现浇预应力连续箱梁支架结构设计技术探讨

1、    现浇预应力连续箱梁支架结构设计技术探讨    纪宝田【摘 要】本文结合东一路广利河大桥预应力连续箱梁的施工，对预应力连续箱梁支架模板设计、施工工艺作了初步探讨。【关键词】预应力连续箱梁；支架模板设计；技术探讨1.箱梁结构形式及特点广利河大桥采用变截面预应力混凝土连续箱梁，上下行分幅设计，斜交20度布置，单幅桥箱梁采用单箱三室截面，桥面结构顶宽18.99m，底宽14.19m；底板沿分孔线方向水平布置，顶板沿垂直于道路中心线方向单向1.5%横坡布置，沿分孔线方向不断变化；底板沿垂直于道路中心线方向横坡不断变化，沿分孔线方向底板水平布置。箱梁两侧悬臂板

2、宽度2.4m，端部厚20cm，根部厚55cm；顶板厚25cm，底板标准段厚25cm，靠近边墩处底板厚50cm；靠近中墩处底板厚60cm；腹板标准段厚50cm，靠近支点处的腹板厚70cm；中横梁宽3.0m，边横梁宽1.5m；箱梁跨中梁高2.2m，支点梁高4.2m，梁底采用二次抛物线变化。单幅桥纵向设置四道横梁，主墩处横梁高4.2m，厚3.0m，边墩处横梁高2.2m，厚1.5m。支座间距10.84m。中跨跨中设置一道横隔梁，厚0.4m。预应力筋均采用s15.24高强度底松弛钢绞线，标准抗拉强度fpk=1860mpa，预应力锚具采用m15型群锚体系及配套产品。箱梁纵向预应力束包括顶板束、底板束、腹板

3、束及备用束四种，腹板束采用15s15.20钢绞线张，顶板、底板束采用9s15.20和7s15.20钢绞线，张拉控制应力0.75fpk。采用群锚锚具体系。2.支架与模板设计2.1支架结构主梁边跨采用碗扣支架体系。碗扣支架体系由支架基础、48×3 mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、10×10cm方木做横向分配梁、10×10cm方木做纵向分配梁，15mm竹胶板做底板；模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。横杆的步距除去顶托底托位置处为0.6m，其余位置横杆步距均为1.2m；主墩墩顶及横隔板位置支架顺墩柱方向搭设，立杆间距0.3 m（横桥向）×0.3m（

4、顺桥向）；腹板立杆间距0.3m（横桥向）×0.6m（顺桥向）；底板位置立杆间距为0.6m（横桥向）×0.6m（顺桥向）；翼板位置立杆间距为0.9m（横桥向）×0.6m（顺桥向）。2.2模板与支架计算箱梁底模采用竹胶板，取各种布置情况下最不利位置进行受力分析。本方案底模纵肋统一为10×10cm方木，除腹板处间距为20cm外，其余位置间距为30cm，由于腹板处荷载最大，因此仅对腹板处底模进行计算。底模可简化为跨径20cm的多跨梁计算，荷载取板宽1米计算。2.3立杆稳定性验算按照建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术标规范（jgj166-2008）。支架验算不考虑风

5、荷载组合，按照以下公式进行验算：n=1.2（q1+q2）+1.4（q3+q4）lxly<afk式中：q1-模板支架自重标准值；q2-新浇钢筋混凝土自重标准值；q3-施工人员设备荷载标准值；q4-浇筑和振捣混凝土产生的荷载标准值；lxly-为立杆纵横间距；q5-风荷载引起的轴向力，根据4.2.2可得q5=1.076knfk-材料抗力的设计值，取205mpa；a-杆件截面面积，壁厚3mm面积为4.2412cm2。-压杆稳定系数在腹板处支架规格为300×600mm，此工况下单根立杆荷载：n=1.2（q1+q2）+1.4（q3+q4）lxly=1.2×（2.35×0

6、.3×0.6+0.3×0.3×0.6+4.2×26×0.3×0.6）+1.4×（1+1）×0.3×0.6=24.66kn在橫梁顶托与底托之间处立杆步距h=1.2m，立杆回转半径i=1.59cm，长细比为=h/i=1.2/0.0159=75，查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附录e，轴心受压立杆的稳定系数=0.75。旧支架应力折减系数。0.85afk =0.75×4.2412×102×205×0.85=55.43 kn24.66kn（符合规范要求）对于顶端顶托以及底部

7、底托部分，其计算长度l0=h+2a计算，h为横杆步距，a为立杆伸出顶层水平杆长度（含顶托不大于60cm）l0=h+2a=60+120=180cm， 长细比为=l0/i=1.8/0.0159=113，查建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附录e，轴心受压立杆的稳定系数=0.496。旧支架应力折减系数0.85afk =0.496×4.2412×102×205×0.85=36.65 kn24.66kn（符合规范要求）2.4立杆竖向变形验算2.5纵横向水平杆及斜杆扣件抗滑验算支架按照其设计标准规格进行搭设，纵横向水平杆间距均在设计范围之内，且横杆仅起到连接作用，不直

8、接承受荷载，故不再进行单独验算；支架中斜杆主要为连接作用，按照支架构造要求进行设置，故也不再进行验算。2.6架体抗倾覆验算最不利状态为模板安装完毕，钢筋安装前。此时风荷载最大，自重荷载较小，支架抗倾覆为最不利状态。对支架抗倾覆采用整体式验算。支架整体倾覆稳定计算公式为：h/b0.5357gk/wk式中：h为支架高度b为支架宽度gk为支架按受风面面积平均分布的自重标准值（kn/m2），gk=2.35×20.7×41.7/（4×41.7）=12.16kn/m2为风荷载标准值，wk=0.7zs·w0=0.7zs0=0.7×0.74×1.2&

9、#215;0.5=0.311kn/m20.5357gk/wk=0.5357×12.16/0.311=20.95支架高宽比h/b=4/20.7=0.19<20.95该支架抗倾覆稳定能力良好，满足施工要求。2.7地基承载力验算清除原地基表面杂土，砖渣处理，厚30cm，并碾压密实，作为支架基础。在处理好的地基上设置厚度为15cm，标号为c20混凝土垫层。根据图示作用于地基面的面积为（746×746）mm，由于荷载最大位置立杆间距为（300×600）mm，故实际荷载作用面积小于理论面积，因此荷载地基计算面积取（300×600）mm立杆最大轴心力n=24.66kn故立杆最大轴心压力=24.66/0.3