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摘要：通过本工程现浇梁模板支撑架方案，阐述压杆稳定计算理论及纵横向非匀称截面荷载的支撑布置原则、特殊桥址条件的支撑布置方法及技巧、施工安全质量注意事项。
关键词：现浇梁； 模板支撑架；专项施工技术方案
Abstract: through the construction of cast-in-place beam formwork support scheme, the pressure bar stability calculation theory and its vertical non uniform cross section load supporting arrangement principles, special conditions for bridge site support arrangement method and technique, the quality of construction safety matters needing attention.
Key words: cast-in-place beam; formwork; special construction technology programs
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
1、工程概况
新建铁路前阳至庄河DT2标段大洋河特大桥，第9孔~15孔为双线道岔连续梁，计算跨度为（31.8+4×32.7+31.8）m，全长194.4m。
双线道岔梁支座中心至梁端0.8m，梁主梁梁高3.05m。截面采用单箱双室等高度桥面板局部加宽的斜腹板截面形式。箱梁顶宽18.46，局部翼缘板加宽为11.96m，箱梁一般底板宽550m，支点处底板加宽到650m。
桥梁支撑墩均为钢筋混凝土实体墩身、钢筋混凝土灌注桩基础。
本处桥梁所处地势条件较平坦，为耕地、沼泽芦苇塘及鱼塘。桥址范围内，沟渠分布较多，地表水发育，水深一般为0.5—3m，地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，地下水埋深0—2.8m（高程3.51—3.95m）。
箱梁采用支架现浇施工技术方案，分段浇筑。首次浇筑中间二孔，预应力施加后，再次浇筑剩余边跨。
2、施工方案概况
本段6孔连续梁桥大部分处于稻田地，地质土壤为淤泥质粉质粘土，最深达6m，土质含饱和水，承载力较低，软塑、沉降变形较大，不适用于现浇梁的满堂脚手支架地基。
为满足现浇梁承载力及沉降需要，结合现场踏勘资料，经我局及2公司两级技术专家组反复研究优化，决定采用膺架法现浇支架。支撑架结构示意图如图1、2所示。
支撑架采用普通贝雷桁架做支撑梁，布置14排片，每两片之间采用横隔桁架连接。支撑柱采用直径φ510mm、壁厚12mm钢管，横向布置3根，间距按等荷载分配原则布置。柱顶上的横向主梁采用2拼I56b组合工字钢梁。支撑柱均至于承台上，以减少支架的沉降量。梁底采用10cm×10cm小方木及竹胶模板。
3、方案设计参数
(1)钢材弹性模量E=2.1×105MPa；
(2)Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=215Mpa，剪切强度fv=125Mpa；
贝雷桁架的允许压应力及弯应力为f＝273 MPa；剪应力fv=208 MPa。
(3)钢筋混凝土重度rc=26KN/m3；
(4)结构安全系数K=1.3；
(5)二次分配梁允许挠度【ω】=L/400；
(6)衡载系数1.2，活载系数1.4。
(7)施工人员及机械活载约100KN。（参照施工组织取值）。
(8)模板重量q=2.5KN/m2。竹胶模板、木框架，参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值。
4、荷载计算
4.1计算梁横截面积
梁段支撑部分标准横断面图如图3所示。
4.2荷载计算
箱梁全宽B=11.96m(局部加宽部分另行计算)。
结构衡载q1=1.25rcA=303KN/m;
备注：6孔32.7m三线道岔梁总长度：194.4m，混凝土总量V=2270.48m3。平均断面积为：A=11.67m2，平均恒载q1=303KN/m，实际荷载是标准断面积荷载的1.25。
②、模板重量q2=2.5B=46.2KN/m; 参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值。
③、支架重量q3=15%q1=45KN/m(暂按以往经验估算)
④、施工人员和机械活载：q4=100/32.7=3KN/m；
设计计算荷载:
q=1.2(q1+q2+q3)+1.4q4=477.24KN/m。
計算荷载放大系数：K=1.575。
4.3荷载分配
支撑架荷载示意图如图4所示。
根据荷载分布图图4，经过计算得到各个支撑点分担荷载：
RA=RD=1663KN；
RB=RC=5091KN。
5、内力计算及结构设计
5.1支撑柱N1及N2杆件
根据图4可知，纵向钢管支撑柱RB（RC）的分担荷载最大。故以此为计算设计对象。N1杆件按此标准布置。
由图5可知，横断面支撑柱设置3根，按等荷载分配。每一支撑柱分担的竖向荷载为：R=555KN。
由图1可知，每一根N2支撑柱支撑长度为L=1117cm。分担的轴压荷载为F=2189KN。
N2支撑柱拟采用φ510mm、壁厚12mmQ235材质钢管。其几何特征为：横截面面积A=187.7cm2，横截面惯性矩I=58235cm4，回转半径i=17.61cm。
N2与N1中间设置一道水平横支撑，并与墩身链接，约束支撑柱的纵向位移。N2按两端铰接设置，支撑柱自由受压长度为L=558.5cm。长细比λ=31.7。属于短杆受压。其折减系数ψ=0.930。
其承载能力[F]=ψfA=3753KN，安全储备系数K=1.7，满足要求。
N2支撑柱的单项最大压缩量：△h==6.2mm。
5.2一次主梁N3
根据图4可知，纵向钢管支撑柱RB（RC）的分担荷载最大，横向主梁N3在此处荷载也最大。
根据图5所示，N3主梁的最大内力为：
最大弯矩Mmin=-444KN-m；
最大剪切内力Tmax=1323.5KN。
桥面全宽1196cm，预留作业平台50cm宽，支架全宽1296cm。N3主梁支撑受力长度1196cm，中间等荷载支撑3点，支撑跨度340+340cm，外悬臂258cm。
N3主梁拟选I56b工字钢梁，材质Q235。其几何特征：横截面积A=146cm2，横截面惯性矩Ix=68510cm4。I56b工字钢水平并置。
①、求所需I56b工字钢数量
假设需要n根。采用允许应力法求需要根数n。
由公式得到：nIx=79833，所需根数n=1.67，选用2根I56b工字钢。
②、验算挠度ω
由力法可得在q=1状态下：
=47741；=0.004。
由得到，=3.7mm，小于L/400=8mm，满足要求。
③、验算剪应力
τ==45.33Mpa，小于fv=125Mpa，满足要求。
5.3计算所需N4贝雷桁梁的数量
①、计算所需贝雷桁架梁数量n
根据荷载分布图图4，各个支撑点的分担荷载为：RA=RD=1655KN，RB=RC=5098KN。
RA及RD支点的贝雷桁架承载能力为460KN，RB及RC支点的贝雷桁架承载能力为620KN。
A及D点需要贝雷桁架梁：n=3.6
B及C点需要贝雷桁架梁：n=8.2片，考虑方木布置取16片。
验算弯曲拉压应力
贝雷桁架梁N4的内力如图6所示。其截面最大弯矩为M=8796KN-m。
一片贝雷桁片的面积矩W=3578.5cm3。合计面积矩∑W=50099cm3。
最大弯曲拉压应力：=97Mpa。满足要求。
③、验算最大挠度ω
由力法可得：在q=1状态下，M1==180000，ω1==0.0024。
由得到，=4.2mm，小于L/400=30mm。满足要求。
其它验算满足要求，计算过程略。
5.4水平横撑N5
N5横撑属于受压构件。由图1和图4可知，合计受压荷载为4145KN。N5构件与N2构件一对一设置，共设置3根。每根P=1382KN。
N5支撑柱拟采用φ510mm、壁厚12mmQ235材质钢管。其几何特征为：横截面面积A=187.7cm2，横截面惯性矩I=58235cm4，回转半径i=17.61cm。支撑间距1200cm，受压长度L=1150cm。长细比λ=65.3。属于短杆受压。折减系数ψ=0.778。自重荷载q=1.48kg/cm。
自重挠曲折减φ：ω==0.28（cm）。
由于＜1.55，（其中eo=ω，rc=25.22cm），得偏心（挠曲）受压折减系数=0.99；
允许承压能力：[P]= ψφfA=3108KN。储备系数K=2.25，满足要求。
5.5水平桁撑N7设计
由图2可知，水平桁撑支撑间距为L=340-50=290cm。此桁撑没有明确的内力，故按【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》中的一般规定设置，受压杆件长细比不大于200，回转半径i≥1.87cm。
选择直径φ120mm、壁厚6mm，其回转半径i=4.036cm，大于1.87cm。
剪刀撑按受拉构件设计。受拉长度510cm，选择∠75×75×5mm等边角钢，长细比λ=102，小于350，满足要求。
5.6水平桁撑N8设计
由图1可知，水平桁撑支撑间距为L=360cm。此桁撑没有明确的内力，故按【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》中的一般规定设置，受压杆件长细比不大于200，回转半径i≥1.8cm。
选择直径φ120mm、壁厚6mm，其回转半径i=4.036cm，大于1.8cm。
N1与N2之间的斜拉按拉杆设计，选择∠75×75×5mm等边角钢。
5.7桥墩抵抗水平力验算
由图1及图4可知，RB和RC斜支撑柱对桥墩承台产生水平分力。其分力值及力学几何图示如图7所示。最大水平分力F=4145KN。
为避免斜支撑的水平分力对桥墩产生不利影响，支架采取内力平衡结构体系。即在斜支撑底脚上，设置水平分力拉杆，以抵消水平分力。
水平拉杆采用直径φ32mm、标准强度[σ]=830MPa（型号PSB830）精轧螺纹钢筋。每个支撑柱柱脚处设置4根精轧螺纹拉筋，每孔共计布置16根。
合计水平抵抗拉力［F］＝nAg [σ]=10675KN，安全储备系数K=［F］/F=2.57，满足要求。
6、施工注意事项
(1)支撑柱的支撑位置及空间安装位置，应准确测量定位，确保支撑柱置于贝雷桁架的设计支撑点，避免承载力不足。
(2)I56b工字钢组拼梁及支撑架杆件、组装的焊接焊缝厚度、熔透质量、焊缝长度不得小于设计标准；接长的钢管支撑柱，应采用内衬管+外包箍拼接结构，确保接头同轴及等强度焊接重量。
(3)支架预留拱度，应根据支架预压沉落值和箱梁设计预应力预留拱度预留，现场技术人员应取得主体结构设计者的相关资料，酌情考虑。支架的調节高度可根据卸落支座调整。
(4)钢管柱的安装支撑点，应确保轴心受压，严禁偏心布置。
(5)每孔贝雷桁架梁，与桥墩接触端应与墩身加楔支顶牢固，确保贝雷梁纵向受压不位移。
(6)贝雷桁架进场后，必须逐片检查质量。凡是锈蚀严重、弯曲、开焊、裂缝的，均应加固补焊完好方能使用。达不到质量标准的，严禁使用。
(7)为减轻N2斜支撑柱底脚座板的水平剪力作用，在N2底脚与背后承台间浇筑60cm高、横宽80cm、纵80cm钢筋混凝土支挡墩。
(8)下水平拉杆N9，4根拉筋安装时必须保持受力均匀，并拧紧。
(9)直径φ510×12管材的采购质量要严格把关，不得小于设计直径及壁厚，主管技术要认真核对。
关键词：现浇梁； 模板支撑架；专项施工技术方案
Abstract: through the construction of cast-in-place beam formwork support scheme, the pressure bar stability calculation theory and its vertical non uniform cross section load supporting arrangement principles, special conditions for bridge site support arrangement method and technique, the quality of construction safety matters needing attention.
Key words: cast-in-place beam; formwork; special construction technology programs
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
1、工程概况
新建铁路前阳至庄河DT2标段大洋河特大桥，第9孔~15孔为双线道岔连续梁，计算跨度为（31.8+4×32.7+31.8）m，全长194.4m。
双线道岔梁支座中心至梁端0.8m，梁主梁梁高3.05m。截面采用单箱双室等高度桥面板局部加宽的斜腹板截面形式。箱梁顶宽18.46，局部翼缘板加宽为11.96m，箱梁一般底板宽550m，支点处底板加宽到650m。
桥梁支撑墩均为钢筋混凝土实体墩身、钢筋混凝土灌注桩基础。
本处桥梁所处地势条件较平坦，为耕地、沼泽芦苇塘及鱼塘。桥址范围内，沟渠分布较多，地表水发育，水深一般为0.5—3m，地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，地下水埋深0—2.8m（高程3.51—3.95m）。
箱梁采用支架现浇施工技术方案，分段浇筑。首次浇筑中间二孔，预应力施加后，再次浇筑剩余边跨。
2、施工方案概况
本段6孔连续梁桥大部分处于稻田地，地质土壤为淤泥质粉质粘土，最深达6m，土质含饱和水，承载力较低，软塑、沉降变形较大，不适用于现浇梁的满堂脚手支架地基。
为满足现浇梁承载力及沉降需要，结合现场踏勘资料，经我局及2公司两级技术专家组反复研究优化，决定采用膺架法现浇支架。支撑架结构示意图如图1、2所示。
支撑架采用普通贝雷桁架做支撑梁，布置14排片，每两片之间采用横隔桁架连接。支撑柱采用直径φ510mm、壁厚12mm钢管，横向布置3根，间距按等荷载分配原则布置。柱顶上的横向主梁采用2拼I56b组合工字钢梁。支撑柱均至于承台上，以减少支架的沉降量。梁底采用10cm×10cm小方木及竹胶模板。
3、方案设计参数
(1)钢材弹性模量E=2.1×105MPa；
(2)Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=215Mpa，剪切强度fv=125Mpa；
贝雷桁架的允许压应力及弯应力为f＝273 MPa；剪应力fv=208 MPa。
(3)钢筋混凝土重度rc=26KN/m3；
(4)结构安全系数K=1.3；
(5)二次分配梁允许挠度【ω】=L/400；
(6)衡载系数1.2，活载系数1.4。
(7)施工人员及机械活载约100KN。（参照施工组织取值）。
(8)模板重量q=2.5KN/m2。竹胶模板、木框架，参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值。
4、荷载计算
4.1计算梁横截面积
梁段支撑部分标准横断面图如图3所示。
4.2荷载计算
箱梁全宽B=11.96m(局部加宽部分另行计算)。
结构衡载q1=1.25rcA=303KN/m;
备注：6孔32.7m三线道岔梁总长度：194.4m，混凝土总量V=2270.48m3。平均断面积为：A=11.67m2，平均恒载q1=303KN/m，实际荷载是标准断面积荷载的1.25。
②、模板重量q2=2.5B=46.2KN/m; 参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值。
③、支架重量q3=15%q1=45KN/m(暂按以往经验估算)
④、施工人员和机械活载：q4=100/32.7=3KN/m；
设计计算荷载:
q=1.2(q1+q2+q3)+1.4q4=477.24KN/m。
計算荷载放大系数：K=1.575。
4.3荷载分配
支撑架荷载示意图如图4所示。
根据荷载分布图图4，经过计算得到各个支撑点分担荷载：
RA=RD=1663KN；
RB=RC=5091KN。
5、内力计算及结构设计
5.1支撑柱N1及N2杆件
根据图4可知，纵向钢管支撑柱RB（RC）的分担荷载最大。故以此为计算设计对象。N1杆件按此标准布置。
由图5可知，横断面支撑柱设置3根，按等荷载分配。每一支撑柱分担的竖向荷载为：R=555KN。
由图1可知，每一根N2支撑柱支撑长度为L=1117cm。分担的轴压荷载为F=2189KN。
N2支撑柱拟采用φ510mm、壁厚12mmQ235材质钢管。其几何特征为：横截面面积A=187.7cm2，横截面惯性矩I=58235cm4，回转半径i=17.61cm。
N2与N1中间设置一道水平横支撑，并与墩身链接，约束支撑柱的纵向位移。N2按两端铰接设置，支撑柱自由受压长度为L=558.5cm。长细比λ=31.7。属于短杆受压。其折减系数ψ=0.930。
其承载能力[F]=ψfA=3753KN，安全储备系数K=1.7，满足要求。
N2支撑柱的单项最大压缩量：△h==6.2mm。
5.2一次主梁N3
根据图4可知，纵向钢管支撑柱RB（RC）的分担荷载最大，横向主梁N3在此处荷载也最大。
根据图5所示，N3主梁的最大内力为：
最大弯矩Mmin=-444KN-m；
最大剪切内力Tmax=1323.5KN。
桥面全宽1196cm，预留作业平台50cm宽，支架全宽1296cm。N3主梁支撑受力长度1196cm，中间等荷载支撑3点，支撑跨度340+340cm，外悬臂258cm。
N3主梁拟选I56b工字钢梁，材质Q235。其几何特征：横截面积A=146cm2，横截面惯性矩Ix=68510cm4。I56b工字钢水平并置。
①、求所需I56b工字钢数量
假设需要n根。采用允许应力法求需要根数n。
由公式得到：nIx=79833，所需根数n=1.67，选用2根I56b工字钢。
②、验算挠度ω
由力法可得在q=1状态下：
=47741；=0.004。
由得到，=3.7mm，小于L/400=8mm，满足要求。
③、验算剪应力
τ==45.33Mpa，小于fv=125Mpa，满足要求。
5.3计算所需N4贝雷桁梁的数量
①、计算所需贝雷桁架梁数量n
根据荷载分布图图4，各个支撑点的分担荷载为：RA=RD=1655KN，RB=RC=5098KN。
RA及RD支点的贝雷桁架承载能力为460KN，RB及RC支点的贝雷桁架承载能力为620KN。
A及D点需要贝雷桁架梁：n=3.6
B及C点需要贝雷桁架梁：n=8.2片，考虑方木布置取16片。
验算弯曲拉压应力
贝雷桁架梁N4的内力如图6所示。其截面最大弯矩为M=8796KN-m。
一片贝雷桁片的面积矩W=3578.5cm3。合计面积矩∑W=50099cm3。
最大弯曲拉压应力：=97Mpa。满足要求。
③、验算最大挠度ω
由力法可得：在q=1状态下，M1==180000，ω1==0.0024。
由得到，=4.2mm，小于L/400=30mm。满足要求。
其它验算满足要求，计算过程略。
5.4水平横撑N5
N5横撑属于受压构件。由图1和图4可知，合计受压荷载为4145KN。N5构件与N2构件一对一设置，共设置3根。每根P=1382KN。
N5支撑柱拟采用φ510mm、壁厚12mmQ235材质钢管。其几何特征为：横截面面积A=187.7cm2，横截面惯性矩I=58235cm4，回转半径i=17.61cm。支撑间距1200cm，受压长度L=1150cm。长细比λ=65.3。属于短杆受压。折减系数ψ=0.778。自重荷载q=1.48kg/cm。
自重挠曲折减φ：ω==0.28（cm）。
由于＜1.55，（其中eo=ω，rc=25.22cm），得偏心（挠曲）受压折减系数=0.99；
允许承压能力：[P]= ψφfA=3108KN。储备系数K=2.25，满足要求。
5.5水平桁撑N7设计
由图2可知，水平桁撑支撑间距为L=340-50=290cm。此桁撑没有明确的内力，故按【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》中的一般规定设置，受压杆件长细比不大于200，回转半径i≥1.87cm。
选择直径φ120mm、壁厚6mm，其回转半径i=4.036cm，大于1.87cm。
剪刀撑按受拉构件设计。受拉长度510cm，选择∠75×75×5mm等边角钢，长细比λ=102，小于350，满足要求。
5.6水平桁撑N8设计
由图1可知，水平桁撑支撑间距为L=360cm。此桁撑没有明确的内力，故按【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》中的一般规定设置，受压杆件长细比不大于200，回转半径i≥1.8cm。
选择直径φ120mm、壁厚6mm，其回转半径i=4.036cm，大于1.8cm。
N1与N2之间的斜拉按拉杆设计，选择∠75×75×5mm等边角钢。
5.7桥墩抵抗水平力验算
由图1及图4可知，RB和RC斜支撑柱对桥墩承台产生水平分力。其分力值及力学几何图示如图7所示。最大水平分力F=4145KN。
为避免斜支撑的水平分力对桥墩产生不利影响，支架采取内力平衡结构体系。即在斜支撑底脚上，设置水平分力拉杆，以抵消水平分力。
水平拉杆采用直径φ32mm、标准强度[σ]=830MPa（型号PSB830）精轧螺纹钢筋。每个支撑柱柱脚处设置4根精轧螺纹拉筋，每孔共计布置16根。
合计水平抵抗拉力［F］＝nAg [σ]=10675KN，安全储备系数K=［F］/F=2.57，满足要求。
6、施工注意事项
(1)支撑柱的支撑位置及空间安装位置，应准确测量定位，确保支撑柱置于贝雷桁架的设计支撑点，避免承载力不足。
(2)I56b工字钢组拼梁及支撑架杆件、组装的焊接焊缝厚度、熔透质量、焊缝长度不得小于设计标准；接长的钢管支撑柱，应采用内衬管+外包箍拼接结构，确保接头同轴及等强度焊接重量。
(3)支架预留拱度，应根据支架预压沉落值和箱梁设计预应力预留拱度预留，现场技术人员应取得主体结构设计者的相关资料，酌情考虑。支架的調节高度可根据卸落支座调整。
(4)钢管柱的安装支撑点，应确保轴心受压，严禁偏心布置。
(5)每孔贝雷桁架梁，与桥墩接触端应与墩身加楔支顶牢固，确保贝雷梁纵向受压不位移。
(6)贝雷桁架进场后，必须逐片检查质量。凡是锈蚀严重、弯曲、开焊、裂缝的，均应加固补焊完好方能使用。达不到质量标准的，严禁使用。
(7)为减轻N2斜支撑柱底脚座板的水平剪力作用，在N2底脚与背后承台间浇筑60cm高、横宽80cm、纵80cm钢筋混凝土支挡墩。
(8)下水平拉杆N9，4根拉筋安装时必须保持受力均匀，并拧紧。
(9)直径φ510×12管材的采购质量要严格把关，不得小于设计直径及壁厚，主管技术要认真核对。