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摘要：本文介绍了承插型盘扣式支架的特点，以北三环高速公路项目福和互通立交匝道桥现浇梁为工程背景，从地基处理、支架搭设和支架预压等方面介绍了承插型盘扣式支架的施工技术，实例分析了承插型盘扣式支架承载力和稳定性的计算过程。
关键词：承插型盘扣式支架；承载力和稳定性；施工技术
福和互通是实现北三环高速与广河高速交通转换的枢纽性工程，福和互通在平面转弯半径较小的A、B、C、E、F匝道采用支架法现浇箱梁，匝道匝道桥上部结构均为现浇预应力混凝土连续箱梁，横断面形式为直腹板等高度连续箱梁，匝道梁高1.85m和2.4m，桥面宽度8.5m~12m，最大跨径41m，桥面离原地面最大高度24m。结合匝道桥桥梁结构形式、桥梁最大高度、跨度及地表情况等因素，福和互通上诉匝道桥采用承插型盘扣式支架施工快捷方便、经济实惠且安全性高。
1 承插型盘扣式支架特点
本工程高支模支架体系均采用承插型盘扣式支架，主要承重杆件立杆为直径φ60mm×3.2mm的钢管制成，水平杆钢管为φ48×2.75mm，材质为Q345B高强度低合金钢，材料经热镀锌处理，有效地保证了使用过程中不因产品生锈而造成承载力的不一致性和不确定性，减少了保养成本，外观一致，大气美观的银色也为工程提升了形象。
承插型盘扣式支架采用横杆和斜杆端头的铸钢接头上的自锁式楔形销，插入立杆上按500mm模数分布的花盘上的孔，用榔头由上至下垂直击打销子，销子的自锁部位与花盘上的孔型配合而锁死。拆除时，只有用榔头由下向上击打销子方可解锁。此一创新设计，既保证了产品的稳定性，又极大地方便了安装和运输，全部系统均为一体，没有易丢失件。
承插型盘扣式支架底部采用标准基座与可调底座配合的独特设计方式，方便调节基础平面高差，既保证架体的安装精度，又方便施工，使架子工无需手持立杆而轻松完成调平作业。
承插型盘扣式模板支撑系统在设计中采用竖向斜杆杆件，搭设成几何不变体的支撑架体结构，提供了方便可控的杆件选择。自稳定塔式结构单元的搭建方式，提高了架体的稳定性，确保塔架单肢立杆的极限荷载达到20吨以上。采用按国际惯例，采用2：1的安全系数，架体单肢立杆杆件的承载力按10吨设计使用。
2 福和互通承插型盘扣式支架的施工
2.1 施工工艺流程
地基处理之前，应该现场踏勘，选择合适、经济的处理方案，清除现场弹簧土，并用石渣进行换填压实处理，对于桩基承台和桥台基坑附近开挖过的地面，采取分层回填分层整平压实予以加固。场地平整压实后统一铺筑一层20cm厚的石渣进行硬化处理，然后再浇筑10cm厚C20素混凝土垫层，以提高地基承载力。在地面硬化以后，设置排水股、饮水槽，加强箱梁施工范围内的排水工作。支架搭设前，必须进行放样，精确控制支架中线、腹板和横隔板等的位置，针对曲线半径比较小的位置增加平面控制点，以保证桥梁线形平顺。支架组装时可向同一方向推进，或由中间向两边推进，不得从两边向中间合龙组装。支架预压以联为预压单元分三级加载，三级加载依次为单元内预压荷载值的60％、80％、100％，预压单元内预压荷载采用均布形式，纵向加载从跨中向支点对称布载，横向加载应从中心向两侧对称布载。支架每级加载后，应先停止下一级加载，并应每隔12小时对支架沉降量进行一次监测，当支架顶部监测点12小时连续2次沉降量平均值小于2mm时，可进行下一级加载。确定预拱度时应考虑支架在荷载作用下的总变形量、支架在荷载作用下的弹性压缩，支架在荷载作用下的非弹性压缩和箱梁设计反拱度，以跨中点为预拱度最大值，梁的两端预拱度为零，其余按二次抛物线进行分配。
2.2 支架总体布置
福和互通现浇支架支撑架体采用M60体系盘式支架，支架立杆跨中顺桥向布置为150cm，墩柱两侧为120cm；横桥向底板布置间距为150cm，腹板布置间距为120cm，翼缘板位置间距为180cm。水平杆步距均为150cm。架体搭设高度超过8m，每6m设置一道水平剪刀撑，顶层应设置水平剪刀撑。为加强架体的稳定性，支架体四周外立面向内的第一跨每层均设置竖向斜杆，在位于箱梁隔板下部的支撑架体的也分段设置竖向斜杆。顶托上面横向布置主楞（10#工字钢），间距与立杆纵向间距相同，主楞上面布置次楞（纵向方木），次楞上铺面板。
2.3 24m超高架体加固措施
福和互通部分匝道现浇盘扣支架架体高度达到24米，在施工中充分利用已有建筑结构，进一步提高架体的稳定性。施工中采用了一联为单位搭建，搭设支架时架体近距离的将桥墩包围，采用钢管卡扣件加固抱柱，使整个架体形成整体，而减少了由于桥墩的存在对支撑系统连续性的干扰，使得整个架体形成一体，进一步提高了架体的抗扭转能力。
3 承插型盘扣支架受力分析实例
由于篇幅所限，本文取E匝道现浇箱梁一般截面处立杆为分析实例，实心截面和变截面处立杆的受力分析可依次例计算。
3.1 单支立杆承载力
由于主龙骨为刚度较大的H型钢，龙骨下的立杆受力比较均匀，受力计算按底板下5根立杆均匀承受上部所有重量。永久荷载主要考虑混凝土自重、钢筋自重、主次楞和面板自重，活载主要考虑施工人员及设备均布荷载、浇筑及振捣荷载。
根据表1可计算单根立杆承受的荷载，单根立杆承受的永久荷载为Q1=（6.3×1.5×25.5）/5+（0.3+0.14）×1.5×1.5=49.2kN；单根立杆承受的可变荷载为Q2=（2.5+2.0）×1.5×1.5=10.1kN；取永久荷载系数为1.2，可变荷载系数为1.4，单根立杆承受的荷载为Q=1.2×49.2+1.4×10.1=73.2kN。单肢立杆的设计极限荷载达到200kN以上，采用按国际惯例，采用2：1的安全系数，架体单肢立杆杆件的承载力可按10kN设计使用，可见立杆承载能力满足要求。
3.2 单支立杆计算长度
单支立杆计算长度取按照修正后的架体中间层水平杆最大竖向步距和架体顶层水平杆最大竖向步距之较大者。两者长度修正方式不同，前者为修正系数乘以架体中间层水平杆最大竖向步距，修正系数取1.2，故L01=1.2×1.5=1.80m；后者为架体顶层水平杆最大竖向步距加上修正后的支座可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离，修正系数取2×0.7=1.4，故L02=1+1.4×0.4=1.56m。综上所述取L0=1.2×1.5=1.80m。
根据立杆截面计算可得立杆回转半径i=0.0201m，立杆长细比λ=Lo/i=1.8/0.0201=90，按照长细比查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.55。
3.3 单支立杆稳定性验算
根据立杆截面计算可得立杆截面抵抗矩W= 7.7cm3，截面积A=5.71cm2，立杆采用Q345钢材，其抗压强度设计值f=300N/mm2。计算单支立杆的稳定性时一般考虑风荷载对立杆的弯矩作用，福和互通所处位置处于广州郊区，考虑广州地区基本风压，架体视为无遮拦多排模板支撑架，架体高度为24m，可计算风荷载对立杆的弯矩为0.02kN•m。组合风荷载时立杆稳定性计算：
可见立杆稳定性满足要求。
4 结论
本文实例分析了承插型盘扣式支架的施工要点，介绍了支架承载力和稳定性的分析过程，为同类型桥梁的施工提供了很好的工程实例。
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论文作者:张爱群
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/13
标签：支架论文; 荷载论文; 立杆论文; 匝道论文; 预压论文; 承载力论文; 稳定性论文; 《基层建设》2017年第8期论文;