钢管混凝土拱桥施工支架稳定性验算及预压

钢管混凝土拱桥施工支架稳定性验算及预压

作者：胡杨春

来源：《建筑与装饰》2016年第09期

摘 要 经济的发展让我国的拱桥建设越来越多，其为人们的生活带来极大便利，受到越来越多人的欢迎。在对拱桥施工过程中，其支架的稳定性对于拱桥质量有着深远的影响。尤其对于钢筋混凝土拱桥，做好支架稳定性验算和预压尤其重要。基于此，本文对钢管混凝土拱桥施工支架稳定性验算和预压进行研究，一起能够产生一定的积极作用。 关键词 光管混凝土；拱桥施工；支架稳定性；验算和预压 前言

时代的进步和发展让人们对于交通提出了新的要求，也正是为了满足现代交通的需要，拱桥的建设越来越多，已经成为人们生活中随处可见的重要交通渠道。钢管混凝土拱桥具有承载能力强，使用寿命长久的优势，也越来越成为拱桥建设中的首选。钢管混凝土拱桥施工中，支架稳定性对于拱桥的承载能力和使用寿命影响深远，做好支架稳定性验算和预压成为拱桥施工中的重要工作内容。因此，相关人员要对钢管混凝土拱桥施工支架稳定性验算和预压进行深入研究，通过其相关公式的计算，提升混凝土拱桥施工质量，优化混凝土拱桥应用性能[1]。 1 工程简介

工程在进行施工的时候，其桥体属于下承式钢管混凝土双肋系杆拱桥，所涉及的跨越距离为60米，拱深为10米。整体看来，其桥长90米，宽50米。通过计算，桥梁上部结构采用计算跨径为85米的下承式钢管混凝土双肋系杆拱，中拱肋中心距离是30米，拱肋高度是4米。通过计算，我们可以了解矢跨比为1/4.25，拱肋中心到达到系杆的高度为20米，其采用的是抛物线形状，通过主弦向其中灌注混凝土。桥体的结构为内部超静定，外部静定。桥体横梁上所设预制钢筋混凝土型模板。 2 支架验算

本工程在进行支架应用方面采用的是满堂支架法进行桥梁搭设，适用的脚手架是48*3.5钢管扣件式。在进行支架稳定性验算过程汇总，所应用的参数为：钢筋混凝土密度

=26kN/m3；施工荷载标准设为P1；均布荷载取1.0kN/m2；振捣混凝土时候所产生的荷载标准为P2，其均布荷载为2.0kN/m2；模板所形成的支撑系统，其自重计算为P3（以安全为前提，采用刚模板进行荷载计算），均布荷载为0.75kN/m2；脚手架的施工荷载值为p4，其均布荷载为3kN/m2。

表1：支架钢管截面特性列表

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项目 材质 外径 壁厚 横截面积 惯性矩 截面模量 回转半径 钢管 Q235 47mm 3.5mm 4.89 12.19 5.08 15.8

通过表1我们可以了解到支架钢管的特性，在其应用过程中可以进行更加精准的支架验算。

支架稳定性验算公式： 杆件的轴向压力： 立杆钢管稳定性验算： 2.1 塔设

系梁立杆横距b=0.9m，立杆纵距，横杆布距。桥梁拱座处所设置的立杆纵距加密至0.5m。

（1）立杆钢管稳定性验算 长细比1.58=63.29，经查表所得 （2）系梁最大横截面 其计算公式为：

F=1.2×（NGIK + NG2K）+1.4×NQK =1.2×（28.79+0.54）+1.4×4.32=41.25KN +55 = 159.65 MPa < 0.85×0.99×205 =172.51 MPa

通过计算，我们可以了解其满足稳定性要求。 （3）系梁横隔板

系梁横隔板所进行的验算其上我们所进行验算相同，其一样可以满足稳定性要求。 （4）拱肋支架处

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钢管底部所采用的钢板其尺寸为封底，其混凝土为C30，矩形尺寸的长宽高为1.6m，2.8m，0.5m。

通过计算我们可以了解，其满足工程要求。 2.2 横梁支架验算

中横梁之感横距b=0.8m，立杆纵距，横杆布距，端横梁所设位置主要是承台之上，对于不再承台所设置的支架延伸至端梁处，立杆的纵距予以加密，其为0.5m，并且与承台相连接，从而保证横梁的稳定性。 （1）立杆钢管稳定性验算 长细比，查表可以得出 （2）中横梁截面 满足要求

（3）端横梁最大截面 满足要求 2.3 方木验算

模板底部所铺设的方木其尺寸为（10cm×10cm），方木距离横桥向系梁、端横梁的距离问1.0m，中横梁处距离1.2m布设。通过对设计规范的查询，我们可以了解到顺纹抗剪为1.9MPa。

（1）系梁最大截面 施工荷载： 满足要求 （2）横梁

横梁最大横截面荷载：

N/A方木=37.22×1000/（100×1000×2）=0.19MPa 满足要求

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（3）支架基础处理

对支架所进行清洁处理，采用卵石分层回填压实的方式对其加固，并在其外浇筑混凝土。 3 支架搭设 3.1 结构说明

（1）对于纵向水平杆的设置，应当置于立杆内侧，其长度一般来说应大于或者等于3跨。纵向水平杆为了符合工程需要，接长之后搭扣连接，纵向不平杆所进行的搭扣布置要进行交错进行。对于接头部分要注意将其设置在同步或者同跨范围内。如果接头处于不同步或者不同跨范围内，那么接头之间的距离要大于或者等于500毫米，接头中心与纵距之间的距离不大于三分之一。

（2）脚手架在进行设置的时候要注意对纵、横向扫地杆进行配置，纵向扫地杆应注意做好直角扣件固定，其固定在立杆上，与距底座上皮的距离应当保持小于或者等于200毫米，横向扫地杆也同样应当使用直角扣件进行固定，其在立杆上的位置应当接近纵向扫地杆下方。 （3）立杆上的接头应当交错分布，相邻立杆的接头位置应当在不同步内设置，同步范围内，每隔一根立杆，两个接头的高度要交错设置，错开的距离大于或者等于500毫米为宜。各个接头距离主节点的距离小于步距的三分之一为宜。

（4）模板支架四边与中间隔出4排位置进行支架立杆设置，由底至顶连续设置。 3.2 脚手架支架要求

脚手架支架的制作需要依照既定方案执行，并依照相应的尺寸和要求进行制作；其次，对于脚手架支架的架设顺序也需要予以高度注意。第三，如果支架的架设仅仅是临时需要，则需要在架设过程中注意做好安全防范措施。第四，支架的架设要注意扣件的牢固性，既需要做到扣紧，也需要做到防止变形，因此要注意做好度的把握。第五，对于杆件要注意做好随时调整，避免其因为长时间支撑而产生变形或者歪曲。第六，手工之时，要对支架进行检查，做好支架的稳定性保障，防止因为其不稳定性而造成较大事故的发生。第七，脚手架支架搭设完毕之后，需要对其进行预压，从而减少因为可能存在的荷载而造成支架弯曲变形，影响整体工作进程。

3.3 搭设要求

支架进行搭设的顺序是：立杆定位→摆放扫地杆（贴近地面的大横杆）→逐根竖立立杆，随即与扫地杆扣紧→装扫地小横杆并与立杆或扫地杆扣紧→根据实际情况安第一步大、 小横杆（与各立杆扣紧）→安水平大横杆→安水平小横杆→加设剪刀撑。

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在支架下面设置可调节支座，保持立杆的距离在0.8m左右，其纵距保持在0.9m，横杆布局为1.0m。如遇到横隔板、系梁拱座等情况其立杆的密度予以增加，保持在0.5m。支架需要根据横梁、系梁的高度进行相应的调节。支架下设扫地杆，依据现场情况，其扫地杆布局需要大于1.0m，如果需要对其稳定性予以加固，则可以在其中间加设一道横杆。脚手架预设完毕之后，还需要对其进行预压，从而保证其稳定性。 4 支架预压 4.1 预压荷载

依照箱梁设计，以及模板重量之和的1.1倍数进行加载预压。预压荷载主要通过纤维袋装砂，使用吊车进行吊起来实现。预压过程需要依照实际承载量分布进行合理预压，其预压的位置主要为系梁、端、中横梁底、腹板等处。 4.2 加载与卸载

加载时，其荷载依照一定等级来进行，如20%、40%、60%、80%、100%。其观察的时间一般为24小时为宜，如果支架的沉降明显，则需要适当延长预压时间。卸载也同样需要一定的等级进行，比如80%、60%、40%、20%。支架进行纵向加载时候，需要从中间向两边进行布载，并且要注意均衡进行。每一级加载之后，需要停下对其进行观察，确保加载之后的支架没有问题再进行下一级加载，一般观察时间最少要达到12小时[2]。 4.3 预压监测 （1）监测点布置

监测点的布控要注意其位置的安置，每隔1/4跨径进行一个监测断面的布置，如果遇到拱座、支架立杆处、工作等位置，则需要布控大于5个以上监测点，并进行均衡布置。 （2）监测记录

底模安装完毕之后还要进行相应的监测。在预压核准之前，需要对各个监测点的初始标高进行测量，并做好相应的记录。每一级荷载之后，还需要进行相应的监测，同样需要做好记录，并对沉降量进行计算。全部预压荷载施加完毕之后，每过二十四小时进行一次监测，并做好相应记录，对于监测点也要进行标高。支架预压符合各监测点最初24小时的沉降量平均值 5 结束语

钢管混凝土拱桥施工支架稳定性验算需要相关人员对其进行不断研究和探索，通过新工艺的应用让其得到优化，从而保证施工的可靠性，保证拱桥施工的安全性，为人们的提供一个更加良好的施工环境。

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参考文献

[1] 张兴春.钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术及整体稳定性分析[J].铁道建筑，2012，（08）：5-7.

[2] 张宇，郝本峰，赵冬，等.城市高架桥现浇箱梁支撑体系设计及施工[J].桥梁建设，2012，（S1）：148-152.

[3] 陈钒，王建欣，王江宇，等.钢管混凝土系杆拱桥施工中受力性能及稳定性分析[J].桥梁建设，2012，（06）：27-32.