摘要:支架搭设作为箱梁施工中的一个关键工序，必须具有足够的安全性。为有效保障箱梁结构的施工质量，本文详细介绍了采用重型门式支架的布置方案及其构件的设计计算过程,着重分析了其承载能力的计算,为类似工程的施工和设计提供参考。
关键词:门式支架；布置方案；承载力
在桥梁整体现浇施工中,模板支架是必不可少的施工工具,在很大程度决定了施工安全、质量、进度和经济效益。而门式支架早在上世纪80年代就引入了我国，具有几何尺寸标准化、拆装简单、承载性能好、施工速度快、耐用、经济效益好、使用安全可靠等特点，近些年在桥梁施工中被广泛应用。虽然我国在桥梁建设中有着丰富的门式支架施工经验，但是由于荷载、搭设等问题还是造成安全事故频发的现状，本文根据作者在门式支架搭设中的施工经验，对施工和设计中的重点事项进行分析。
1 门式支架布置方案
某互通式立交桥，支架搭设采用门式重型支架，根据箱梁不同位置处的单位荷载的差异，支架的布置疏密程度也相应地变化。
支架为全焊接门型支架结构，宽100cm×高190cm(宽100cm×高135cm)，采用交叉拉杆连接；门架立杆钢管为φ57×2.5mm，门架加强杆为φ26.8×2.2mm钢管，门架钢材均采用Q235。
自上向下结构为竹胶板+9×9cm横向方木+[10号纵向槽钢+顶托+调节杆+重型门式支架+10cm厚C15砼垫层。支点横梁处及腹板处，横向间距60cm；空腹处，横向间距90cm。翼缘板及翼缘板悬臂外缘处，横向间距90cm。箱梁端横梁位置门架纵距50cm，其他断面为100cm。
支架布置情况见图1和2所示。
2 支架杆件的几何特性计算
重型门式支架系HR100A可调重型门式支架，其尺寸为:宽1.0m；高1.9m，并配HR201调节杆，HR301E、HR301J交叉支撑、HR601可调托座、HR602可调底座、HR211插销、HR701连接杆。门架立杆为Φ57×2.5mm钢管，门架横杆、调节杆、扫地杆、横杆及剪刀撑杆选用Φ48×3.5mm(验算时按3.0mm)钢管。根据JGJ128-2010《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》规定，现计算一榀HR100A型重型门架几何参数计算如下:
门架立杆的外径和内径D1=57mm，d1=52mm
门架加强杆的外径和内径D2=27mm,d2=24mm
门架立杆的毛截面积A1=3.14×572/4-3.14×522/4=428mm2
A=2A1=2×428=856mm2
立杆加强杆横截面积A2＝π(D2－d2)/4＝π(272－242)/4＝120.9mm2
查规范表5.2.15当支架高度≤30m时，门架高度调整系数K=1.13
I0=π(D14-d41)/64=3.14×(574-524)/64=15.92×104mm4
I1=π(D24-d42)/64=3.14×(274-244)/64=0.980×104mm4
I=I0+I1×h1/h0=15.92×104+0.980×104×1700/1900=16.80×104mm4
λ=Kh0/i=1.13×1900/19.8=108.43
门架钢材强度设计值，Q235钢材用205N/mm2。
3 支架承载能力计算
3.1 分项荷载计算
3.1.1 混凝土自重
预应力钢筋混凝土容重取26.5kN/m3。
3.1.2 脚手架附属设备等自重
(1)脚手板自重标准值统一按0.35kN/m2取值；
(2)操作层的栏杆与挡脚板自重标准值按0.14kN/m2取值；
(3)脚手架上满挂密目安全网自重标准值按0.01kN/m2取值；
(4)每层门架(1.9m高)及扣件等重量:0.333kN/层，按照4层计算。
3.1.3 施工活荷载
(1)施工人员、施工料具、运输荷载，按2.0kN/m2计；
(2)水平模板的砼振捣荷载，按2.0kN/m2计；
(3)倾倒混凝土冲击荷载，按2.0kN/m2计。
3.2 荷载组合
永久荷载的分项系数，取1.2，可变荷载的分项系数，取1.4。
3.3 门架立杆承载力计算
横隔板下间距为0.5m×0.9m、腹板下间距为1m×0.6m，底板及翼缘板下支架间距为1m×0.9m。计算不考虑枋木的分配作用，按照单榀门架承受间距范围内的混凝土自重，腹板、横隔板高按照1.6m计算。不同门架布置方式单榀门架自重分析见表1。
3.3.1 腹板下门架竖向承载力计算
计算不考虑枋木的分配作用，按照单榀门架承受间距范围内的混凝土自重，腹板高按照1.6m计算。
单榀门架承受的腹板传递下来的荷载为G=1.2×1.6×26.5=50.88kN
腹板下单榀门架轴力为
N=1.2(G1+G2)+1.4qA=1.2×(50.88+1.932+1.4×6.0×1.2=73.7544kN；
单榀门架轴心受压稳定系数φ=0.53；单榀门架应力为
σ=N/A=73.7544/856/10-6=85811.22×103kPa=85.8MPa＜φ[f]=0.53×205=108.65MPa，腹板下门架强度及稳定性满足要求。
3.3.2 横隔板下门架竖向承载力计算
计算不考虑梁底枋木的分配作用，按照单榀门架承受间距范围内的混凝土自重，横隔板高按照1.6m计算。
单榀门架承受的腹板传递下来的荷载为G=1.35×1.6×26.5=57.24kN
横隔板下单榀门架轴力为
N=1.2(G1+G2)+1.4qA =1.2×(57.24+2.007)+1.4×6.0×1.35=82.44kN；
单榀门架轴心受压稳定系数φ=0.53；单榀门架应力为
σ=N/A=82.44/856/10-6=96304.2×103kPa=96.304MPa＜φ[f]=0.53×205=108.65MPa，横隔板下门架强度及稳定性满足要求。
3.3.3 底板、翼缘板下门架竖向承载力计算
计算不考虑梁底枋木的分配作用，按照单榀门架承受间距范围内的混凝土自重，(底板+顶板)和翼缘板高按照0.4m计算。
单榀门架承受的底板、翼缘板传递下来的荷载为G=1.8×0.4×26.5=19.08kN
横隔板下单榀门架轴力为
N=1.2(G1+G2)+1.4qA =1.2×(19.08+2.232)+1.4×6.0×1.8=40.6944kN；
单榀门架轴心受压稳定系数φ=0.53；单榀门架应力为
σ=N/A=40.6944/856/10-6=47540.19×103kPa=47.54MPa＜=0.53×205=108.65MPa，底板、翼缘板下门架强度及稳定性满足要求。
4 结束语
近些年我国加大了交通设施的建设力度，很多铁路和桥梁都进行了改建和提速。在现浇箱梁施工中，门式支架做临时性承重结构,具有支拆方便,施工效果好，经济性高等优势，势必得到更大范围的应用。但在使用过程中必须进行承载力大小的计算，控制好施工安全系数，保证支架的使用质量，使门式支架在桥梁建设中发挥更大的作用，保证桥梁工程的施工效益。
参考文献
[1]钟火弟.可调重型门式支架在现浇箱梁中的应用[J].山西建筑, 2013, 39(5):155-156.
[2]刘见天.连续箱梁桥门洞式支架设计与安全性验算浅析[J].城市建设理论研究:电子版, 2012(8).
论文作者:吴光幸
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/14
标签：支架论文; 荷载论文; 腹板论文; 横隔论文; 间距论文; 自重论文; 承载力论文; 《基层建设》2017年第7期论文;