满堂式碗扣支架在现浇箱梁施工中的应用 陈金城 （厦门轨道交通集团有限公司） 摘要：满堂支架施工是一种传统的施工方法，它具有多功能、高攻效、承载力大、工序相对简单等特点，在桥涵施工中被广泛应用。作 为现浇箱梁施工的一个关键工序，支架必须保证具有足够的安全性，因此对满堂式支架的各层次进行详尽合理的设计计算显得尤为重 要。结合满堂式碗扣支架在厦门集杏海堤开口改造主体工程现浇箱梁施工中的成功应用经验，介绍一下满堂式碗扣支架的设计验算和 施工工艺。 关键词：满堂式；碗扣支架；荷载分布计算；施工工艺 １工程概况 本工程箱涵纵向共六联，其中第一联、第六联为３ｘ１５ｍ，第 ｌ２０ｃｍ。 ２．２荷载计算 结合本工程的实际材料进场情况，横桥向方木采用９× ９ｃＩｎ、纵桥向方木采用９ｘ１４ｅＩＴＩ、碗扣件钢管采用￣ｂ４８ｍｍｘ３．０ｍｍ 二 五联为４ｘ１５ｍ，每联设置４ｃｍ的分缝，箱涵全长共３３０．２ｍ； 箱涵横向全宽５０．５ｍ由四个箱涵组成（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ），Ａ箱涵宽 １２．４９ｍ，Ｂ、Ｃ箱涵宽１２．９８ｍ，Ｄ箱涵宽１１．９９ｍ，箱涵横向设置 ２ｃｍ的分缝。Ａ箱涵为城市轨道交通预留车道，现阶段为人行 道；Ｂ、Ｃ箱涵为项目建成后的机动车道；Ｄ箱涵靠近Ｃ箱涵一 侧５ｍ范围内为绿化带，另一侧７ｍ范围内为检修车道和非机 动车道。结合工程实际情况和类似工程施工经验，拟采用满堂 的钢管、脚手架钢管采用￣４８ｘ３．０ｍｍ钢管。 （１）碗扣件钢管及斜撑、剪刀撑、扫地杆、立杆可调托撑、立 杆垫座等钢管支架单元自重Ｑ ：倒角３ｍ范围处按１．５９８ｋＮ计 算、中间顶板厚度ｌＯＯｃｍ段按１．６６７ｋＮ计算； （２）模板单元自重Ｑ ：倒角３ｍ范围处按０．９６ｋＮ／ｍ２计算、 式碗扣支架作为承重体系，并选取Ｂ、Ｃ箱涵满堂支架为代表进 行相应支架设计验算和施工工艺介绍。 Ｂ、Ｃ箱涵宽１２．９８ｍ，顶板厚１．０ｍ，底板厚０．８ｍ，中腹板厚 ０．８ｍ，边腹板厚０．６ｍ，与道路相接的边腹板厚１．０ｍ，底板沿纵 向设置两道宽Ｘ高为２．０ｘＯ．８ｍ的纵肋，纵肋中心距离箱涵边缘 ３ｍ。Ｂ、Ｃ箱涵为灌注桩基础，底板下缘浇注２０ｃｍ混凝土垫层。 中间顶板厚度ｌＯＯｃｍ段按０．７９ｋＮ／ｍ 计算； （３）钢筋混凝土容重Ｑ，按配筋率大于２％取容重ｐ＝２６ｋＮ／ ｍ］：倒角３ｍ范围处混凝土厚度从２ｍ斜变到ｌｍ，按最厚处２ｍ 取值计算； （４）施工人员及设备荷载Ｑ 按ｌｋＰａ计算； （５）振捣混凝土产生的荷载Ｑ 按２．０ｋＰａ计算，倾倒混凝土 产生的冲击荷载由于板厚大于等于１．０ｍ，故可以忽略不计。 ２满堂支架设计 箱涵顶板模板支架采用的满堂式碗扣支架体系由支架基 ２．３受力验算 ２＿３．１立杆强度验算 考虑现场碗扣钢管经长期使用磨损后实际厚度只有 ３．０ｍｍ，查表计算横杆步距为１．２ｍ时实际单肢立杆的容许轴向 础、碗扣立杆、横杆、扫地杆、斜撑杆及扣件、立杆可调顶托、立 杆可调托撑、方木纵梁、方木横向分配梁等组成。 承载力［Ｎ】（［Ｎ］＝（ｂＡ［ １）。 查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》ＪＧＪ１６６— ２００８附录Ｃ得杆件稳定系数 ＝０．４９６、查《路桥施工计算手册》 ２００８年版表８—７得钢管支架容许应力［盯１＝１４０ＭＰｆｄ、有效净截面 面积Ａ＝４．２４ｘ１０４ｍ２。经计算『Ｎ¨－ Ａ『ｏｒ］＝４．２４ｘ１０４ｘ１４０ｘ１０３ｘ ０．４９６＝２９．４４ｋＮ。 组合风荷载时单肢立杆轴向承载力Ｎ＝ｆ１．２ｘＱ，＋１．４ｘ０．９ｘ （Ｑ Ｑ４）】ＬｘＬＹ＋１．２Ｑ２Ｖ（式中ＩＪｘＬＹ为单肢立杆纵向及横向间距、Ｖ 图１ 为ＬｘＬ 段混凝土体积）。 当Ｎ≤【 ＝２９．４４ｋＮ时，表示立杆承载力满足要求，可以安 全使用。 ２．１支架布置型式 ２．１．１倒角３ｍ范围处 碗扣件在２００ｘ３００ｘ１２９８ｃｍ倒角处（３ｍ范围）沿纵桥向立 杆间距为６０ｃｍ、沿横桥向立杆间距为６０ｃｍ、水平杆步距为 ２．３．２稳定性验算 查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》ＪＧＪ１６６— ２００８附录Ｂ得钢管强度ｆ为２０５ＭＰａ。 组合风荷载时单肢立杆压弯强度盯＝Ｎｗ／＋Ａ＋０．９１３ＭＷＩ［ｙＷ １２０ｃｍ。考虑到倒角处钢筋混凝土白重荷载较大，在沿纵桥向两 立杆中间加设一道￣４８ｘ３．０ｍｍ脚手架钢管立杆，并采用扣件 与碗扣架水平杆连接。 （１—０．８Ｎｗ／Ｎ￣）】（式中Ｎｗ为立杆受到的轴向力、 取０．４９６、Ａ为 钢管有效净截面面积Ａ＝４．２４ｘ１０￣ｍ２、Ｂ为有效弯矩系数取１．０、 Ｍｗ为风荷载对立杆产生的弯矩、 截面塑性发展系数取１．１５、 Ｗ为立杆的截面模量Ｗ＝０．０９８２￣（Ｄ４一ｄ４）／Ｄ＝４．４９ｃｍ３、Ｎ 欧拉临 广东科技２０１２ ６第１＾期１３９ ２．１．２中间顶板厚度１００ｃｍ段 箱涵每孔两倒角间顶板厚１００ｃｍ段，碗扣件沿纵桥向立杆 间距为９０ｃｍ、沿横桥向立杆间距为６０ｃｍ、水平杆步距为 ＩＩ交通建设 界力Ｎ ＝￣２ＥＡ／ｈ０）。 ２跨，厚度不小于５０ｒａｍ的木垫板；底座的轴心线应与地面垂 直。底层水平框架的纵向直线度应￣＜Ｌ／２００；横杆间水平度应≤ Ｌ『４００。 当盯￣＜ｆ＝２０５ＭＰａ时，表示立杆稳定性满足要求，可以安全 使用。 （１）倒角３ｍ范围处 （２）模板支撑架搭设应与模板施工相配合，利用可调底座 由于模板加固方式为侧模夹底模，利用模板对拉钢筋连 接，倒角处碗扣架仅受竖向承载力，不受腹板侧压力作用，因此 重点通过验算立杆强度和支架稳定性，以校验支架是否满足施 工需要。 或可调托撑调整底模标高，但支架顶托和底座的丝杆外露长度 不得大于２０ｃｍ。 （３）支架的搭设应分阶段进行，第一阶段的撂底高度一般 为６ｍ，搭设后必须经检查验收后方可正式投入使用。 （４）支架拼装时要求随时检查横杆水平和立杆垂直度外， 还应随时注意水平框的直角度，不致使支撑架偏扭。保证支架 ①依据公式Ｎ＝［１．２ｘＱ。＋１．４ｘ０．９ｘ（Ｑ３＋Ｑ４）］ＬｘＬＹ＋１．２Ｑ２Ｖ计算 组合风荷载时单肢立杆轴向承载力： Ｎ：（１．２ｘ［１．５９８／（０．６ｘＯ．６）＋０．９６］＋１．４ｘＯ．９ｘ（１＋２））ｘ０．６ｘ０．６＋ （１．２￣２６￣０．６ｘ０．６ｘ２）＝２６．１５ｋＮ＜［Ｎ］＝２９．４４ｋＮ 全高的垂直度应小于Ｌ／５００；最大允许偏差应小于１００ｍｍ。 （５）支架拼装每３层检查每根立杆底座下是否浮动，否则 应旋紧可调座或用薄铁片垫实，在支架拼装头３层，每层用经 纬仪、水平仪、线坠随时检查立杆的垂直度及每层横杆的水平， 随时检查随时调整。 （６）支撑架搭设到顶时，应组织技术、安全、施工人员对整 个架体结构进行全面的检查和验收，及时解决存在的结构缺 陷。 由此可知单肢立杆轴向承载力强度满足要求。 ②依据公式￣ｒ＝Ｎｗ＆ｂＡ＋０．９１３Ｍｗ／［￣Ｗ（１—０．８Ｎｗ／Ｎ）］计算组 合风荷载时单肢立杆压弯强度： 式中Ｍｗ＝１．４ａｌ：Ｗｋ／ｌＯ＝１．４ｘＯ．６ｘ１．８ ×０．６１８／１０＝０．１６８ｋＮ・ｉｎ Ｎ １Ｔ ＥＡ／ｋＺ＝３．１４ ｘ４．２４：＜１０ ｘ２．０６ｘ１０８／１ １３ ＝６７．４４ｋＮ 所以盯：『２６．１５ｘ１０３／（０．４９６ｘ４．２４ｘ１０４）１ｘｌ０ ＋０．９ｘｌｘ（０．１６８ｘ １０。），ｆ１．１５×４．４９ ｘｌ０＿６ Ｘ（１—０．８ ｘ２６．１５／６７．４４）］ｘｌ０ ＝１２４．３４４＋ ４２．４５１＝１６６．８０＜ｆ＝２０５ＭＰａ （７）浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松 动和变形情况及时解决。 由此可知立杆稳定性满足要求，可以安全使用。 （２）中间顶板厚度１００ｃｍ段 ３＿３支架拆除要求 （１）严格控制拆模时间，架体拆除时应按方案设计的拆除 顺序进行。 该部分梁体厚度均匀，其仅受竖向压力作用，通过计算立 杆强度和支架稳定性验算，看该处杆件是否满足施工需要。 （２）拆除时应遵循先上后下，后搭先拆，一步一清的原则， 部件拆除的顺序与安装顺序相反，严禁上下同时进行，拆除时 应采用可靠的安全措施。 ①依据公式Ｎ＝［１．２ｘＱ１＋１．４ｘＯ．９ｘ（Ｑ３＋Ｑ４）】ＬｘＬＹ＋１．２Ｑ２Ｖ计算 组合风荷载时单肢立杆轴向承载力： Ｎ＝（１．２ｘ［１．６６７／（０．６ｘ０．９）＋Ｏ．７９］＋１．４ｘＯ．９ｘ（１＋２））ｘ０．６ｘ０．９＋ （１．２ｘ２６ｘＯ．６ｘ０．９ｘ１）＝２１．４０ｋＮ＜［Ｎ］＝２９．４４ｋＮ （３）卸料时应由工作业人员将各配件逐次传递到地面，严 禁抛掷。 （４）至地面的构配件应及时检查、整修与保养，清除杆件及 螺纹上的沾污物，变形严重的，送回修整；配件经检查、修正后， 按品种、规格分类存放，妥善保管。 （５）拆除杆件时，要互相告知，协调作业，已松开连接的杆 部件要及时拆除运出，避免发生误扶误靠。 由此可知单肢立杆轴向承载力强度满足要求。 ②依据公式ｏ＇＝Ｎｗ＆ｂＡ＋０．９１３Ｍｗ／［ｑ，Ｗ（１—０．８Ｎｗ／Ｎ）］计算组 合风荷载时单肢立杆压弯强度： 式中Ｍｗ＝１．４ａ１：Ｗｋ／ｌＯ＝１．４ｘＯ．９ｘ１．８２ｘＯ．６１８／１０＝０．２５２ｋＮ・ｉｎ Ｎｅ＝－ｒｒＺＥＭｈ２＝３．１４２×４．２４ｘ１０－５＜２．０６ｘｌＯＳ／１ １３ｚ＝＿６７．４４ｋＮ 所以盯＝［２１．４０ｘ１０３／（０．４９６ｘ４．２４ｘ１０ ）１ｘｌ０ ＋０．９ｘ１Ｘ（０．２５２￣ １０ ），ｆ１．１５ ｘ４．４９ ｘｌ０ Ｘ（１－０．８￣２１．４０／６７．４４）】ｘｌ０ ＝１０１．７５７＋ ５８．８６８＝１６０．６２５＜ｆ＝２０５ＭＰａ 参考文献： ［１］健筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》ＪＧＪ１６６—２００８．中华人民 共和国住房和城乡建设部发布． ［２］《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》ＪＧＪ１３０—２００１．中华人民 共和国建设部发布． 『３１璐桥施工计算手册》２００８年版．人民交通出版社． １《公路施工手册桥涵》．人民交通出版社． ｆ５１《公路桥涵施工技术规范》ＪＴＧ／ＴＦ５０—２０１１．中华人民共和国交通部发 布． 由此可知立杆稳定性满足要求，可以安全使用。 ３支架施工 ３．１支架搭设施工要求及技术措施 满堂式碗扣支架搭设时，先在箱涵钢筋混凝土底板上设下 托（立杆底部可调底座）。支架顶部设置顶托，顶托上安设横桥 向方木，横桥向方木上布置顺桥向方木，顺桥向方木上铺设顶 板底模板。支架纵横向设置剪刀撑，以增加其整体稳定性，支架 作者简介：陈金城（１９７８一），男，大学本科（３２学学士学位）工程师２０００ 上端与腹板间用方木塞紧。剪刀撑、横向斜撑与立杆、纵向和横 向水平杆等同步搭设，并且在混凝土浇注和张拉过程中，进行 全过程监测和专人检查。 年毕业于济南交通高等专科学校２００５年毕业于东南大学，主要负责高 速公路与市政工程的道路桥梁以及港口工程的施工技术和项目管理工 作。 ３．２支架搭设要求 （１）按施工方案弹线定位，放置可调底座后分别按先立杆 后横杆再斜杆的搭设顺序逐层进行，每次上升高度不大于３ｍ。 底座和垫板应准确地放置在定位线上；垫板宜采用长度不少于 １４０广东科技２０１２ ６第１１期
