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现浇混凝土箱梁模板支架施工技术研究

2022-09-28贵州桥梁建设集团张成进

人民交通 2022年18期
关键词:斜杆立杆龙骨

文 / 贵州桥梁建设集团 张成进

为解决现浇混凝土箱梁模板支架施工问题,本文结合某现浇混凝土箱梁桥实际情况,提出两套模板支架体系方案,即碗扣架与盘扣架,然后通过相关的试验与综合对比,最终将盘扣架作为模板支架体系,提出施工方法与要点原则,以期为相关人员提供参考。

现浇混凝土箱梁是桥梁工程建设常用上部结构类型,具有施工方便、结构简单和受力明确等优势特点。而在箱梁施工中,为保证模板支设可靠性,需要搭设模板支架体系,这就需要根据桥梁工程实际情况,确定适宜的支架体系类型与相应的施工要点。

工程概况

某拟建桥梁总长约2.4km,可分成主桥与引桥,上部结构均采用现浇混凝土箱梁,该桥梁工程量巨大,而且主线需要跨越很多既有道路及河流。为保证施工顺利完成,在箱梁现浇过程中,设计提出两套支架方案,即碗扣式模板支架和承插型盘扣式支架。

施工方案

计算结果

在主线范围内的标准型箱梁中选取试验段对以上两套支架方案进行试验与分析。针对不同支架形式,按照各自的技术规范实施计算,以确定适宜的排布方式与间隔距离。

对于碗扣式支架,其计算结果为:次龙骨材料采用10cm×10cm木方,按0.3m的间隔距离均匀排列,最大应力为4.45N·m,容许应力为10N·m;主龙骨材料 采 用10cm×15cm木 方,按0.6m和0.9m两 种 间隔距离均匀排列,最大应力为4.57N·m,容许应力为10N·m;横梁下部立杆最大排列间距为0.6m×0.9m,最大应力为127.57N·m,容许应力为215N·m;腹板下部立杆最大排列间距为0.6m×0.9m,最大应力为62.75N·m,容许应力为215N·m;箱室下部立杆最大排列间距为0.9m×0.9m,最大应力为50.58N·m,容许应力为215N·m;翼缘板下部立杆最大排列间距为0.9m×0.9m,最大应力为49.29N·m,容许应力为215N·m;地基基础采用C20混凝土,厚度为0.2m,最大应力为3.89N·m,容许应力为20N·m。

对于盘扣式支架,其计算结果为:次龙骨材料

采用10cm×15cm木方,按0.3m的间隔距离均匀排列,最大应力为8.14N·m,容许应力为10N·m;主龙骨材料采用I14,按0.9m、1.2m和1.5m三种间隔距离均匀排列,最大应力为118.85N·m,容许应力为215N·m;横梁下部立杆最大排列间距为0.9m×1.2m,最大应力为238.7N·m,容许应力为300N·m;腹板下部立杆最大排列间距为1.2m×1.5m,最大应力为204.6N·m,容许应力为300N·m;箱室下部立杆最大排列间距为1.5m×1.5m,最大应力为171.7N·m,容许应力为300N·m;翼缘板下部立杆最大排列间距为1.5m×1.5m,最大应力为167.5N·m,容许应力为300N·m;地基基础采用C20混凝土,厚度为0.25m,最大应力为4.13N·m,容许应力为20N·m。

施工方法

1.碗扣式支架

碗扣式支架的搭设按照最优设计进行,在施工中应严格遵循下列原则:

(1)在腹板下部按照120cm的步距、60cm的横桥向间距和90cm的纵桥向间距搭设支架。

(2)在箱室的空心处按照120cm的步距和90cm的横、纵桥向间距搭设支架。

(3)在横梁处按照120cm的步距和60cm的横、纵桥向间距搭设支架。

(4)在箱梁的横断面上按照4m的间隔距离设置剪刀撑,对于纵断面上的剪刀撑,需设置在两侧与腹板处,同时每四层水平杆增设一道水平方向的剪刀撑。

(5)按受力状况可将分配梁分成主、次龙骨,碗扣架的主、次龙骨均为方木,纵桥向的分配梁间隔距离和立杆相同,而横桥向的分配梁按照30cm的间隔距离布置。

(6)现场施工所用碗扣架为按照要求从市场中直接租赁而来的,碗扣架进场后,经现场实测,其钢管壁厚在3.2mm左右,符合计算提出的不小于3.0mm的要求。

(7)支架的地基基础处理方式为先将原状土碾压密实,然后按照20cm的厚度浇筑C20混凝土,对于处在原路面的箱梁,可不进行地基基础处理。

2.盘扣式支架

该工程拟采用的盘扣架型号为A-LG型,同样按照最优设计搭设,实际施工中要严格遵循下列原则:

(1)箱梁空心处与翼缘板处的盘扣架,其横桥向间隔距离相同,均为150cm,而腹板处的盘扣架需适当加密,即按照90cm的间隔距离进行搭设。

(2)横梁处的纵桥向盘扣架按照90cm的间隔距离搭设,而标准段箱梁的盘扣架搭设间隔距离为150cm。

(3)剪刀撑布置:对于8m及以下盘扣架,需在支架四周外立面向内的第一跨每层均布置竖向斜杆,在顶、底层布置竖向斜杆的同时布置水平斜杆,按照5跨的间隔沿横纵两个方向布置竖向斜杆,并沿支架向上按照6跨的间隔布置水平斜杆;对于8m以上的盘扣架,需对竖向斜杆进行满布,并在顶、底层分别布置水平斜杆,最后在支架上按照6跨的间隔距离布置水平斜杆。

(4)与碗扣架相同,盘扣架的分配梁也可按照受力状况分成主、次龙骨,其中,盘扣架的主龙骨采用10cm×15cm木方,按照30cm的间隔距离布置,次龙骨采用I14工字钢,其布置间距和纵桥向立杆相同。

(5)盘扣架地基基础处理方法和碗扣架基本相同,均为先将原状土碾压密实,再按照25cm的厚度浇筑C20混凝土,并在混凝土的下部采用碎石按照20cm的深度进行换填。对于处在原路面的箱梁,可不进行地基基础处理。

方案对比

1.受力性能

虽然以上两种支架都能达到施工要求,但根据计算结果可知,在相同条件下,盘扣架材料强度比碗扣架高1.5倍左右,即盘扣架最大承载能力比碗扣架高1.5倍。在这种情况下,当荷载条件完全相同时,盘扣架立杆承受最大荷载时所需杆件数量比碗扣架少,然而要注意,立杆数量减少会使配梁与地基基础的受力变大,木方龙骨可能无法达到承载力要求,应更换强度更高的龙骨材料,也可通过适当增加分配梁层数对龙骨受力进行改善,但无论如何都要提高地基基础实际承载力,即对支架的地基基础予以加强处理。

2.安全性

盘扣架节点以半刚性连接为主,将可实现自锁的楔形板作为销板,可有效保证节点连接可靠性,但碗扣架的所有节点均采用先扣再旋转销接的方式相连,实际施工中可能产生漏拧或没有拧紧等情况,产生安全隐患。

3.经济性

两种支架方案的经济成本对比结果如表1所示。

从表1可以看出,盘扣架在带来更好的受力性能和安全性的同时,必然需要更高的经济成本。

比选结果

为满足进度与短期节点相关要求,最终将支架方案确定为盘扣架,以此在保证施工质量的同时,保证施工安全,并有效缩短工期。虽然盘扣架的一次投入成本较大,但总体来看,由于盘扣架的使用能更好的保证安全,并加快进度,所以能完全弥补这一缺陷。

结语

综上所述,碗扣架与盘扣架是当前现浇混凝土箱梁施工常用的两种模板支架体系,不同模板支架体系的性能、施工方法及特点均不相同,施工中需根据工程实际情况,通过试验分析和综合对比选择适宜的支架体系,以保证箱梁施工顺利完成,达到预期的质量、进度和安全目标。

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