客运专线32m整体双线箱梁现浇支架设计与施工

架设计与施工

1.概述

甬台温铁路某特大桥中心里程为DK88+687.17，桥长1452.80米，结构为44

跨32m简支箱梁。

由于采用双线整体箱梁，箱梁顶宽13.4米，底宽5.74米，箱梁的重量约900吨，加上线路坡度均为5.3‰下坡、曲线半径为6000m且位于半径20000m的竖曲线上，箱梁的施

工十分困难。

结合现场资源配置、工期十分紧张及桥梁特点，决定采用支架进行现浇施工。但由于先前并无在门式支架上现浇32m客运专线整体箱

梁的经验，对门式支架进行详细的设计以确保施工

过程中的安全就显得十分必要。

2.支架设计思路

2.1选用支架的指标及规格

满堂支架采用可调重型门式支架。门式支架主要是重型门架，调节杆、交叉支撑杆、可调托座、可调底座及插销等构件组成。门架立杆为φ57钢管。调节杆φ48钢管，门架

宽度为1m，高度为1.9m。

表1 门架规格及相应参数 门架立杆加强型号 (mm) 杆h0(h1(A(mm) cm) cm) （cm2） FBM1Φ57.2Φ26019 ×2.5 ×2.0 190 170 8.56

2. 2 支架布置

0~20#墩箱梁支架采用FBM1019型可调重型门式脚手架搭设。根据门式支架的特性，纵向双排

间距是固定的（1.0m），布置时纵向所有间距按1.0m和0.9m交叉布置，在变截面处采用在门式支架中间加一排钢管加密。箱梁底

下横向布置9排，间距为

2×45cm+4×100cm+2×45cm，翼板横向采用

60cm+90cm+120cm+120cm间距布置。

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客运专线32m整体双线箱梁现浇

支架设计与施工

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woaifeier

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发表于 2008-7-22 10:53 | 只看

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3、支架检算

3.1 FBM1019可调重型门式脚手架单榀

稳定承载力计算：

FBM1019可调重型门式脚手架单榀稳定承载力计算时可参考文献[4]，计算时采用

的公式为：Nd=φAf

A——单榀门架立杆的截面积，A取856mm2

f——钢材强度设计值，对Q235钢取

205N/mm2

φ——轴心受压杆件的稳定系数，按

λ=kh0/i查表取值；

经计算，在本工程的条件下，门式支架的

稳定承载力为89.3kN。

3.2荷载计算 (1)箱梁自重计算

对[wiki]客运专线[/wiki]箱梁，由于跨中断面和梁端断面差别较大，而且同一断面在不同的部位荷载的大小相差很大，因此在荷载计算时，不仅应对跨中断面和梁端断面分别计算，而且在同一断面上也应分区进行计算，以确保荷载计算的准确性，从而保证支架的安全和经济性能。分区的主要依据是根据混凝土的分布情况进行，按翼缘悬臂板，腹板和中间顶底板进行分区，共分三大部分。具体分区情况

如下：

a. 跨中截面

跨中载面进行分区见图1。各部分面积为：s1=1.18m2 、s2=2.25 m2 、 ∑s3=2.14 m2 相应每平米砼荷载分别为：q1=9.3KN/m2；

q2=39KN/m2；q3=16.4KN/m2 图1 跨中截面图 b. 梁端截面

梁端截面进行分区见图2。各部分面积为：s1=1.25m2 、s2=3.74m2 、∑s3=4.4m2 相应的每平米砼荷载：q1=9.85KN/m2；q2=64.83KN/m2； q3=33.65KN/m2

图2 梁端截面图

(2)施工荷载：按4KN/m2考虑。（见参考

文献[3]）

(3)模板及槽钢荷载：按6KN/m2考虑。

(4)脚手架及其附件荷载 梁端NGK=3.624KN，跨中

NGK=3.696KN

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woaifeier

3#

发表于 2008-7-22 10:54 | 只看该作者

（5）荷载组合

计算时分两种情况，不组合风荷载和组合风荷载。不组合风荷载时，计算公式为：

N=1.2∑NGK+1.4∑NQK； 公式中各项的具体含义可参考文献[4]。

组合风荷载时其计算公式如下： N=1.2∑NGK+0.85×1.4（∑NQK+2Mk/b）

未

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Mk=qkH2/10

Mk—风荷载产生的弯矩标准值；

qk—风线荷载标准值；

H—支架高度； B—门架宽度

风荷载标准值wk=0.7uzusw0 uz—风压高度变化系数； us—风荷载体型系数

uz取值：地面粗糙度为A类，支架高度10m时取1.38，15m时取1.52；12m高时通

过内插法算出：uz=1.436 us取值：0.443 3.3门式支架计算结果

对箱梁的各个分区下面的支架进行计算，然后和承载力值进行比较，保证结构安全。

计算结果如下：

表2门式支架轴力计算值（单位：kN）

位置工况 箱梁跨中悬挑部分(S1) 梁跨中梗肋部分(S2) 箱梁跨中底板部分(S3) 箱梁梁端悬挑部分(S1) 箱梁梁端梗肋部分(S2) 箱梁梁端底板部分(S3)

不计风

载 66.0 63.1 67.6 51.0

70.4 55.7

计入风

载 85.8 83.3 87.1 65.4

81.8 69.3

从表中可以看到，均小于承载力计算值（89.3kN），因此，结构是安全的。另外，从表中还可以看到，在沿海地区，由于风荷载较大（基本风压为1kPa），支架结构的

安全由考虑风荷载组合的工况控制。

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woaifeier

4#

发表于 2008-7-22 10:54 | 只看该作者

4 支架地基处理及承载力检算

4.1地基处理

0#台至20#墩原地貌平坦，地基应力为200kPa~400kPa砂夹卵石。地基承载力相对较好，施工时首先清除支架范围内钻孔桩施工所筑泥浆池内泥浆，并换填砂夹卵石；地表砂夹卵石层采用18t重型压路机碾压压实，确保承载力满足200kpa；浇筑10cm~15cm

未毕

厚C15砼,同时在浇筑时预埋抗风缆地锚20只，保证在台风来临时，支架可以稳固地

锚固在地面上。施工时要保证承台四周和泥浆池内回填的砂夹卵石夯实。

业

4.2承载力检算

地基承载力验算时，不仅要计算地基的应力，还要计算垫层混凝土局部受压应力。单

根立杆对基础的压力等于立杆承受的上部传递的压力和支架自重的和。 经计算：垫层混凝土局部受压应力大小为2.1MPa，小于允许荷载15MPa，是安全的。

地基应力为0.13MPa,小于地基允许承载力0.2MPa，也是安全的。

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5#

发表于 2008-7-22 10:55 | 只看该作者

5支架预压与沉降观测

考虑到箱梁两侧翼缘板区梁体自重较小及方便预压工作的开展,不对其下支架进行布

载预压,其下支架变形值可参考其它预压区下支架变形值取定。

5.1 预压加载及卸载

由于本工程跨数多，工期紧，为方便预压，采用混凝土块预制件进行预压。预压按混

woaif

凝土重量的1.3倍进行，加载按砼浇筑顺序，分级进行：

第一次加载从跨中向两侧、左右对称间隔跳跃加载至梁重量的30%，第二次加载完成eier

第一层砼预制块(共105块)的均匀堆码，约为梁重的60%；第三次加载完成第二层砼预制块(共64块)的均匀堆码，约为受力范围内梁重的100%；第四次加载完成第三层砼预制块(共50块)的均匀堆码，约为受力范围内梁重的130%；卸载过程的操作基本

与加载过程相反，按步骤依次进行。

5.2测量点设置及标高测量

在箱梁底模上布置测点，测点布置在底模两侧及中间，顺桥向每一侧共设9点，位置未分别为两支点、1/8、2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8处。找强度较好直顺的细铁丝毕铅垂挂在观测点上，地下设测站，对铅垂丝上标记标高测量，采用精密水准仪测出各业

点的初始标高值H1并记录入表格，同时在支架地面及周边设置观测点查看地基沉降

情况。

根据分级加载程序，每次布载结束后立即进行观测各测量点的标高值H2，并做好相应的记录；当连续2次读数不变后，间隔2小时才能继续加载。维持布载24小时后、分级卸载前测量各测量点标高值H3。卸载后测量出各测量点标高值H4，此时就可以

计算出各观测点的变形如下：

非弹性变形δ1=H1-H4。通过试压后，可认为支架、模板、方木等的非弹性变形已经

消除。

弹性变形δ2=H4-H3。根据该弹性变形值，在底模上设置预拱度δ2，以使支架变形

后梁体线型满足设计要求。

另外，根据H2和H3的差值，可以大体看出持续荷载对支架变形的影响程度。

6预拱度设置

门式支架现浇混凝土箱梁，必须设置预拱度。预拱度的设置应考虑以下因素：地基沉降、门式支架的弹性压缩量、结构之间的非弹性压缩量和结构设计预拱度等。 对于地基沉降，该桥0#～20#墩桥跨间地质条件如下：表层为1m～2m厚的密实饱和的细圆砾土，地基承载力250kPa；表层下为中密饱和的粗圆砾土，地基承载力为400 kPa。由于地质条件好，土层密实，在支架预压一次变形后，不再考虑地基的沉降。 门式支架的弹性压缩变形量经计算为6mm，而非弹性压缩量可经过预压来消除。对于弹性压缩变形，可通过门式支架的可调托撑并配合模板下面的木楔来进行预拱度的设

置和调整。

根据设计技术交底，本桥梁的设计预拱度最大为225mm，按二次抛物线变化计算各点的设计预拱度，即：δx=δ（1-4X2/L2），施工预拱度为支架变形值+设计预拱度，

则：

对于已进行预压区段，根据如下公式调整各测点底模标高：

底模顶面标高=梁底设计标高+δ2+δx

对于没进行预压的区段，参考如下公式调整各测点底模标高：

底模顶面标高=梁底设计标高+δ1+δ2+δx

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6#

woaif

发表于 2008-7-22 10:55 | 只看该作者

eier

7支架搭设步骤及要求 7.1支架搭设流程：

首先测量定位。从梁中往桥墩方向搭设门架底座加垫板，搭设第一层支架。第一层支架搭设完毕后及时调节底座，使之处于水平，并及时设置斜杆，加固后上第二层，依次搭至高度。门架(调节杆)搭设完毕后安装上可调托架调整水平后在托架安放[12槽

未毕业

钢，捆扎牢固。

根据设计及预压估算沉降量，设置拱度。然后铺设底模，完成后进行预压，预压采用

1.2m的立方体砼预制块作配重压载。

7.2支架搭设和拆除注意事项

搭拆脚手架必须由专业架子工担任，持证上岗。搭拆脚手架时工人必须戴安全帽，系

安全带，穿防滑鞋子。操作层上施工荷载应符合设计要求，不得超载；不得在脚手架

上集中堆放模板、钢筋等物件。严禁在脚手架上拉缆风绳或固定、架设混凝土泵、泵管及起重设备等。六级及六级以上大风和雨、雪、雾天应停止脚手架的搭设、拆除及

施工作业。

加固杆、剪刀撑必须与脚手架同步搭设，水平加固杆应设于门架立杆内侧，剪刀撑应设于门架力杆外侧并连接牢固。剪刀撑应在满堂脚手架外侧周边和内部每隔15m间距设置，剪刀撑宽度不应大于4个跨距或间距，斜杆与地面倾角宜为45°~60°。满堂脚手架高度超过10m时,上下层门架间应设置锁臂,外侧应设置抛撑或缆风绳与地面

拉结牢固。

脚手架的拆除应在统一指挥下，按后装先拆、先装后拆的顺序进行。拆除脚手架前，应清除脚手架上的材料、工具和杂物。拆除脚手架时，应设置警戒区和警戒标志，并

由专职人员负责警戒。

施工期间不得拆除下列杆件：交叉支撑，水平架；连墙件；加固杆件：如剪刀撑、水平加固杆、扫地杆、封口杆等等；栏杆。交叉支撑应在每列门架两侧设置，并应采用锁销与门架立杆锁牢，施工期间不得随意拆除。同时施工过程中，在脚手架基础或邻

近严禁进行挖掘工作。沿脚手架外侧严禁任意攀登。

脚手架与架空输电线路的安全距离、工地临时用电线路架设及脚手架接地避雷措施等应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46）的有关规定执行。

对脚手架应设专人负责进行经常检查和保修工作。