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淺述連續箱梁鋼管支架的計算及施工論文
[摘要] 以實例淺述橋梁連續箱梁施工中，用扣式鋼管腳手架作支撐的計算。并科學、合理地對底板、肋板、翼緣板及墩頂橫梁荷載進行計算后，最終確定立桿間距的取值，經實踐該計算方案成功可行，安全可靠。
[關鍵詞] 連續箱梁 鋼管支架 計算及施工
一、工程概況
下西鋪大橋位于貴州六盤水地區紅威公路第一合同段，該橋結構為兩聯4—20m + 4—20m，橋梁全長170m，上部構造采用鋼筋骨混凝土箱型梁，箱型梁采用單廂單室。箱梁斷面：梁寬8.5m，梁高1.5m，腹板厚度55cm，翼緣板根部厚度為45cm，端部厚度為15cm。橋下凈空為2.8m。
二、腳手架布置
本橋采用現澆梁，鋼管支架采用普通鋼管腳手架（φ48mm），現澆梁體施工采用滿堂式支架，支架基礎必須經碾壓并硬化達到要求后，再搭設支架。地面進行硬化方法為：場地平整后用壓路機壓實；鋪10cm碎石墊層，后鋪C15砼15cm；軟弱地段換填片石。
鋼管上下均采用可調節支撐，支架底托下延橋向墊枕木，所有支架應依據搭設高度設置剪刀撐，因為滿堂式支架是整個梁體最重要的受力體系，所以鋼管支撐的桿件有銹蝕、彎曲、壓扁、有裂縫的嚴禁使用，使用的扣件有脆裂、變形、滑絲的扣件嚴禁使用，扣件活動部位應能靈活轉動，當扣件夾緊鋼管時，開口處的最小距離不小于5mm。
三、支架驗算如下
1．荷載組合。本橋模板支架荷載組合采用新澆筑混凝土自重+鋼筋自重+模板及其支架自重+振搗混凝土時產生的荷載的組合形式。
即總荷載=新澆筑混凝土自重+鋼筋自重+模板及其支架自重+施工荷載的組合形式
新澆筑混凝土+鋼筋自重采用體積含筋量>2%的自重標準，及
N1=V×26kN/m3；
混凝土體積用空心板或箱梁混凝土重量在模板底板上的平均數量計算。
模板及其支架自重按均布荷載N2=2.5kN/m2計算；
施工荷載取值為N3=2.0 kN/m2。
則總荷載N（kN/m2）N=N1+N2+N3
2．立桿間距計算。根據設計要求，設計荷載不折減，容許應力提高系數1.4，則計算荷載為N0=1.4N
根據《公路施工手冊—橋涵》（交通部第一公路工程總公司主編），可調早拆翼托設計荷載為：[N]=15KN
則單位面積內可調早拆翼托個數，及立桿數量為：n = N0/[N]
根據正方形布置原則，則立桿間距設計值為：l=1/n
根據l值，取實際施工立桿間距a×b則實際
單位面積內立桿數量為n0=1/（a×b）（b>a）
實際可承受荷載為:n0×[N]≥N0時滿足設計要求。
3．小橫桿擾度驗算
在本標段橋梁工程的支架搭設中，楞木均受力于小橫桿上，及擱置于a桿上，則楞木受力長度為b。
擾度計算均布荷載為q= N0×b
擾度計算橫桿長度為L=a
根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ 130—2001），φ48×3.5mm腳手架鋼管
彈性模量E=2.06×105狽/mm2
慣性矩I=12.19cm4
以材料力學均布荷載作用下簡支梁跨中擾度進行計算，則擾度為：v=5qL4/384EI
根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ 130—2001）
跨中許可擾度
[v]≤L/150且≤10mm。
則v≤[v]時滿足設計要求。 4．立桿受壓計算
本標段橋梁工程模板支架橫桿步距均按1m架設，及立桿步距h=1.0m。
單桿所受軸力為N=N0×a×b
根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ 130—2001）
立桿計算長度L0=kμh
其中，k為計算附加系數，取值為1.155，為考慮腳手架整體穩定因數的單桿計算長度系數μ，根據要求取值為1.70，則
L0=1.155×1.7×h
φ48×3.5mm腳手架鋼管截面回轉半徑
i=1.58cm。
則立桿長細比為
λ= L0/i
根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ 130—2001）查表
立桿穩定系數ф=0.43
立桿橫斷面為A=4.89cm2,
則立桿受壓力為P=N/(фA)
鋼管受壓設計值為[P]，則P≤[P]時滿足設計要求。
5．地基承載力驗算
本橋支架底均用C15混凝土進行硬化，厚度為15cm。則支架地基承載力為
fゞ=15MPa。
立柱底座采用KTZ.50可調底座，底座受力面積A=50×50mm2。
立桿基礎平均壓力為p=N/A，
則p≤fゞ時滿足設計要求。
6．最終立桿間距取值
最終立桿間距取值表
四、以單跨（80m）計算所用架管數量如下
1．計算高度，2.8m，立桿單根長2.4m；
2．水平桿：三層，橫向為6m+4m，縱向為6m桿對接；
3．翼緣頂層水平桿：一層，橫向為2.5m，縱向為6m桿對接；
4．頂層小橫桿：底板、肋板、橫梁底均為橫向布置，1根/排；
翼緣板為橫向布置2根/排；
5.橫向水平桿：
20m÷0.6m = 34列
34列×3層 = 102根，
即6m×102根 = 612m，4m×102根 = 408m；
6．縱向水平桿：
14列×3層 = 42根，即20m×42根 = 840m；
7．翼緣頂層水平桿：
橫向：34列×2根 = 68根，即2.5m×68根 = 170m；
縱向：6列×1層 = 6根，即20m×6根 = 120m；
8．頂層小橫桿(橫向布置):
底板：5m×34根 = 170m；
翼緣板：2.5m×34列×4根 = 340m；
9．立桿、底板、肋板、翼緣板：
14根×34列 = 476根
10．橫梁處加密：
5根×4列 = 20根
以上合計：476+20 = 496根，即2.4m×496根 = 1190.4m。
注：肋板加密處增加縱向水平桿一根，橫梁處不考慮縱向水平桿加密，所加密立桿直接固定在橫向水平桿上。
五、鋼管腳手架搭設注意事項
立桿：在豎立桿時要注意桿件的長短搭配使用。立桿的接頭除梗肋處可采用搭接頭外，必須采用對接扣件實行對接。搭接時的搭接長度不應小于1m，用不少于3個旋轉扣件來扣牢，扣件的外邊緣到桿端距離不應小于100mm.相鄰兩立桿的接頭應相互錯開，不應在同一步高內，相鄰接頭的高度差應大于1500mm.大橫桿：大橫桿的長度不宜小于三跨，一般不小于6m.大橫桿對立桿起約束作用。故立桿和大橫桿必須用直角扣件扣緊，不得遺漏。上下相鄰的大橫桿應錯開布置在立桿的里側和外側，以減少立桿的偏心受荷情況。同一水平內的內外兩根大橫桿的接頭和上下相鄰的兩根大橫桿的接頭均應相互錯開，不得出現在同一跨間內，相鄰接的水平距離應大于1500mm.小橫桿：小橫桿緊貼立桿布置，用直角扣件扣緊，拆模前在任何情況下不得拆除貼近立桿的小橫桿。
斜桿：縱向支撐的斜桿與地面夾角宜在45o~60o范圍內。斜桿的搭設是將一根斜桿扣在立桿上，另一根斜桿扣在小橫桿的伸出部分上，這樣可以避免兩根斜桿相交時把鋼管別彎。斜桿用扣件與腳手架扣緊的連接頭兩端距腳手架節點不大于200mm，除兩端扣緊外，中間尚需增加2~4個扣結點。斜桿的最下面一個連接點距地面不宜大于500mm，以保證支架的穩定性。斜桿的接長宜采用對接扣件的對接連接。當采用搭接時，搭接長度不小于400mm，并用兩只旋轉扣件扣牢。
立桿縱橫距和步距按支撐設計方案進行施工，立桿間設剪刀撐，剪刀撐應聯系3~4根立桿，斜桿與地面夾角為45~60度，剪刀撐應沿步高連續布置，在相鄰兩排剪刀撐之間，設大斜撐，剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉扣件與腳手架的立桿或大橫桿扣緊外，在其中間應增加2~4個扣結點。
扣件式外腳手架的搭設順序是：做好搭設的準備工作→按支撐施工圖放線→按立桿間距排放底座→放置掃地桿→逐根拉立桿并隨即與掃地桿扣牢→安裝第一步大橫桿（與各立桿扣牢）→安裝第一步小橫桿→第二步大橫桿→第二步小橫桿→第三、四步大橫桿和小橫桿→接立桿→加設剪刀撐。
滿堂支撐需待砼達到設計強度方可拆除，拆除順序和搭設順序相反。先搭的后拆，后搭的先拆。先從鋼管支架頂端拆起。拆除順序為：剪刀撐→小橫桿→大橫桿→立桿→……。
立桿與橫桿必須用直角扣來扣緊，不得隔步設置與遺漏。相鄰立桿的接頭位置應錯開布置，在不同的步距內，與相近橫桿的距離不宜大于縱距的1/3，上下橫桿的接長位置應錯開布置，在不同的立桿步距中，與相近立桿的距離不大于縱距的1/3.相鄰步距的橫桿應錯開布置在立桿的里側和外側，以減少立桿偏心受載情況。
剪刀撐沿架高連續布置，橫向也連續布置，縱向每隔5根與立桿設一道，每片架子不少于三道，剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉扣件與腳手架的立桿或橫桿扣緊外，在其中應增加2～4個扣結點。
由于排架搭設是依靠扣件螺栓緊固完成的，因此每節點的扣件螺栓施工中都必須用力矩板手進行檢查。
支撐排架是箱體頂板的關鍵工序，排架搭設結束后由專人對排架進行驗收，驗收合格后方可支模。
最后，鋼管支架完成后應做預壓試驗，以檢查支架的壓縮量和穩定性。預壓可采用施工靜載法，水靜壓法，沙袋靜壓法等。
參考文獻：
[1]JGJ130-2001，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范.
[2]公路橋涵鋼結構及木結構設計規范.（JTJ 025—86）.
[3]建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范.（JGJ 130—2001）.
[4]交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊—橋涵.
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