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摘要：介绍现浇箱梁施工支撑体系的几种类型，并针对新天高架桥在施工时需保证车辆通行的特点进行了选型，对被选类型进行受力分析和验算，保证现浇梁施工的质量和安全。
关键词：桥梁施工、现浇梁施工、支撑体系
中图分类号：K928文献标识码： A
一、工程概况
武汉四环线绕城高速公路新天高架桥与十永公路成65°斜交，采用连续梁（36+60+36）预应力砼变截面连续箱梁跨越十永公路，位于K79+112.0～K79+254.0（其中左幅位于K79+112.0～K79+244.0，右幅位于K79+122.0～K79+254.0），边支点梁高1.8米，中支点梁高3.6米，横向布置为单箱三室。现浇箱梁按全预应力混凝土构件设计。
下部构造主墩采用门型双薄壁墩双排桩基础，桥墩尺寸2.4×2.4m，承台厚2.5m，桩径1.8m；边墩采用预应力砼大悬臂门型双薄壁墩，双排桩基础，桥墩尺寸1.7×1.7m，承台厚2.0m，桩径1.5m。
二、支撑体系选型
2.1 支撑体系对比
目前比较常用的告诉公路支撑体系有满堂支架、梁式支架和组合支架（满堂支架和梁式支架按需搭配适用）三种形式，对这三种支撑体系进行比较和选型见表2.1。
表2.1支撑体系选型
2.2支撑体系结构选定
根据以往施工经验，结合箱梁实际尺寸，支架施工方案选定如下：支架采用组合式支架，跨十永公路部分采用梁式支架，其余部分采用满堂支架。
梁式支架下部采用条形钢筋混凝土基础，其上用Φ630壁厚10mm钢管作为立柱，其上用I56a工字钢双拼作为横梁，在横梁上再采用I40a工字钢按间距60cm分部作为分配梁，再在其上沿桥向间隔30cm铺设I14工字钢，最后满铺6mm钢板作为安全防护层。在其上搭设满堂支架至模板底标高。
图2.1 钢立柱分布图（纵向截面图）
图2.2 钢立柱分布图（横向截面图）
满堂支架部分采用毛渣换填后上铺20cmC20混凝土，立杆纵横间距为30cm×30cm，上下设可调顶托和底托，横杆步距为90cm，由底至顶设置剪刀撑与立杆扣接，与地面夹角为45°-60°，斜杆搭接时长度不得小于1m，搭接段不少于3个扣件。顶托上铺横桥向10#工字钢，其上按25cm中心距铺10cm×10cm方木，其上铺底钢模板。
图2.3满堂支架架设截面图
三、结构验算
3.1 荷载组合
梁式支架荷载由以下5项组成：
1）模板自重：1kN/m2 （包括支架上部满堂架）；
2）箱梁自重；
3）施工人员和施工材料、机具等产生的荷载：2.5 kN/m2 ；
4）振捣混凝土时产生的荷载 2.0 kN/m2 ；
5）混凝土倾倒荷载 4.0kN/m2 ；
箱梁顶板厚0.25m，翼缘长2m，内端厚0.23m，外端0.22m。箱梁底板厚度从支座到跨中在不断变化，因此箱梁荷载是渐变的。根据支架结构的特殊性，对支架分区施加箱梁自重荷载（按照梯形荷载施加）。
图3.1 支架分区示意图
表3.1 箱梁参数变化表
箱梁跨中部分顶板底板均為25cm厚，底板部分恒载加活载共计23.3 kN/m2，腹板厚度为180cm，腹板部分恒载加活载共计54.5 kN/m2。
3.2 满堂支架结构验算
使用Φ48mm×6m钢管，立杆纵横间距为30cm×30cm，横杆步距为90cm，以1-2节立杆作为受力单元计算竖向承载力。
由荷载分布情况看，以最不利荷载4#区段为例进行验算。
1.强度计算
即Sd(rgG;rqΣQ)=1.2SG+1.4SQ’
式中SQ’：基本可变荷载产生的力学效应 SG：永久荷载中结构重力产生的效应 Sd：荷载效应函数
rg：永久荷载结构重力的安全系数 rq：基本可变荷载的安全系数
强度满足的条件为：Sd(rgG;rqΣQ)≤rbRd 式中rb：结构工作条件系数 Rd：结构抗力系数
对于钢管支架为σ=N/An≤f 式中
N：轴心压力设计值（N） An：钢管净截面积㎜2
f：钢管强度抗压设计值（205N/mm²）
ΣG=(P1+P2)×0.6×0.6
=(68.28+1)×0.6×0.6=24.94KN
ΣQ=(P3+P4+P5)×0.6×0.6
=(4.0+2.0+2.5)×0.6×0.6=3.06KN
q=1.2SG+1.4SQ’=1.2×24.94+1.4×3.06=34.21kN 已知钢管φ48×3.5，I=2.06×105mm⁴，A=489.303mm²。
σ=N/An=34.21×1000/489.303=69.92(N/mm2 )≤f=205(N/㎜2 ) 强度符合要求。
2.稳定性计算
已知采用φ48×3.5，i=1.58㎝，长度附加系数值取1.155，钢管的步距为0.3m。则
L0=1.55×0.6=0.93m
λ=0.93×100/1.58=58.86
轴心受压构件的稳定系数ψ=0.320
N/(ψA)=σ/ψ=58.86/0.320=183.94(N/mm2 )≤f=205(N/㎜2) 稳定性符合要求。
3.地基承载力计算
支架底座规格为：10cm×10cm,则每个支架方格底座与地基的接触面积为：
100×100×2=20000mm²
p=q/s=34.21×1000/20000=1.7105(N/㎜²)
地基承载力要求不小于1.72(N/mm2)，现场地基将支架范围内找平后填50cm毛渣，分两层压实，最后铺一层20cm厚的C20混凝土找平，故能满足施工要求。
3.3 梁式支架结构计算
（1）40a工字钢计算
40a工字钢最大变形16.93mm，最大弯矩143.2kN*m，最大剪力92.19kN.
工字钢截面参数如下：
面积A=8610mm2
截面抵抗矩W=1090000mm3
截面惯性矩I=217200000mm4
面积矩S=631200mm3
强度验算
最大弯矩为：Mmax=143.2（KN·m），
最大弯曲应力：
，满足要求。
最大剪力为：Qmax=92.19（KN)，最大剪应力：
，满足要求。
最大变形：，变形满足要求。
（2）56a双拼工字钢计算：
由上表可知，40a工字钢最大反力主要集中在第二排垫梁上，以下针对该垫梁进行计算。
最大弯矩351.8kn*m
最大剪力742.4kn
最大变形1.277mm
双拼56a工字钢最大变形1.277mm，最大弯矩351.8kN*m，最大剪力742.4kN.
双拼56a工字钢截面参数如下：
面积A=27000mm2 截面抵抗矩W=4684000mm3
截面惯性矩I=1311800000mm4 面积矩S=2737600mm3
强度验算：
最大弯矩为：Mmax=351.8（KN·m），最大弯曲应力：
，满足要求。
最大剪力为：Qmax=742.4（KN），最大剪应力：
，满足要求。
最大变形：
，变形满足要求。
（3）钢管桩验算
钢管桩反力图
钢管桩最大轴力为按照556kN，钢管桩长度按照4m考虑
计算长度取，长细比，按b类截面，查稳定系数，按稳定性计算立柱容许承载力：
，满足要求。
四、支架搭设施工及质量控制
4.1 基础处理
新天高架桥现浇梁段处于十永公路两侧，为民居拆迁后施工地段，大部分地基均能满足支撑体系对地基承载力的要求，但部分宽段仍然需要进行处理，以保证支撑体系的稳定。
4.1.1 满堂支架支撑体系地段基础处理
在支撑体系范围内先用挖掘机整平，然后铺筑50cm毛渣，分两次压实，压实度不低于93%，最后上铺20cm厚C20混凝土，注意设置2%-4%的纵坡和横坡，并在混凝土浇筑范围外设置排水沟，确保雨水及砼养生用水及时排走。
4.1.2 梁式支架支撑体系地段基础处理
梁式支架钢立柱总共5列，中间三列（2-4列）位于十永公路路面，左右两列（第1列、第5列）位于十永公路两侧绿化带。
2-4列位于十永公路路面，在钢立柱位置满铺2m宽10mm厚钢板，用地螺栓固定后在钢板上浇筑截面为80cm×80cm条形基础，基础长度为23.5m。条形基础采用C30钢筋混凝土，配筋方式如下图;
第1列、第5列位于十永公路两侧绿化带,在移走绿化带内植株后，以钢立柱排列地点为中心，开挖出2m宽，25m长的基坑，以碎石、毛渣换填，并分层夯实，压实度不低于93%，最后再其上浇筑条形基础，条形基础做法同2-4列处的条形基础。
4.2 支架搭设
4.2.1 滿堂支架搭设
在处理合格的基础上间距60cm平放[10槽钢，槽口朝上，把满堂支架底托槽钢每60cm放置，然后搭设满堂支架。根据上述计算，支撑体系沿桥向严格按60cm×60cm布置立杆，离地30cm开始布置横杆，布距90cm。为保证满堂支架稳定性，顺桥向每3m-4.5m布置一道剪刀撑，横向每隔3道设置一道剪刀撑，剪刀撑斜杆搭接长度不小于1m，搭接段碗扣不少于3个。最后按作业需求，搭设护栏及连接、加固杆件。
为便于调节支架顶部高度，在支架顶部设置了可调节顶托，顶托上部设置I10工字钢，调节顶托高度（调节段控制在30cm以内保证自由段稳定度），使I10工字钢均匀受力。在I10工字钢上分部10cm×10cm方木，上铺竹胶板作为底模，模板与方木用钢钉固定。
4.2.2 梁式支架架设
按上述基础处理要求在测定地点做好条形基础施工。条形基础上按钢立柱分部图预埋好与钢立柱连接的钢筋或者螺栓；
钢立柱加工好后到现场安装，安装是施工钢垫片调整钢立柱垂直度，保证偏差不大于1%，固定好钢立柱后，用[10槽钢将同一列相邻的梁根钢立柱两两焊接固定，加强钢立柱的整体稳定性；
相邻两列钢立柱间同一排两根钢立柱上放置双拼I56工字钢，工字钢与钢立柱顶端焊接固定，焊接长度不小于20cm；
双拼I56工字钢上间隔60cm交叉铺设一道I40工字钢，与I56工字钢连接处焊接；
I40工字钢上间隔30cm铺设I14工字钢，并在其上满铺6mm钢板防止施工时杂物坠落；
在钢板上按现浇箱梁尺寸搭设满堂支架，方法同满堂支架搭设。
五、结语
随着我国公路建设规模的扩大，新建、改建公路以连续梁的形式跨越既有公路、河流、铁路等的应用越来越广泛，在连续梁施工过程中，难免与既有交通相冲突的情况发生，在本论文中只是对此交通矛盾提供一种建设性方案，其已经通过很多类似施工现场验证，可以满足施工需要。
参考文献：
公路桥涵施工技术规程 （JTJ042-2000） [S]. 人民交通出版社，2000.
公路工程施工安全技术规程 (JTJ 076-95)人民交通出版社 1995.
城市桥梁工程施工与质量验收规范 （CJJ2-2008) 中国建筑工业出版社2009.
建筑施工高处作业安全技术规范 （JGJ 80-91) 中国计划出版社 1999.
湖北省高速公路建设标准化指南（桥梁工程）人民交通出版社 2013.
曾国熙.地基处理手册 中国建筑工业出版社 1993.
钢结构设计规范（GB50017-2003) 中国计划出版社 2003.
混凝土结构设计原理 同济大学出版社 2008.
关键词：桥梁施工、现浇梁施工、支撑体系
中图分类号：K928文献标识码： A
一、工程概况
武汉四环线绕城高速公路新天高架桥与十永公路成65°斜交，采用连续梁（36+60+36）预应力砼变截面连续箱梁跨越十永公路，位于K79+112.0～K79+254.0（其中左幅位于K79+112.0～K79+244.0，右幅位于K79+122.0～K79+254.0），边支点梁高1.8米，中支点梁高3.6米，横向布置为单箱三室。现浇箱梁按全预应力混凝土构件设计。
下部构造主墩采用门型双薄壁墩双排桩基础，桥墩尺寸2.4×2.4m，承台厚2.5m，桩径1.8m；边墩采用预应力砼大悬臂门型双薄壁墩，双排桩基础，桥墩尺寸1.7×1.7m，承台厚2.0m，桩径1.5m。
二、支撑体系选型
2.1 支撑体系对比
目前比较常用的告诉公路支撑体系有满堂支架、梁式支架和组合支架（满堂支架和梁式支架按需搭配适用）三种形式，对这三种支撑体系进行比较和选型见表2.1。
表2.1支撑体系选型
2.2支撑体系结构选定
根据以往施工经验，结合箱梁实际尺寸，支架施工方案选定如下：支架采用组合式支架，跨十永公路部分采用梁式支架，其余部分采用满堂支架。
梁式支架下部采用条形钢筋混凝土基础，其上用Φ630壁厚10mm钢管作为立柱，其上用I56a工字钢双拼作为横梁，在横梁上再采用I40a工字钢按间距60cm分部作为分配梁，再在其上沿桥向间隔30cm铺设I14工字钢，最后满铺6mm钢板作为安全防护层。在其上搭设满堂支架至模板底标高。
图2.1 钢立柱分布图（纵向截面图）
图2.2 钢立柱分布图（横向截面图）
满堂支架部分采用毛渣换填后上铺20cmC20混凝土，立杆纵横间距为30cm×30cm，上下设可调顶托和底托，横杆步距为90cm，由底至顶设置剪刀撑与立杆扣接，与地面夹角为45°-60°，斜杆搭接时长度不得小于1m，搭接段不少于3个扣件。顶托上铺横桥向10#工字钢，其上按25cm中心距铺10cm×10cm方木，其上铺底钢模板。
图2.3满堂支架架设截面图
三、结构验算
3.1 荷载组合
梁式支架荷载由以下5项组成：
1）模板自重：1kN/m2 （包括支架上部满堂架）；
2）箱梁自重；
3）施工人员和施工材料、机具等产生的荷载：2.5 kN/m2 ；
4）振捣混凝土时产生的荷载 2.0 kN/m2 ；
5）混凝土倾倒荷载 4.0kN/m2 ；
箱梁顶板厚0.25m，翼缘长2m，内端厚0.23m，外端0.22m。箱梁底板厚度从支座到跨中在不断变化，因此箱梁荷载是渐变的。根据支架结构的特殊性，对支架分区施加箱梁自重荷载（按照梯形荷载施加）。
图3.1 支架分区示意图
表3.1 箱梁参数变化表
箱梁跨中部分顶板底板均為25cm厚，底板部分恒载加活载共计23.3 kN/m2，腹板厚度为180cm，腹板部分恒载加活载共计54.5 kN/m2。
3.2 满堂支架结构验算
使用Φ48mm×6m钢管，立杆纵横间距为30cm×30cm，横杆步距为90cm，以1-2节立杆作为受力单元计算竖向承载力。
由荷载分布情况看，以最不利荷载4#区段为例进行验算。
1.强度计算
即Sd(rgG;rqΣQ)=1.2SG+1.4SQ’
式中SQ’：基本可变荷载产生的力学效应 SG：永久荷载中结构重力产生的效应 Sd：荷载效应函数
rg：永久荷载结构重力的安全系数 rq：基本可变荷载的安全系数
强度满足的条件为：Sd(rgG;rqΣQ)≤rbRd 式中rb：结构工作条件系数 Rd：结构抗力系数
对于钢管支架为σ=N/An≤f 式中
N：轴心压力设计值（N） An：钢管净截面积㎜2
f：钢管强度抗压设计值（205N/mm²）
ΣG=(P1+P2)×0.6×0.6
=(68.28+1)×0.6×0.6=24.94KN
ΣQ=(P3+P4+P5)×0.6×0.6
=(4.0+2.0+2.5)×0.6×0.6=3.06KN
q=1.2SG+1.4SQ’=1.2×24.94+1.4×3.06=34.21kN 已知钢管φ48×3.5，I=2.06×105mm⁴，A=489.303mm²。
σ=N/An=34.21×1000/489.303=69.92(N/mm2 )≤f=205(N/㎜2 ) 强度符合要求。
2.稳定性计算
已知采用φ48×3.5，i=1.58㎝，长度附加系数值取1.155，钢管的步距为0.3m。则
L0=1.55×0.6=0.93m
λ=0.93×100/1.58=58.86
轴心受压构件的稳定系数ψ=0.320
N/(ψA)=σ/ψ=58.86/0.320=183.94(N/mm2 )≤f=205(N/㎜2) 稳定性符合要求。
3.地基承载力计算
支架底座规格为：10cm×10cm,则每个支架方格底座与地基的接触面积为：
100×100×2=20000mm²
p=q/s=34.21×1000/20000=1.7105(N/㎜²)
地基承载力要求不小于1.72(N/mm2)，现场地基将支架范围内找平后填50cm毛渣，分两层压实，最后铺一层20cm厚的C20混凝土找平，故能满足施工要求。
3.3 梁式支架结构计算
（1）40a工字钢计算
40a工字钢最大变形16.93mm，最大弯矩143.2kN*m，最大剪力92.19kN.
工字钢截面参数如下：
面积A=8610mm2
截面抵抗矩W=1090000mm3
截面惯性矩I=217200000mm4
面积矩S=631200mm3
强度验算
最大弯矩为：Mmax=143.2（KN·m），
最大弯曲应力：
，满足要求。
最大剪力为：Qmax=92.19（KN)，最大剪应力：
，满足要求。
最大变形：，变形满足要求。
（2）56a双拼工字钢计算：
由上表可知，40a工字钢最大反力主要集中在第二排垫梁上，以下针对该垫梁进行计算。
最大弯矩351.8kn*m
最大剪力742.4kn
最大变形1.277mm
双拼56a工字钢最大变形1.277mm，最大弯矩351.8kN*m，最大剪力742.4kN.
双拼56a工字钢截面参数如下：
面积A=27000mm2 截面抵抗矩W=4684000mm3
截面惯性矩I=1311800000mm4 面积矩S=2737600mm3
强度验算：
最大弯矩为：Mmax=351.8（KN·m），最大弯曲应力：
，满足要求。
最大剪力为：Qmax=742.4（KN），最大剪应力：
，满足要求。
最大变形：
，变形满足要求。
（3）钢管桩验算
钢管桩反力图
钢管桩最大轴力为按照556kN，钢管桩长度按照4m考虑
计算长度取，长细比，按b类截面，查稳定系数，按稳定性计算立柱容许承载力：
，满足要求。
四、支架搭设施工及质量控制
4.1 基础处理
新天高架桥现浇梁段处于十永公路两侧，为民居拆迁后施工地段，大部分地基均能满足支撑体系对地基承载力的要求，但部分宽段仍然需要进行处理，以保证支撑体系的稳定。
4.1.1 满堂支架支撑体系地段基础处理
在支撑体系范围内先用挖掘机整平，然后铺筑50cm毛渣，分两次压实，压实度不低于93%，最后上铺20cm厚C20混凝土，注意设置2%-4%的纵坡和横坡，并在混凝土浇筑范围外设置排水沟，确保雨水及砼养生用水及时排走。
4.1.2 梁式支架支撑体系地段基础处理
梁式支架钢立柱总共5列，中间三列（2-4列）位于十永公路路面，左右两列（第1列、第5列）位于十永公路两侧绿化带。
2-4列位于十永公路路面，在钢立柱位置满铺2m宽10mm厚钢板，用地螺栓固定后在钢板上浇筑截面为80cm×80cm条形基础，基础长度为23.5m。条形基础采用C30钢筋混凝土，配筋方式如下图;
第1列、第5列位于十永公路两侧绿化带,在移走绿化带内植株后，以钢立柱排列地点为中心，开挖出2m宽，25m长的基坑，以碎石、毛渣换填，并分层夯实，压实度不低于93%，最后再其上浇筑条形基础，条形基础做法同2-4列处的条形基础。
4.2 支架搭设
4.2.1 滿堂支架搭设
在处理合格的基础上间距60cm平放[10槽钢，槽口朝上，把满堂支架底托槽钢每60cm放置，然后搭设满堂支架。根据上述计算，支撑体系沿桥向严格按60cm×60cm布置立杆，离地30cm开始布置横杆，布距90cm。为保证满堂支架稳定性，顺桥向每3m-4.5m布置一道剪刀撑，横向每隔3道设置一道剪刀撑，剪刀撑斜杆搭接长度不小于1m，搭接段碗扣不少于3个。最后按作业需求，搭设护栏及连接、加固杆件。
为便于调节支架顶部高度，在支架顶部设置了可调节顶托，顶托上部设置I10工字钢，调节顶托高度（调节段控制在30cm以内保证自由段稳定度），使I10工字钢均匀受力。在I10工字钢上分部10cm×10cm方木，上铺竹胶板作为底模，模板与方木用钢钉固定。
4.2.2 梁式支架架设
按上述基础处理要求在测定地点做好条形基础施工。条形基础上按钢立柱分部图预埋好与钢立柱连接的钢筋或者螺栓；
钢立柱加工好后到现场安装，安装是施工钢垫片调整钢立柱垂直度，保证偏差不大于1%，固定好钢立柱后，用[10槽钢将同一列相邻的梁根钢立柱两两焊接固定，加强钢立柱的整体稳定性；
相邻两列钢立柱间同一排两根钢立柱上放置双拼I56工字钢，工字钢与钢立柱顶端焊接固定，焊接长度不小于20cm；
双拼I56工字钢上间隔60cm交叉铺设一道I40工字钢，与I56工字钢连接处焊接；
I40工字钢上间隔30cm铺设I14工字钢，并在其上满铺6mm钢板防止施工时杂物坠落；
在钢板上按现浇箱梁尺寸搭设满堂支架，方法同满堂支架搭设。
五、结语
随着我国公路建设规模的扩大，新建、改建公路以连续梁的形式跨越既有公路、河流、铁路等的应用越来越广泛，在连续梁施工过程中，难免与既有交通相冲突的情况发生，在本论文中只是对此交通矛盾提供一种建设性方案，其已经通过很多类似施工现场验证，可以满足施工需要。
参考文献：
公路桥涵施工技术规程 （JTJ042-2000） [S]. 人民交通出版社，2000.
公路工程施工安全技术规程 (JTJ 076-95)人民交通出版社 1995.
城市桥梁工程施工与质量验收规范 （CJJ2-2008) 中国建筑工业出版社2009.
建筑施工高处作业安全技术规范 （JGJ 80-91) 中国计划出版社 1999.
湖北省高速公路建设标准化指南（桥梁工程）人民交通出版社 2013.
曾国熙.地基处理手册 中国建筑工业出版社 1993.
钢结构设计规范（GB50017-2003) 中国计划出版社 2003.
混凝土结构设计原理 同济大学出版社 2008.