現(xiàn)澆砼施工方法在目前的橋梁施工中應(yīng)用較普遍,支架布設(shè)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到砼澆筑過程的安全及澆筑成型后的箱梁質(zhì)量和線型能否符合設(shè)計(jì)要求。因此,支架的布設(shè)及驗(yàn)算極為重要。

  申嘉湖高速公路H5標(biāo)K78+960.433分離立交橋,全長(zhǎng)466.6m,跨徑組合為7×25+(25+2×30+25)+7×25m.橋梁橫斷面為凈17m,共三聯(lián)。上部構(gòu)造為單箱三室等高度截面鋼筋砼連續(xù)箱梁,第一、三聯(lián)箱梁高1.40m,第二聯(lián)梁高1.60m,底部寬11.4m.全橋砼圬工量為5005.5m3,鋼筋用量為1453882Kg,鋼絞線用量為213662kg.箱梁施工時(shí),支架體系采用WDJ碗扣式多功能鋼支架。

  1.支架布置和構(gòu)件尺寸

  1.1支架間距

  本橋支架第一、三聯(lián)順橋向布置間距為1.2m,橫橋向間距為1.0m,支點(diǎn)附近橫隔梁處間距加密順橋向布置間距為0.6m,橫橋向間距為0.5m;第二聯(lián)順橋向布置間距為1.0m,橫橋向間距為1.0m,支點(diǎn)附近間距加密順橋向布置間距為0.5m,橫橋向間距為0.4m.支架安裝順序:地基處理→測(cè)量放樣→安裝底托調(diào)平→安裝底層門架→安裝縱橫水平鋼管→安裝上層門架→安裝調(diào)節(jié)桿→安裝頂托調(diào)平→安裝剪刀撐及斜撐。

  1.2傳力系統(tǒng)

  支架頂部設(shè)2層方木將模板荷載傳至支架。第一層順橋向布置,截面為12cm×15cm,中心間距為30cm,跨距90cm,置于第二層方木上;第二層橫橋向布置,截面為10cm×10cm,間距90cm,跨距60cm,置于碗扣式支架頂托上。

  1.3穩(wěn)定性

  為保證支架的穩(wěn)定性,以縱橋向每隔3.6m間距橫向布置剪刀撐,同時(shí)順橋向連續(xù)布置6道剪刀撐。剪刀撐用6m長(zhǎng)φ48普通鋼管連續(xù)布置,與地平面成45度,角度偏差小于15度,每一處與碗扣支架連接處必須用扣件緊固,剪刀撐必須上至底模板,下至地面,在地面處設(shè)置墊木。

  1.4支架規(guī)格

  支架立桿底部采用可調(diào)底座(0~600mm),支架立桿頂部采用可調(diào)托撐(0~600mm)

  普通立桿規(guī)格為2400mm、1800mm兩種,橫桿規(guī)格為600mm、900mm兩種。

  2.荷載及驗(yàn)算

  計(jì)算中采用鋼筋砼荷載為全橋數(shù)量,集中在梁體下11.4m范圍,數(shù)值較大,實(shí)際平均鋼筋及砼荷載為19.5KN/㎡.橫隔梁及腹板、肋板處鋼筋及砼荷載最大,為36.4KN/㎡.各項(xiàng)荷載相加,按荷載集中受力,根據(jù)立桿布置方法和間距,腹板及肋板處最大單桿荷載為19.2KN.計(jì)算中不單獨(dú)計(jì)算橫隔梁、腹板及肋板處荷載。

  2.1荷載

  荷載類型:①箱梁砼荷載為21.2KN/㎡;②鋼筋荷載為3.4KN/㎡;③施工人員及設(shè)備荷載為1.0KN/㎡;④內(nèi)外模板荷載為0.75KN/㎡;⑤傳力層方木荷載為0.4KN/㎡;⑥支架自重為2.9KN/㎡;⑦其它荷載為1.4KN/㎡.

  2.2膠合板強(qiáng)度及撓度驗(yàn)算

  1)膠合板采用優(yōu)質(zhì)覆膜竹膠板(122*244*1.8cm),膠合板最低靜彎曲強(qiáng)度fm為25KN/m㎡;彈性模量E為3500N/m㎡;荷載為(①+②+③+④+⑦)×1.5=41.6KN/㎡(安全系數(shù)為1.5);所選膠合板厚度h為18mm,板底間距l(xiāng)為200mm,以1mm寬度(b)按兩跨連續(xù)梁驗(yàn)算;線荷載q為0.0416N/mm.

  2)膠合板截面的抵抗矩W=bh2/6=54mm3;彎矩M=0.125ql2=208N.mm;抗彎承載能力為M/W=3.9N/m㎡<25N/m㎡.

  3)截面慣性矩I=bh3/12=486mm4;撓度f=0.52ql4/(100EI)=0.20mm<0.5mm.

  2.3膠合板底方木抗彎強(qiáng)度及撓度驗(yàn)算

  1)松木最低抗彎強(qiáng)度值fm為13N/m㎡;彈性模量E=9000N/m㎡;方木截面為100mm×100mm;荷載為(①+②+③+④+⑤+⑦)×1.5=42.2KN/㎡(安全系數(shù)為1.5);方木間距為300mm,跨距l(xiāng)為900mm,按兩跨連續(xù)梁驗(yàn)算;單根方木線荷載q為12.7N/mm.

  2)方木截面抵抗矩W=bh2/6=166666.7mm3;彎矩M=0.125ql2=1285875N.mm;抗彎承載能力為M/W=7.7N/m㎡<13N/m㎡.

  3)截面慣性矩I=bh3/12=8333333.3mm4;撓度f=0.52ql4/(100EI)=0.81mm<2.3mm.

  2.4支架頂托上方木抗彎強(qiáng)度及撓度驗(yàn)算

  1)松木最低抗彎強(qiáng)度值fm為13N/mm;彈性模量E為9000N/mm;方木截面為100mm×100mm,間距為900mm,跨距l(xiāng)為600mm;荷載為(①+②+③+④+⑤+⑦)×1.5=42.2KN/㎡(安全系數(shù)為1.5);線荷載q為38.0N/mm,按兩跨連續(xù)梁計(jì)算

  2)方木截面抵抗矩W=bh2/6=166666.7mm3;彎矩M=0.125ql2=1710000N.mm;抗彎承截能力M/W=10.3N/m㎡<13N/m㎡.

  3)截面慣性矩I=bh3/12=8333333.3mm4;撓度f=0.52ql4/(100EI)=0.34mm<1.5mm.

  2.5支架強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算

  各項(xiàng)荷載相加×1.5=46.58KN/㎡(安全系數(shù)為1.5)支架間距為0.6m×0.9m.單根立桿受力N為25153N.

  2.5.1單根立桿強(qiáng)度驗(yàn)算

  鋼管抗壓及抗彎強(qiáng)度f為140Mpa,壁厚3.5mm,直徑48mm,截面積4.89c㎡;抗壓承載能力σ=N/S=51.4<140Mpa.

  2.5.2支架穩(wěn)定性驗(yàn)算

  主要驗(yàn)算支架橫橋向穩(wěn)定性(按雙排架計(jì)算、步距1.2m驗(yàn)算)

  1)荷載對(duì)立桿底部產(chǎn)生的彎矩:

  M=qdh2/2+6qs/15=1.2×1000×0.048×62/2+6×1.2×1000×1.3/15=1660.8N.m

  式中:q為風(fēng)荷載,本地區(qū)最大取1.2KN/m㎡;d為立桿直徑,d=48mm;h為立桿高度,h=6.0m;s為梁體側(cè)面單排桿寬度范圍內(nèi)面積,s=1.3㎡.

  2)穩(wěn)定性按下式驗(yàn)算:

  N/(ΦA)+M/(BA)=25153/(0.195×1810)+1660.8/(0.6×1810)=73

  式中:Φ為穩(wěn)定系數(shù),取0.195(步距為1.2);A為立桿毛截面積,A=1810m㎡;B為立桿橫橋向間距,B=0.6m;KA為與截面有關(guān)的調(diào)整系數(shù),取0.85;KH為與高度有關(guān)的調(diào)整系數(shù),取0.94.