摘要：結(jié)合寧波市**立交工程，對(duì)墩蓋梁承重支模架分別從設(shè)計(jì)、施工、地基處理及地基承載力、支架自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、支架預(yù)壓等方面進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，在墩蓋梁施工中采用的這種承重支模架體系是穩(wěn)定的。另本人在該立交工程中擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理。
　　關(guān)鍵詞：墩蓋梁；支模架；設(shè)計(jì)；分析
　　在橋梁工程中，墩蓋梁是橋梁工程中必不可少的組成部分，為提高當(dāng)前城市品質(zhì)的需要，除了滿足其使用功能外，其外形設(shè)計(jì)得越來(lái)越美觀。扣件式承重支模架又是墩蓋梁施工中一種使用十分廣泛的支架形式，它施工方便、成本低，但是，過(guò)去的墩蓋梁施工中也曾發(fā)生過(guò)一些因承重支模架的變形而形起墩蓋梁沉降形起質(zhì)量缺陷等情況，給經(jīng)濟(jì)造成損失。雖然發(fā)生事故的原因不同。但是施工支架搭設(shè)不合理是其中一個(gè)重要的因素，應(yīng)該引起足夠的重視。承重支模架在設(shè)計(jì)過(guò)程中。必須進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。本文通過(guò)對(duì)寧波市**立交工程墩蓋梁施工過(guò)程的承重支模架的設(shè)計(jì)及分析，總結(jié)出一套較為簡(jiǎn)單實(shí)用切合實(shí)際的設(shè)計(jì)方法。
　　一．工程概況
　　寧波**立交工程全長(zhǎng)635m，分為28跨，橋梁標(biāo)準(zhǔn)寬度2×17.0m，主線橋設(shè)有蓋梁40根，匝道橋設(shè)蓋梁57根，除中間六跨橫梁與連續(xù)箱梁支架一起搭設(shè)外，余蓋梁設(shè)置均采用獨(dú)立承重支模架。墩蓋梁斷面基本形狀為倒“T”字型，底面為圓弧形，圓弧半徑為44.44m。蓋梁長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)段為16.8m，加寬段為16.85m～23.283m。底寬2.0m。橋梁加寬段蓋梁兩邊底部為圓弧形和標(biāo)準(zhǔn)段相同，中間為直線段。墩蓋梁結(jié)構(gòu)均采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
　　
　　二．承重支模架設(shè)計(jì)及施工
　　1．承重支模架的設(shè)計(jì)
　　在計(jì)算強(qiáng)度時(shí)考慮的荷載主要有混凝土自重、施工及傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載、方木及模板自重。
　　主線橋設(shè)有蓋梁40根，匝道橋設(shè)蓋梁57根，主線蓋梁最長(zhǎng)的蓋梁為L(zhǎng)26，長(zhǎng)度為23.21m，本方案按L26為計(jì)算對(duì)象，地基處理范圍為蓋梁投影面四周各外加2m左右，即27.0m×6.0m，墩蓋梁支架采用扣件式支架體系，滿堂支搭。縱橫向間距均為0.5m，掃地桿離地面0.2m，水平桿步距為1.5m，為確保支架的穩(wěn)定性，在蓋梁的側(cè)面向兩邊各設(shè)2個(gè)剪力撐，順蓋梁向各設(shè)4道剪力撐。在支架搭設(shè)的過(guò)程中將支架與已澆筑完成的立柱包裹捆綁在在一起，增加支架的穩(wěn)定性。
　　為減少鋼管對(duì)地基的壓強(qiáng)，在鋼管下墊15cm×15cm的鋼板墊塊，由于蓋梁底板呈圓弧形，支架頂面的大橫桿采用2根Ф4.8×3.5鋼管，間距50cm，并按設(shè)計(jì)圖要求加工成圓弧形。小橫桿采用10cm×l0cm方木，間距30cm。
　　（1）小橫桿（方木）的計(jì)算
　　蓋梁支架小橫桿（順橋方向），間距30cm。
　　a.順橋向單位長(zhǎng)度內(nèi)混凝土重量（按最不利荷載考慮，取蓋梁中間部位截面最大處為計(jì)算對(duì)象）：g1=（1.04×0.3+1.25×0.3）×25=17.175KN/M
　　b.施工及傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載：g2=2.0×0.3=0.6KN/M
　　c.振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：g3=2.0×0.3=0.6KN/M
　　d.方木及模板自重：g4=0.038×0.3=0.011KN/M
　　e.荷載設(shè)計(jì)值（荷載合計(jì)）
　　g=K1×g1+K2×(g2+g3+g4)
　　=1.2×17.175+1.4×(0.6+0.6+0.011)=22.31KN/M
　　式中K1、K2為安全系數(shù)。
　　f.橫桿最大彎距
　　Mma×=22.31×0.52/8=0.697KN•M
　　g.橫桿彎曲強(qiáng)度
　　σ=6Mma×/bh2=0.697×6/(0.1×0.1×0.1)=4182KN/M2<[σ]=11000KN/M2
　　h.橫桿抗彎剛度：
　　f=gl4/(150EI)
　　=22.31×0.54/(150×0.11×106×1/12×0.1×0.104)
　　=0.1mm<l/150或3mm
　　結(jié)論：橫桿方木其彎曲強(qiáng)度和抗彎剛度均滿足要求。
　　（2）蓋梁支架縱桿（橫橋向）
　　a.由橫向桿傳力給縱向水平桿的集中荷載：F=22.31kn/m×0.5m=11.16KN
　　b.縱向桿最大彎距按跨徑為0.5M按三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算
　　c.最大彎拒Mma=0.26FL=0.26×11.16×0.5=1.45KN/M
　　d.彎曲強(qiáng)度σ=Mma×/w=1.45×106/5.078×103×2=142.8MPa<215MPa
　　e.撓度計(jì)算：
　　f=1.883×FL2/100EI=1.883×11160×5002/100×2.1×105×1.215×105
　　=0.0011mm<l/150或3mm
　　結(jié)論：縱向桿的彎曲強(qiáng)度和撓度均滿足要求。
　　2．承重支模架施工
　　由于蓋梁底面為圓弧形，故在鋼管支架最上面鋼管彎圓成半徑為44.44m的圓弧形，上面安放10cm×10cm的方木，再在上面鋪放塑面模板作為底板，底板的接縫放在木枋上，兩端底板為R=30的圓弧形，且要在端部預(yù)應(yīng)力張拉，壓漿后才能封錨，此部分底板要在封錨時(shí)安裝。側(cè)模用木模在木工場(chǎng)加工成兩塊，以中線分開(kāi)再在現(xiàn)場(chǎng)拼裝加寬段直線部分側(cè)模另加工一塊形成三塊，吊裝上去后現(xiàn)場(chǎng)拼裝，蓋梁三面全部外露，為確保外觀，蓋梁內(nèi)不設(shè)拉桿，在上下及兩側(cè)均用鋼管夾緊以避免炸模，蓋梁中間墩背采取一次性立模，并一次性分層澆筑混凝土，為確保外觀平順光潔美觀，故蓋梁側(cè)面不設(shè)置對(duì)拉桿，由于蓋梁上面有墩背，故在上下兩邊用鋼管固定側(cè)模，中間用Φ14拉桿，但需要穿過(guò)墩背，在墩背寬度內(nèi)設(shè)一塑料管，便于拉桿穿過(guò)。拆側(cè)模時(shí)可將拉桿取出。蓋梁有橫向預(yù)應(yīng)力鋼束，在安裝蓋梁側(cè)模時(shí)在兩端要安置預(yù)應(yīng)力錨固張拉端的槽口模板。
　　
　　二．地基處理及地基承載力驗(yàn)算
　　1．地基處理
　　在蓋梁搭設(shè)支架處，填筑30cm塘渣，并進(jìn)行壓實(shí)后，澆10cmC20混凝土予以硬化，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行支架的搭設(shè)。
　　2．地基承載力驗(yàn)算
　　該工程中為了盡量避免鋼管支架與地基直接接觸產(chǎn)生“刺入”效應(yīng)，在鋼管支架底部采用15cm×15cm的鋼板。
　　（1）鋼板底承載力驗(yàn)算
　　σ=P/A=11160/（150×150）=0.496MPa<[σ]，滿足要求。
　　（3）整體承載力驗(yàn)算
　　按直線段最大荷載平均值復(fù)核，蓋梁荷載最大處為各個(gè)立柱間（以最長(zhǎng)的蓋梁L26計(jì)），直線段4.86m
　　a.蓋梁混凝土荷載404.8KN
　　b.木坊和模板、鋼管荷載5KN
　　c.鋼管支架傾倒混凝土及施工人員荷載32KN
　　d.混凝土泵送沖擊動(dòng)載16KN
　　荷載共計(jì)457.8×1.2=549.4KN。
　　蓋梁4.86m長(zhǎng)，2m寬范圍支承鋼管共50根，平均每根鋼管支承壓力11.0KN<（每根鋼管承載力62.7KN）。
　　e.地基承載力驗(yàn)算
　　每根鋼管下墊0.15×0.15墊板
　　549.4KN÷（50×0.15×0.15）=0.49MPa
　　結(jié)論：支架和地基承載情況是安全的。
　　
　　三．鋼管支架穩(wěn)定性驗(yàn)算
　　支架自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是墩蓋梁施工過(guò)程的一項(xiàng)重要的保證。現(xiàn)對(duì)支架自身結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性和支架立桿的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。
　　在對(duì)支架的承載力進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)。主要考慮的荷載有：順橋向單位長(zhǎng)度內(nèi)混凝土重量g1，施工及傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載g2，振搗混凝土產(chǎn)生的荷載g3，橫桿及模板自重g4。
　　立桿承受由縱桿傳來(lái)的荷載N=11.16KN
　　由于縱橫桿的步距為1.50m,長(zhǎng)細(xì)比λ=l/i=150cm/1.58cm=95
　　查表得穩(wěn)定系數(shù)ø=0.626
　　容許立桿承載力[N]=øA[σ]=0.626×489×205=62.7KN
　　由N<[N]，故立桿承載力滿足要求，支架立桿穩(wěn)定性是能夠滿足要求的。
　　
　　四．支架預(yù)壓
　　為了檢查支架的承載能力，減小和消除支架的非彈性變形及地基的壓縮沉降量，支架搭設(shè)完畢鋪設(shè)梁底模板后對(duì)支撐體系預(yù)壓，為墩蓋梁底模設(shè)置預(yù)拱度值提供依據(jù)。
　　承載面為滿鋪5cm木板后的墩蓋梁正投影范圍的頂面，壓力荷載采用過(guò)磅砂袋堆載形式，在墩蓋梁底模上堆放與荷載等重的砂袋(最大荷載為設(shè)計(jì)荷載的1.2倍)，并按照換算高度逐層進(jìn)行碼放。
　　在支架頂部和地基上第一節(jié)無(wú)接頭的立桿上作好標(biāo)志，并作為加載前的觀察記錄即為初始值，然后按荷載總重的O→25%→5O%→100%→5O%→25%→O進(jìn)行加載，并測(cè)得各級(jí)荷載下測(cè)點(diǎn)變形值。直至加載至100%荷載，作好每次加載量的觀察記錄。
　　預(yù)壓加載量觀察期不能少于24小時(shí)，觀察期內(nèi)每隔4小時(shí)觀察一次沉降和變形。
　　待消除支架非彈性變形量及壓縮穩(wěn)定后測(cè)出彈性變形量，即完成支架壓重施工。撤除壓重砂袋后，設(shè)置支架施工預(yù)拱度，為其它墩蓋梁的支模架提供數(shù)據(jù)。
　　經(jīng)對(duì)支模架預(yù)壓，數(shù)值均小于3mm，故認(rèn)為按此方案施工是安全的，質(zhì)量是可以得到保證的。
　　
　　五．結(jié)論
　　在本工程施工過(guò)程中嚴(yán)格按照本方案進(jìn)行操作，經(jīng)過(guò)對(duì)97根鋼筋混凝土蓋梁工序驗(yàn)收，施工質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)及施工驗(yàn)收規(guī)范的要求，安全目標(biāo)符合要求。因此在本工程中采用的蓋梁承重支模架能夠滿足墩蓋梁的穩(wěn)定性和沉降要求。同時(shí)也說(shuō)明這種計(jì)算方法在工程實(shí)際中是一種切合實(shí)際、簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130－2001。
　　劉群主編：《建筑施工扣件式鋼管腳手架構(gòu)造與計(jì)算》，中國(guó)物價(jià)出版社2004年1月第1版。
　　周水興等：《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》，人民交通出版社，2001年5月第1版。