浅谈大悬臂盖梁支架承重体系施工技术

浅谈大悬臂盖梁支架承重体系施工技术

王桂存姚永庆

中交第一公路工程局有限公司北京100024

摘要：在城市桥梁建设中，如何减少占地、征地拆迁量，成为了设计人员考虑的重要因素。大悬臂桥墩柱间距少，可以布置于中间绿化带。同时其横向跨越能力大，具有结构轻盈、美观和富有特点，迅速高效的完成市政施工任务，对当前市政工程的公路建设都具有十分重要的意义，对大型市政工程大悬臂盖梁技术研究也将成为一种趋势。本文重点对大悬臂盖梁施工中的支架体系进行研究，并且总结出了一套较为实用的盖梁支架体系施工技术。

关键词：大型市政工程大悬臂承重体系

1.工程概述

乌鲁木齐东二环路通过新建环城快速路系统缓解市区道路的巨大交通压力和部分集散交通压力，加强与区域干线公路网以及城市快速路、主干路网的衔接，形成“三环十二射”的快速路网格局，疏解城市交通，纯化市区道路交通功能，加强市区组团之间的联系，促进乌鲁木齐的经济发展。设计速度为快速路80km/h、辅道40～50km/h，快速路车道数为双向8车道、辅道车道数为双向6-4车道，桥梁荷载等级为公路I级。全线共有盖梁193个，盖梁形式为大悬臂预应力盖梁，采用搭设临时支架施工。

支架形式选择

以新疆地区为例，通过对材料用量、人工费用、工作效益、等方面进行对比，碗扣支架与盘扣支架从材料上对比，碗扣支架可节约成本3205.85元；盘扣支架在新疆地区市场货少，需要从外地运货，增加了额外的运费；故选用碗扣支架较为经济。

3.施工工艺

3.1地基处理

在承台施工完成后，将砂砾回填到基坑中，用液压夯锤将砂砾分层夯实，待立柱施工完成后，用平地机整平盖梁支架下基础，用压路机压实使承载力（换填砂砾）满足要求，然后浇筑10cm厚C20砼作为支架垫层。

3.2支架搭设

采用碗扣搭设满堂支架，支架的宽度以满足盖梁的宽度和方便施工来考虑，拟在盖梁宽度方向每侧比盖梁宽出1.2m左右，纵向方向为了方便盖梁张拉施工，也比盖梁长出0.8m左右。横杆步距按1.2米搭设。为确保支架的稳定性，根据《建筑施工碗扣式支架安全技术规范》相关规定，每隔5孔立杆在纵向和横向均设置十字花剪刀撑，剪刀撑与地面的夹角控制在45-60°范围内。剪刀撑与立杆和水平杆交点处用卡扣件连接牢固。

根据不同种类的盖梁采用碗扣支架进行搭设，搭设应从中间向两边搭设，或者从一边向另外一边搭设，严禁从两边向中间搭设。搭设应分层分段搭设，搭设好的支架必须保证竖向垂直，在高处搭设支架应设置脚手板平台，施工人员必须佩带安全帽和安全带，搭设好的支架必须扣紧碗扣。支架在墩柱处，应当竖向设置三道连墙体，钢管用扣件连接在支架上。碗扣支架搭设完成后，应按设计图纸搭设剪刀撑，一根钢管用三个扣件与支架连接。如果使用搭接钢管时，搭接长度为1米，连接处应用三个扣件进行连接。

3.3支架预压

支架搭设加固完成验收合格后铺设方木进行支架预压。加载方式尽量与盖梁实体一致，为保证安全，采取分层分段加载预压方案，在底模板上采用袋装砂预压，加载重量为盖梁钢筋砼自重的110%。共分三级加载预压，第一次加载预压总重的40%，第二、第三次加载预压总重的30%。分级预压每级持荷时间不小于30分钟，最后一级为1小时，然后稳定时间48~72小时，一般预压最后三天的累计稳定为不大于3mm，分别测定各级荷载下支架和支架梁的变形值。在加载前应用红油漆在方木上标出沉降观测点，整体式盖梁做5个沉降观测点，分离式盖梁做5个沉降观测点。加载应从中间分层加载，卸载应根据加载顺序先卸载后加载的，加载与卸载都应分层进行。

四、支架受力验算

4.1支架立杆验算

4.1.1荷载计算

便于分析起见，在计算过程中假定混凝土为理想流体材料，即材料颗粒之间不存在剪应力，这个假定对于一次浇筑完成的盖梁是恰当的，因为混凝土尚未初凝，应力重分布现象不明显。

在实际计算中，强度及稳定性验算时现浇支架、模板、盖梁砼等荷载分项系数取1.2，挠度验算时荷载分项系数取1.0。

4.1.2强度及稳定性验算

取盖梁跨中部分截面计算：长5.596m，面积为15.16m2，平均厚度为2.7m；

1）横杆计算

4.1.3有限元法验算

采用有限元软件MIDAS/CIVIL对上述计算内容进行校核。

（1）支架有限元模型

利用桥梁结构通用有限元程序midas/civil建立满堂支架的空间有限元模型，对支架进行强度、刚度、稳定性验算。

柱间现浇段支架最大剪应力为27.74MPa，未超过其容许应力85MPa。

（3）结构稳定性验算

对支架在自重+盖梁砼荷载作用下进行屈曲分析，得到临界荷载系数如下表。

五．结语

由于现代快捷交通的发展要求，单向两车道、三车道，甚至是四车道的大断面公路隧道越来越多，大悬臂盖梁的应用日益增多,大悬臂盖梁常与流线型桥墩搭配,线型优美,造型流畅，并且墩柱间距少，可以布置于中间绿化带，减少了大量土地征用。结合本工程特点，乌鲁木齐东二环项目对大悬臂盖梁支架承重体系进行研究，提高施工效率（特别是在由于城市拆迁缓慢造成的工作面少时），确保施工安全，为一公局在新疆开拓大型市政工程市场起到了积极作用。

参考文献：

[1].中华人民共和国行业标准JTGB01-2003《公路工程技术标准》

[2].《新疆维吾尔自治区公路建设标准化施工手册》

[3].乌鲁木齐东二环项目两阶段施工图纸（送审稿2011年）