器桥梁工程 Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 陡坡地段现浇箱梁圆盘式支架设计与施工 李立功 （北京鑫畅路桥建设有限公司，北京 １０１１０１） 摘要：圆盘式支架具有结构部件少、搭建及拆卸方便、承载能力大、结构强度高、整体稳定性好、安全可靠、高度经济性 等优点。介绍了圆盘式支架的主要结构部件，并结合工程实例，对支架结构进行了设计与验算。 关键词：圆盘式支架；构件；设计；验算；施工 中图分类号：Ｕ ４４５ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—７７６７（２０１１）０３—００６２—０４ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｓｃ Ｔｙｐｅ Ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｆｏｒ Ｃａｓｔ－ｉｎ－ｐｌａｃｅ Ｂｏｘ Ｇｉｒｄｅｒ ｉｎ Ｓｔｅｅｐ Ｓｌｏｐｅ Ｌｉ Ｌｉｇｏｎｇ 随着我国公路事业的飞速发展。山区高等级公路 非常满意的效果。 的数量日益增多。由于山区地形复杂多变、地势起伏 １工程概况 较大、地质条件差，使得现浇连续箱梁施Ｔ中往往面 １０８国道（南村一石门营段）改建工程中的Ａ１主线 临着排架基础处理难度大、搭设困难、不经济等问题。 桥为４跨预应力混凝土连续箱梁结构，桥梁全长１３５ ｍ． １０８国道（南村一石门营段）改建工程中，Ａ１主线桥现 宽１１．２１ １ＴＩ，梁高１．６ １ＴＩ。桥下地形变化较大且跨越２条 浇预应力箱梁施工中选用了网盘式满堂支架，取得了 地方公路，桥梁立面如图ｌ所示。 坨隧道相接 ⑩ ⑩ 图１ Ａ１主线桥立面图（ｍ） 结合以往施工经验及工程实例．设计拟定了碗扣 速度快，降低综合成本；４）接头构造合理，作业容易，轻 式满堂支架，军用墩、军用梁结合碗扣式支架，钢管 巧简便；５）承载能力大，结构强度高、整体稳定性好； 桩、贝雷片结合碗扣式支架及圆盘式满堂支架等多种 ６）安全可靠，插件具有自锁、互锁功能；７）综合效益 方案，综合考虑多种因素后，该桥最终选用圆盘式满 好，构件系列标准化，便于运输和管理，且无零散易丢 堂支架进行施Ｔ ２圆盘式支架 构件，损耗低。 圆盘式支架主要由主杆、平主杆、横杆、斜杆、定位 圆盘式支架是一种新型的满堂支架，与传统碗扣 杆、标准基座、辅助杆、下调基座、Ｕ型顶托、扶手、爬 式支架相比，具有以下优点：１）多功能，能根据具体施 梯、销板、连接棒等组成，各结构构件如图２、３所示。 工要求组成模数为０．６ ｍ的多种组架、物料提升架、施 ２．１主杆与平主杆 Ｔ爬梯等施工装备；２）结构部件少，搭建及拆卸方便， 主杆、平主杆是整个系统的竖向受力构件，其中 基本结构及专用部件适应性强；３）高度经济性，拼拆 主杆含连接棒，平主杆不含连接棒，连接棒采用方钢 ６２ 啼 投求 ∈．ｒ ２０１１ Ｎｏ．３（Ｍａｙ．）Ｖｏ１．２９ 图２网盘式支架施工爬梯 图３圆盘式支架各构件 桥梁Ｔ程器 Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 管。平主杆是使用于标准基座上的第１支主杆，主杆 与平主杆上的圆盘间距均为５００ ｍｍ。主杆长度有 １．０，１．５，２．０，３．０ ｍ ４种规格，直径为６０．２ ｍｍ，管壁厚 （３．１±０．１５）ｍｍ，材质为Ｑ３４５Ｂ。 ２．２标准基座与辅助杆 标准基座及辅助杆主要以套筒方式连接平主杆 （内插式），以达到快速组装及调整至任意高度的目的。 标准基座管径为６０．２ ｍｍ，壁厚（３．１±０．１５）ｍｍ，材质 为Ｑ３４５，其轴长２００ ｍｍ，放置于下调基座上。 辅助杆管径为６０．２ ｍｍ，壁厚（３．１±０．１５）ｍｍ，材质 为Ｑ３４５，其轴长有２５０ ｍｍ与５００ ｍｍ ２种规格。辅助 杆连接在主杆上方（外插式），其主要作用是在主架调 配高度时，可以灵活地弥补主杆高度的不足，尤其是在 支撑物有高度渐变时可以发挥出极大的作用。 ２．３横杆与定位杆 横杆用于连接各主杆使之组成支撑架组，使各主杆 间受力平均分布并相互支撑，不易产生弯曲变形。横杆 材质为Ｑ２３５，管径为４８．２ ｍｍ，壁厚为（２．７５＿＋０．２７５）ｍｍ。 横杆尺寸有０．６，０．９，１．２，１．５，１．８ ｍ ５种规格。 定位杆用以固定单组支撑架，使之不致于产生扭 曲，增加支撑架的稳定度。定位杆材质为Ｑ２３５。管径为 ４８．２ ｍｍ，壁厚为（２．７５＿＋０．２７５）ｍｍ。定位杆尺寸有１．５ ｍｘ １．５ ｍ，１．８ ｍｘ１．５ ｍ，２．４ ｍＸ１．５ １ＴＩ，１．８ ｍＸ１．８ １ＴＩ ４种规格。 ２．４斜杆 斜杆用于承受水平力，分散支架的承载重量。并可 使整座圆盘架不产生扭曲变形。斜杆材质为Ｑ２３５，管 径为４８．２ ｍｍ，壁厚为（２．７５＿＋０．２７５）ｍｍ。斜杆主要尺寸 有０．６ ｍｘ１．０ １ＴＩ，０．６ ｍｘ１．５ ＩＴＩ，０．９ ｍｘ１．０ ｍ，０．９ ｍｘ１．５ ｉｎ， １．５ ｍｘ１．０ １ＴＩ，１．５ ｍｘ１．５ ｍ，１．８ ｍｘ１．０ ｍ，１．８ ｍｘ１．５ ＩＴＩ， ２．４ ｍＸ１．５ ＩＴＩ ９种规格。 ３排架基础处理 Ａｌ主线桥桥下地质较为均匀，且大部分为弱风化 砂岩，地基承载力可达５５０ ｋＰａ，完全满足排架基础承 载力要求。排架基础处理措施如下：对部分山体进行 开挖并大致整平；在较高台阶处利用开挖的片石砌筑 挡土墙；对于地势较高的部分采用１０ ｃｍ厚Ｃ１５混凝 土垫层找平。其他部位均采用开挖的山石土进行回填 并压实整平。由于底部工作面有限，为确保该处的排 架稳定．故用Ｃ２５混凝土浇筑３道尺寸规格为０．４ ｍｘ ０．４ ｍ×１３ ｉｎ的条形基础 ４排架整体设计 ４．１纵桥向布置 排架横距、纵距及步距均为１．５ ＩＴＩ，局部采用０．６， ２０１１牟第３期（５一）第２９拳 啼荭投术一Ｅ１－ ６３ 器桥梁工程 Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ０．９，１．２，１．８ ｍ的横杆进行调节，纵桥向布置如图４ ／ ｝ ｉ ｌ ｛ 所示。 Ａ１－２ Ａ１－３ ａ）总体布置图（ｍ） ｂ）台阶处局部布置图 图４排架纵向布置罔 ４．２横桥向布置 现浇箱梁横桥向宽ｌ１．２１ ｍ，箱室宽８．０５ ｍ，排架 横向布置为１．５ｘ４＋Ｉ．２ｘ２＋０．９＋１．８ｘ２＝１２．９ ｉｎ。如图５所 示，立杆上设置顶托，主龙骨采用双根Ｓ一１５０型铝合 金梁横向布置，间距同排架纵距：次龙骨采用１０ ｃｒｕｘ １０ ｃｍ方木纵向布置，间距为２０ ＣｌＴＩ，面板为１．５ ａｍ厚 的胶合板。 图５排架横向布置图 ４．３门洞布置 门洞预留尺寸为宽５．１ １１１，高５ １ＴＩ。支架顶部采用双 层龙骨支撑的方式．第１层龙骨采用２０ａ工字钢顺桥 体横断面方向铺设，第２层龙骨采用５６ａ工字钢顺桥 纵方向铺设。门洞基础为采用Ｃ２５混凝土浇筑的、尺 寸为１ ｍｘ０．６ ｍｘｌ３ ｉｎ的２道条形基础，基础上部采用 加密圆盘排架，如图６所示。 ５ 支架验算【 １ ５．１立杆验算 取箱梁腹板处主杆进行计算。由于风荷载作用效 应较小，故不参与荷载组合。经计算，荷载标准组合ｑ ＝ ６４ 啼荭投亲 Ｅ．广２０１１ Ｎｏ．３（Ｍａｙ．）Ｖｏ１．２９ ／ —— 一 ＼箜 星 第２层５６Ｑ 主塑 —ａＺ字钢 — ｛ —— ／ ｊ ——— —— 【ｊ ／ ！ ｒ 虱 ： 。． － Ｊ● ● ●； ： ．１ ５００ Ｉ １ ５００ ｆ １ｍ， ｒ ｍ １ ５００ ｌ １ ５００ 图６门洞布置图 ８５．９７ ｋＮ，基本组合ｑ２＝１０５．８ ｋＮ。 根据国家建筑工程质量监督检验中心的试验报告， 立杆极限抗压试验值为８３４－３ ｋＮ（单元４根立杆组合试 验值），单根立杆的极限承载力值为８３４．３Ｎ＝２０８．５８ ｋＮ， 荷载组合ｑ２＝１０５．８ ｋＮ＜２０８．５８ ｋＮ，单根立杆承载力满 足要求。 取立杆长度 １ ５００ｍｍ，长细比九＝丁ｌｏ＝ ＝９０＜［ ］＝１５０，满足要求。 立杆轴心受压构件纵向弯曲系数取０．７】４．经计算 立杆弯曲强度ｒ，＝２５８．６ Ｎ／ｍｍ ＜３１０ Ｎ／ｍｍ ，稳定性满 足要求 ５．２次龙骨验算 腹板处次龙骨荷载标准组合ｑ，＝９．２２ ｋＮ／ｍ，基本 组合ｑ２＝１１．２４４ ｋＮ／ｍ。 次龙骨按３跨连续梁考虑，经计算弯曲强度Ｏ－＝ １５．２ Ｎ／ｍｍ ＜１７ Ｎ／ｍｍ ，故强度满足要求。 次龙骨采用１００ ｍｉｎＸ１００ ｍｍ的木方，经计算．挠 度ｗ＝３．７９ ｍｍ ３．７５ ｍｍ，满足要求。 ５．３主龙骨验算 取箱梁根部腹板下主龙骨计算，荷载标准组合ｑ １＝ ５４．８ ｋＮ／ｍ，基本组合ｑ２＝６７．１ ｋＮ／ｍ。 主龙骨按３跨连续梁考虑，经计算，弯曲强度Ｏ＇－ １３７．５ Ｎ／ｍｍ ＜１８８．３６ Ｎ／ｍｍ ，故强度满足要求。 主龙骨采用双根Ｓ一１５０型铝合金梁，经计算，挠度 Ｗ＝２．２３ ｍｍ＜３．７５ ｍｍ，满足要求。 ５．４门洞脚手架验算 ５．４．１立杆验算 经计算，立杆荷载标准组合ｑ。＝４１９．４ ｋＮ，基本组 合ｑ２＝５１３．４ ｋＮ。 单根立杆荷载值为５１３．４／４＝１２８．３５ ｋＮ，单根立杆 极限值为８３４．３／４＝２０８．５８ ｋＮ，所以单根立杆承载力满 足要求。 （下转第７８页） 器隧道与地下工程 Ｔｕｎｎｅｌ馥Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ １）对 水严重的区域 在下台阶底部人工开挖 达到设计强度之后，再拆除隧道内的临时钢支撑并再 ５００ｍｉｎｘ５００ｍｍｘ３００ｉｎｍ的集水坑，引流水集中抽排。 次拧紧开口处两侧相邻衬砌管片上的所有连接螺栓。 在初期支护侧壁渗水严重区域，采用埋置引流管的方 联络通道处的临时钢支撑由Ｑ２３５ Ｉ １４型丁字钢 式进行。 与脚手架管组成，通过焊接连接。 ２）钻孔埋管使用真空泵抽水：首先。使用水钻沿 ４ 结语 联络通道底拱部位钻直径５０ ｍｍ孑Ｌ，间距１．５ ｍ，共计 １）在暗挖隧道不具备地面加固处理的情况下，可 ６个孔（联络通道侧墙左、右各３个孑Ｌ），其次，在每个 采用洞内放射型双液法加固地层，降低了拱顶塌方的机 孑Ｌ内布设１根长９ ＩＴＩ，ＤＮ５０ ｍｍ的镀锌钢管，镀锌钢管 率，也增强了止水作用，大幅提高了施１二速度和安全性。 上钻孑Ｌ呈梅花状布置，管外面施作１层透水网布，然后， ２）通过同时采用钻孔埋管真空泵抽水、开挖作业 将６根管串联，使用真空泵进行抽水作业。 面施做集水坑、埋设无砂混凝土管降水３种施工方法． ３．４隧道内管片加固施工 保证了在内拱脚遇富水粉细砂层情况下．下台阶施工 施作联络通道洞门时，拆除通道侧开口环的混凝 无水作业。 囊 土衬砌管片前．应先在联络通道开口环上不开Ｍ的主 要受力部位设立多个１４号工字钢制作的支撑点，支 参考文献： 撑点与管片之间设置木板，以防损坏管片表面，联络 ［１］北京城建集团有限责任公司．ＧＢ ５０２９９—１９９９，地下铁道丁程 通道两侧各加固３环，各环的钢支撑利用工字钢连接 施工及验收规范ｉｓ］．２００３版，北京：中国计划出版社，２００４． 成为整体，以增强支撑的整体稳定性。设立抗拉杆件与 收稿日期：２０１１－０ｌ—Ｏ６ 内支撑骨架相连，防止和减少区间隧道在通道位置处 作者简介：孙福明（１９８６一），男，山西稷ｔｈ县人，助理工程师，主要从事 的管片发生过大变形。待联络通道的钢筋混凝土结构 市政工程施工管理Ｔ作。 （上接第６４页） 横杆头推入圆盘平面至顶紧立杆，然后用手将插销插 取立杆长度 １ ０００ｍｍ，长细比 丁ｌｏ： 入圆盘孔并穿出插头底部，再用手锤敲紧。顺桥向按 一定间距设控制断面，测设四角控制点顶托高程，拉线 ＝６Ｏ＜［ ］＝１５０，满足要求。 调节剩余顶托标高。 立杆轴心受压构件纵向弯曲系数取０．８８３，经计 支架搭设完成后，在混凝土箱梁施工前，对支架 算，立杆弯曲强度 ＝２５３．７ Ｎ／ｍｍｚ＜３１０ Ｎ／ａｒｍ ，稳定性 进行预压（１．２倍箱梁自重），以检查支架的承载能力， 满足要求。 减少和消除支架体系的非弹性变形及地基的沉降。支 ５．４．２第１层工字钢（２０ａ）验算 架拆除时要先卸中间，再逐渐向两头推进 拆架程序应 经计算，第１层Ｔ字钢龙骨均布荷载标准值ｑｌ＝ 遵守“由上而下，先搭后拆”的原则。 ７０ ｋＮ／ｍ，均布荷载设计值ｑ２＝８５．６ ｋＮ／ｍ。 ７ 结语 弯曲强度 ＝１０１．７ Ｎ／ｒａｍ ＜２１５ Ｎ／ｍｍｚ，强度满足 Ａ１主线桥施工于２０１０年７月顺利完成，通过对支 要求。 架沉降点的跟踪观测发现，预压阶段支架沉降量在２ ＣＩＴＩ 挠度加＝０．９５ ｍｍ＜３．７５ ｍｍ，刚度满足要求。 以内，非弹性变形量小于２１１３１１３＿，箱梁内实外洁、平整美 ５．４．３第２层工字钢（５６ａ）验算 观。圆盘式满堂支架在１０８国道（南村一石门营段）改建 经计算，第２层Ｔ字钢龙骨均布荷载标准值 ＝ 工程中先后用于４座大桥施工，均取得了良好的经济效 ５５．８ ｋＮ／ｍ，均布荷载设计值ｑ２＝６８．３ｋＮ／ｍ。 益，这种新型的支架值得在今后的施丁中广泛推广。０纛≥ 弯曲强度ｏｒ＝１３９＿３ Ｎ／ａｒｍ ＜２１５ Ｎ／ａｒｍ ，强度满足 要求。 参考文献： 挠度 ＝８．５ ｍｌＴｌ＜１５．７ ｍｍ．冈０度满足要求。 ［１］周水兴，何兆益，邹毅松，等．路桥施１－计算手册【Ｍ］．北京：人 ６排架施工 民交通出版社，２００１：１７２—４５３． 首先在硬化地面上测设出桥梁各跨的纵轴线和桥 收稿日期：２０１１－Ｏ１—１４ 墩横轴线，按支架平面布置图及梁底标高测设支架高 作者简介：李立功（１９７３一），男，湖南邵阳人，工程师，学士，主要从事 度，搭设支架。主杆采用连接棒连接，横杆安装时需将 市政路桥施工技术与施工现场管理工作。 ７８ 啼荭数客川∈．ｒ ２０１１ Ｎｏ．３（Ｍａｙ．）Ｖｏ１．２９
