现浇连续梁支架计算及施工

摘 要： 碗扣式脚手架工程是连续梁施工中常用的且十分重要的临时设施，这项工作的优劣将直接影响工程的质量、安全、速度、效率等。本文对山东某刚构连续梁结构式中桥的碗口式脚手架工程的计算及施工作了初步的探讨，以期对类似工程起指导借鉴作用。

关键字：满堂支架 受力 计算 1、工程概况

山东某刚构连续梁中桥为1-（18+24+18）m钢筋混凝土斜交刚构连续梁。全桥长66.2m,1#、2#刚壁墩与线路斜交。梁体为双线分离变截面实体板梁，单幅梁顶板宽5.99m，底板宽4.99m，外侧设悬臂，长1.0米，两线梁体之间缝隙为2cm,主梁全长61m。梁体混凝土等级为C40。 2、满堂脚手架的布置

全桥采用满堂碗扣式脚手架搭设，支架基础必须经碾压，并硬化达到要求后，再搭设支架。支架范围内采用推土机清除腐植土，并采用压路机压实，经试验当地基承载力不小于150kp后施作C25混凝土面层，作为支架支撑面，C25混凝土厚20cm。为避免地基受水浸泡，在四周设40×30cm的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，用水泥砂浆进行护面处理，低点开挖集水坑，采用水泵将洪水及时外排。

支架搭设设计宽度为14.40米，每侧留出1.2米宽的工作平台。支架布设如下：纵向立杆间距为60cm，悬臂和加宽工作平台处纵桥向间距为1.2米；横桥向立杆间距除悬臂和加宽工作平台所对应的位置处间距按90cm布置外，其余按60cm间距布置。在高度方向每间隔60cm设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆联成整体，为确保支架的整体稳定性，每根立杆下端采用高定型圆盘支座。顺桥向剪刀撑的设置，对于管扣式支架，由于支架体系自身的稳定性较好，在梁体底板处沿顺桥向每2.4米，也就是横桥向每5根立杆设置一个剪刀撑。剪刀撑可横桥向设置2道。支架的整体稳定性是由基础的不均匀沉降、支架结构的稳定性控制。严格控制竖杆的垂直度以及扫地杆和剪力撑的数量和间距。顺、横桥向支架和墩身连接牢固，以增加支架体系的稳定性。立杆顶端安装可调式Ｕ形支托，先在支托内安装纵向方木（8cm×10cm），再按设计间距和标高安装横向方木（8cm

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×10cm）。其上安装底模板。

因为满堂支架是整个梁体的最重要的受力体系，所以各受力支撑杆件有锈蚀、弯曲、压扁或有裂纹的严禁使用。 3、满堂支架检算 3.1.计算参数 ⑴WDJ碗扣钢管 外径（cm) 48 壁厚t (mm) 3.5 截面积A (cm2) 4. 惯性矩I(cm4) 12.15 抵抗拒 回转半径 每米长自重W(cm3) 5.08 i（mm) 15.78 （N) 38.4 注：根据施工手册，碗扣式构件设计荷载：横杆步距为600mm时，每根立杆荷载40KN,横杆步距1200mm时，每根立杆荷载30KN。

⑵方木

方木统一采用松树，对松树要求如下：

弹性模量E=0.1×105 MPa,抗弯强度[]=13MPa,抗剪强度[fv]=2MPa。容许应力：[]=13MPa 3.2.受力验算

⑴对结构进行整体分析

全桥长60m,顶板宽12m，底板宽10m，为安全考虑全桥重量集中在底板处，梁底面积为600m2。

①钢筋混凝土重：W1=984.23×2.6=2559t ②竹胶板容重9.0kN/m3, 模板自重：

W2=(10+1.35×2+1×2+0.2×2)×60×0.012×9=9.99t ③方木容重7.5KN/m3,方木自重：

W3＝(0.08×0.1×60×10/0.6+0.06×0.09×10×60/0.3)×7.5/9.8=14.39t

④碗扣支架自重0.0384KN/m,支架高度按6m计算，支架自重: W4=[17×102×6+(60×17+10×102）×8]×0.0384÷9.8=10.47t 钢筋砼、模板、支架自重：

∑W＝2559+9.99+14.39+10.47=2593.85t

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为保安全，假设以全部重量作用在10米宽的底板上,计算单位面积压力： q1＝2593.85/(10×60)＝4.32t/m2 施工荷载取0.25t/m2 振捣砼产生荷载取0.2t/m2

实际荷载q＝4.32+0.25+0.2＝4.77t/m2 预压荷载q2=1.2×4.77＝5.73 t/m2 计算时取1.2的安全系数。则计算荷载为 Q=5.73×1.2=6.88 t/m2

支架采用多功能碗扣支架，沿桥纵向步距60cm,横向步距60cm。每根立杆受正向压力为6.88 ×0.6×0.6=2.48t=24.30KN, 碗扣支架容许荷载[N]根据施工手册，碗扣式构件设计荷载：横杆步距为600mm时，每根立杆荷40KN。实际荷载小于碗扣支架立杆允许承载力[∂]=40KN，符合要求。 ⑵基础验算

立杆下端均设刚性C25混凝土垫层，厚200mm,扩散角=45°。地基承载力标准值按fgk=150kN/m2计算，碗扣支架地基承载力调整系数：kc=1.0。 每根立杆受到的正向压力为：

N=6.88 ×0.6×0.6=2.47t, 受力面积A=0.6+0.2×tan45°×2=1m2

P=2.47×9.8/1=24.21KN/m2<=fg=150×1=150KN/m2 地基承载力满足要求。 ⑶混凝土面层检算

混凝土面层采用C25混凝土。支架底座采用直径150mmQ235A钢标准底座。 P=24.30kN/m2

Nmax=24.30×0.6×0.6=8.75kN

Pmax=8750/（3.14×1502/4）=0.495MPa＜[P]=12.5MPa混凝土强度满足要求。 根据强度及受力情况验算，以上各项均满足施工要求，施工时需严格按上述支架设计方案执行。 ⑷模板强度、刚度验算

底模方木间距按60cm×30cm排列，计算荷载q=6.88t/m2

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竹胶板抗弯截面系数:

Wxo=bh2/6=0.6×0.01222/6=1.44×10-5m3 系数：b-板宽,h-厚度

惯性矩：Ixo=bh3/12=0.6×0.01223/12=0.8×10-7m4 竹胶板板承受的线荷载：q=0.6×6.88=4.13t/m 板跨中弯矩： Mmax=ql2/8=4.13×0.32/8=0.047tm 抗拉应力：=Mmax/Wxo=47×9.8/(1.44×10-5)=32.0Mpa 小于厂家力学性能报告中提供的[]=66.9Mpa 竹胶板的弹性模量 E=7.9×104Mpa=7.9×106t/m2 挠度：mam

=5ql4/384EI=5×4.13×0.34/(384×7.9×104×0.8×

10-7)=0.000638=0.26/400<[]=0.3/400 模板强度、刚度都满足要求。 ⑸大、小横梁验算

为简化计算，按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，取计算跨径为0.3m和0.6m。

横向方木30纵向方木30303030606060

横向方木验算

横向方木8cm×10cm（10cm面竖放）,间距为0.3米。木材[]=13Mpa，E=1.0×104MPa。 木方抗弯截面系数:

W=bh2/6=8×102/6=133cm3

b-木方截面宽,h-木方截面高

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惯性矩：I=bh3/12=8×103/12=666.7cm4 横杆上线荷载：q=9.8×6.88×0.3=20.23KN/m2 横杆中弯矩： Mmax=ql2/8=20.23×0.62/8=0.91KNm

最大拉应力：=Mmax/W=0.91/(133×10-6)=6.84Mpa<[]=13Mpa 满足强度要求。 弹性模量 E=1.0×104Mpa；

横杆跨中挠度： max=5ql4/384EI=5×67.42×0.3×0./(384×1.0×104×666.7×10-8)=0.51mm<[]=1.50mm ([]=L/400=600/400=1.5) 满足刚度要求。

ql67.420.31030.60.76Mpa<[]=1.5Mpa 剪力：2A280104 强度满足要求。 顶托纵梁方木验算

碗扣支架立杆的纵向间距为0.6m，横向间距为0.6m，顶托方木纵梁按顺桥向布置，间距0.6m。因此纵梁计算跨径为0.6m，因为纵梁受力是通过横梁传递的，横梁间距为0.3m,所以纵梁应按集中荷载计算，可简化成如下图所示：

12.14KN12.14KN12.14KN12.14KN12.14KN12.14KN12.14KN12.14KN12.14KN12.14KN12.14KN0.6120.630.0.650.66

纵向方木8cm×10cm,间距为0.6米。木材[]=13Mpa；[σw] =13MPa；E=1.0×104MPa。 木方抗弯截面系数:

W=bh2/6=8×102/6=133cm3

b-木方截面宽,h-木方截面高

惯性矩：I=bh3/12=8×103/12=666.7cm4由上图可知，纵梁即承受弯矩和剪力，又承受压力，先对压力进行检算：

纵梁压应力检算:

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集中荷载大小为F=6.88×9.8×0.6×0.3=12.14KN 横梁正压应力发生在横向和纵向方木相交处:

σ压=(F+1/2F)/A=(12.14+6.07)/(0.06×0.08)=3794KPa＜[σ]=13MPa A ---受压截面面积；

纵杆中弯矩： Mmax=1/4Fl=0.25×12.14×0.3=0.91Nm 纵杆跨中拉应力:

=Mmax/W=0.91/(133×10-6)=6.84KN＜[σw] =13MPa； 跨中挠度:

c=Fl3/48EI=12.14×0.63/(48×1.0×104×666.7×

10-8)=0.82mm<1.5mm([]=L/400=600/400=1.5) 满足刚度要求。

F12.141030.75Mpa<[]=1.5Mpa 剪力：42A28010 强度满足要求。 4、本工程施工小结

支架是本项工程在施工过程中的的主要受力结构，支架搭设的质量直接关系到主体工程的质量和安全。搭设支架时，应该严格控制支架的搭设质量，安放可调底座及首层立杆时需挂线摆放，其下部偏差（纵、横向）控制在5mm以内。调整可调底座丝扣时需抄平、拉线，确保同一支墩的首层水平横杆基本处于同一水平面上，相对高度控制在5mm以内。其它间距的支架其首层立杆轴线偏差及首层横杆相对高差均应控制在10mm以内。顶部应控制在15mm以内，防止支架水平框偏扭过大。立杆垂直度偏差应小于0.2％。

本文所提中桥按上述支架搭设方案进行施工，在混凝土浇筑过程中，支架、方木及模板强度和刚度完全满足规范要求。施工完成的梁体混凝土线性也满足设计及施工规范的各项要求。本桥在保证施工质量和进度的同时，做到了安全施工，达到了预期目的。 5、结束语

支架工程不仅在桥梁建设中应用广泛，而且还是很多建筑施工中必不可少的临时设施，脚手架虽然是随着工程进度而搭设，工程完毕就拆除，但它对建筑施工速度、工作效率、工程质量以及施工人员的人身安全有着直接影响。因此脚手

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架的选型、构造、搭设质量等决不可疏忽大意轻率处理。

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