱梁的浇筑顺序第一跨的1/4处和第二跨的1/4处同时进行浇筑，然后浇筑第三跨。（由低向高原则）浇筑层次为纵向分段，斜向分层。
1.2支架施工
1.2.1支架地基处理
清除现场松散浮土，用推土机整平以后压路机压实，压实度达到95%以后，回填35cm沙砾土，整平分层压实，对于下部施工时挖基坑处的特殊部位进行特殊处理，选择级配碎石回填、分层压实，保证整个地基的均匀一致，排水通畅，检测承载力，直至地基承载力达到400KPa以上、且均匀一致，以保证地基的弹性或非弹性变形在允许范围内，然后在桥面投影处浇筑13.0m宽20cm厚C20混凝土。
1.2.2支架的设计与构造
本桥支架采用HBL-240型碗扣式脚手架，支架横桥向排布，每片支架间距90cm（横桥向），每排支架间距为90cm（纵桥向）。
支架立杆下安装可调底座，顶部安装可调上托，能够方便调整箱梁底板高程符合设计要求及箱梁浇后易于拆除支架，支架支立完成后用钢管扣件将支架横纵连接，设有独立安全上下走道，不与支架接触。具体设计如下：
（1）一般结构区底板立杆按0.9×0.9m 进行布置，即立杆纵向间距0.9m，横向间距0.9m，步距0.9m。
（2） 梁端及支点区长度为1.0m，延桥梁方向梁端3.6m范围内立杆按0.6×0.9 m进行布置，即纵向净距0.6m，横向间距0.9m，步距0.9m。
（3） 翼板宽2.0m，翼板立杆按0.9×0.9m 进行布置，即立杆纵向间距0.9m，横向间距0.9m，步距0.9m。
支架外围四周设剪刀撑，内部沿桥梁纵向每4 排立杆搭设一排横向剪刀撑，横向剪刀撑间距不大于5m，支架高度通过可调托座和可调底座调节。
2.支架受力计算
2.1验算内容
2.1.1立杆承载力及稳定性验算；
2.1.2纵、横木方抗弯、挠度计算
2.2荷载验算过程
2.2.1支架稳定性验算
（1）荷载组成
组成支架荷载包括：
①上部现浇箱梁结构重量；
②模板及承托模板结构的重量；
③施工机具及施工人员荷载（由于支架高度小于10m，所以不考虑支架自重）。
④倾倒砼和振捣时的冲击荷载。
（2）上部现浇箱梁结构重量
箱梁混凝土体积为445.2m3，取系数2.4t/m3（按含筋率>2%计算）。
计算时假设箱梁所有荷载全部作用在底板平面面积内（偏于保守计算），受力面积取值为480m2，则每平方米荷载为：
445.2m3×2.4t/m3 + 164.5= 1233t
2.2.2模板及承托模板结构重量
q2=22.4t÷480m2 = 0.047t/m3×10 kN/t = 0.47kN/m2
取荷载分项系数r2=1.2
2.2.3施工机具及施工人员荷载
根据《路桥施工计算手册》表8-1，施工人员、施工料具运输、堆放荷载取0.25 t/ m2，即q3=2.5KN/ m2，取荷载分项系数r3=1.4
2.2.4倾倒砼和振捣的冲击荷载
根据《路桥施工计算手册》表8-1，冲击荷载取0.8 t/ m2 ，（含振捣砼产生的荷载）即q4=8KN/m2
取荷载分项系数r4=1.4
2.2.5荷载组合
计算承载力时
Q = q1.r1+q2.r2+q3.r3+q4.r4
= 30.83×1.2 + 0.47×1.2 + 2.5×1.4 + 8×1.4 = 52.3KN/m2 底板宽度范围内的线荷载为：
qL=52.3×8=418.03KN/m
2.3立杆、木方验算过程
2.31立杆承载力及稳定验算
此桥支架步距有两种0.9m×0.9m和0.6m×0.9m（具体见支架设计图），验算时取较大步距0.9m×0.9m进行验算，则单根立杆承受的荷载比例为0.9×0.9/1×1=0.81
2.3.2纵、横木方抗弯验算
（1）横向木方抗弯、挠度计算
抗弯计算
横向立杆之间取最大值0.9m。
结论二：横向木方抗弯能力和挠度经验算满足要求
（2）纵向木方抗弯、挠度计算
抗弯计算：
纵向木方间距为0.22m，所以单根纵向木方承受了0.22×0.9范围的荷载。
结论三：纵向木方抗弯能力经验算满足要求
2.3.3模板安制
（1）模板安装
在支架上托上面沿桥横向铺设9.5×9.5cm方木，在横向方木上沿纵桥向铺设 6×8cm的方木，间距为22cm，横向方木上铺设厚12mm竹胶板，为达到镜面工程的目的，模板采用1220×2440×12mm规格的防水竹胶板。梁体模板的纵坡、横坡、预拱通过调整钢管可调上托到预定的标高。模板拼缝均用密封胶带镶补，以保证阳角线条。模板拼缝严密，整齐划一，并设置足够的斜撑，斜撑间距不大于45cm，以防跑模和漏浆。
（2）底模强度计算
施工人员、料、具行走运输堆放载荷gr=2.5KN/m2；倾倒混凝土时产生的冲击荷载和振捣混凝土时产生的荷载均按8KN/m2考虑；根据规范要求计算模板及支架时，所采用的荷载设计值，应取荷载标准值分别乘以相应的荷载分项系数，然后再进行组合。
结论四：竹胶板的抗弯能力经验算满足要求。
2.3.4支架预压
本桥采用沙袋法预压，分级加载、分级卸载，具体预压方案如下：砂砾填充沙袋，按梁体恒重等重荷载进行等载预压。荷载按预压值的40％ ，80％ ，100％ ，120％分级为4加载，每级加载完成，立即开始沉降变形观测，待观测结果表明支架稳定后方可进行下级加载。
结束语：CK0+682.668四家子互通桥连续箱梁支架在施工前已报齐甘高速指挥部、设计单位、监理单位审核，并经过实际施工检验，各项指标能很好的满足设计、施工规范要求。充分体现了结构力学、材料力学、理论力学、高等数学在工程施工实践中的重要作用。CK0+682.668四家子互通桥最后经黑龙江省质监站、齐甘高速指挥部、设计单位、监理单位联合验收评定为优良。
（作者单位：黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司）