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转载自中国建筑2013 年技术交流会论文集《盖梁模块化组合门洞支架设计与施工》作者：熊建军，熊宇，王稳 摘要：宁波市环城南路快速路工程为市政高架道路工程，周边保通道路拆迁困难，拆迁费用高，为保证现有道路和施工道路的通行，本文结合现场条件积极创新，设计一种以螺旋焊管、工字钢、贝雷和碗扣支架相结合的组合式门洞支架。在提高施工效率和保证施工安全和质量的前提下，减少施工用地，达到降本增效的目的。 关键词：盖梁，螺旋焊管，贝雷，碗扣，条基 1 工程概况环城南路快速路工程Ⅳ标段全长约为2200m，是中心城区中南部最便捷的快速过境通道 和城市路网的主要集散通道，在中心城区路网中具有重要的地位和作用。在现行环城南路位 置修建，全线采用双向6 车道高架主线+双向6 车道地面辅道道路形式，高架采用主墩位于 中央绿化带的悬挑式盖梁结构，共有盖梁47 座。 2 支架方案2.1 方案需克服的困难 2.1.1 全力推进项目的施工进度； 2.1.2 相邻标段的大量施工材料及车辆需过境我标段施工现场，我标段也需保证大量施工材料及车辆能通过盖梁施工的现场；现场必须留出两车道的施工通道。 2.1.3 北侧保通道路的拆迁困难，拆迁成本极高，面临着无施工用地修筑施工通道的困难。 2.2 支架方案简介 为克服现场的困难，普通的满堂支架方案受条件限制不能实施，满堂支架设置门洞的方案由于门洞过小不能保证施工车辆通行安全，本文首次提出了螺旋焊管、工字钢、贝雷和碗扣相结合的模块化组合门洞支架，本支架受力明确，门洞跨径大，安拆方便，具体详情如下： 2.2.1 装配式钢支架门洞的主承重立杆采用φ377mm，壁厚8mm 螺旋焊管。在盖梁根部， 每侧布置一排钢管，座于承台混凝土顶面，每排2 根，间距2.8 米；在盖梁两端，每侧布置2 排钢管，间距2.8m，座于原行车道上，每排2 根。 2.2.2 螺旋焊管长度通过较小的标准节段进行调节，两者之间均设置法兰板，焊接接长。立柱间采用[10 槽钢及L100*8 角钢连接，钢立柱顶面焊接一块500mm×500mm×16mm 钢板，并用三角加劲肋加强。 2.2.3 盖梁根部及门洞支架内侧的钢支墩上方布置3 条水平焊接成整体的36b 工字钢，门洞支架外侧钢立柱上布置2 条水平焊接成整体的36b 工字钢。工字钢长度为4.5 米。 2.2.4 装配式钢支架门洞顶部的横向贝雷梁采用45cm 连接片固定成一组，共计5 组，每组长度为15m。盖梁投影范围内放置三组，盖梁前后各放置一组贝雷。 2.2.5 门洞上方的支撑体系采用碗扣支架，立杆纵横向步距均为60cm,顺桥向设置8 排，且设置于贝雷梁正上方。支架沿横桥向及顺桥向均设置连续剪刀撑，剪刀撑与水平面夹角控制在45°～60°。 2.2.6 碗扣支架底部落在贝雷梁上方10 号[钢上，10 号[钢与贝雷梁垂直布置，间隔为60cm；顶部亦采用顶托，顺桥向安设10×10cm 木枋，间距60 厘米，作为模板体系的主梁；主梁上方铺设10×10cm 木枋，间距30cm，方向与盖梁长度方向平行。 2.2.7 因装配式钢支架门洞外侧钢管立柱位于原行车道上，故不需进行地基处理，仅在钢管立柱下方浇筑钢筋砼基础即可。砼基础尺寸（长×宽×高）为5.8m×2.5m×0.4m，标号C30，上下各布置一排φ22 螺纹钢，长5.5m 间距25cm 一道，箍筋为φ12 螺纹钢，间距25cm 一道。 3 支架布置图支架的布置形式如图1、图2 所示   4 支架受力计算4.1 荷载分析 本工程盖梁预应力钢筋混凝土厚度2.8 米，容重26KN/m3，均布荷载： =72.8KN/m2； 模板支撑和模板荷载：=2.5KN/m2；设备及人工荷载：=2.5KN/m2；砼浇注冲击荷载：=2kN/m2；砼振捣荷载：=2kN/m2；满堂支架自重荷载：=2.5kN/m2；装配式钢支架门洞桁架防护竹胶板自重荷载：=2.5KN/m2；贝雷片自重=2750N/3m=0.92KN/m；工字钢横梁自重=65.66kg/m。 4.2 满堂支架计算 盖梁宽度2.5 米，高度2.8 米，立杆间距为0.6 米，横杆步距120cm：每根立杆总荷载碗扣回转半径r： 长细比λ： λ=l0/r=120/1.645=73＜[λ]=130 ∴刚度符合要求。 查《路桥施工计算手册》附表3-26 知：受压构件弯曲折减系数φ＝0.63 截面积A＝442mm2，钢管抗压设计强度[ó]=205MPa，顶底托容许承载力为40KN，顶托最大承载力 [N]= =0.63×442×205=57.1KN＞40 KN ∴立杆及顶底托受力符合要求 4.3 贝雷梁验算 4.3.1 贝雷梁抗弯即跨径验算 贝雷梁间距0.6 米，全部荷载由6 片贝雷梁承担，贝雷最大跨径L=9.5m，单片贝雷梁承担的线性荷载： 据荷载组合一： 贝雷梁容许弯矩：[M]=788.2KN*m，容许剪力[Q]=245.2KN。 M==417.6KN*m＜[M]=788.2KN*m ∴门洞跨径L=9.5m 满足要求。 4.3.2 贝雷梁抗剪验算 Q==37×9.5/2=175.7KN＜[Q]=245.2KN ∴贝雷梁抗剪满足要求。 4.3.3 贝雷梁刚度验算 查表得贝雷I=250497cm4，据荷载组合二： fmax=0.0055m＜[f]=l/250=9.5/250=0.038m ∴贝雷桁架刚度满足要求。 4. 4 钢立柱计算 4.4.1 立柱刚度计算 横向每排2 根,按所需最长钢管自由端长度6m 计;支座反力N： N==570KN。 钢管回转半径： 长细比λ： λ=l0/r=600/12.92=47＜[λ]=130 ∴刚度满足要求。 4.4.2 立柱临界应力验算： 此类钢管为b 类，轴心受压杆件，A3 钢，查表知：Φ＝0.828，A＝9273mm2，[ó]=140MPa [N]=φA [σ]=0.828×9273×140=1070.7KN N≤[N]，∴钢管柱的稳定承载力满足稳定要求。 4.5 地基承载力计算 桥位处原地面路面结构塘渣路基厚度1m，取地基土容许承载力[σ] =100KPa； 单柱反力为=570KN,4 根立柱共计N=2280KN；地基尺寸5.8m×2.5 m。按45 度刚性角 考虑，受力面积 A=（5.8+1×tg450×2）×(2.5+1×tg450×2)=35.1m2 最大压力： σmax＝N/A=2280/35.1＝65kpa<[σ]=100kpa 结论：基础承载力符合要求。 5 总结模块化组合门洞支架在宁波市环城南路快速路工程盖梁施工中成功应用，并取得很好的经济效益和社会效益，相比传统的满堂支架，模块化组合门洞支架施工所需人工少，通过投入汽车起重机，提高了施工效率，搭拆所需工期仅为传统满堂支架搭拆工期的1/3，建筑工业化程度高，缩短了大量的施工工期，模块化组合门洞支架占地面积少，不需额外征地修建施工通道，环城南路快速路工程盖梁施工中节约临时施工用地1.2 万平方米，减少了2000m临时施工道路修筑，直接减少施工成本约200 万元。 参考文献： [1] 周永兴主编，书名[路桥施工计算手册],人民交通出版社，2001.700~800. 注：转载自中国建筑2013 年技术交流会论文集《盖梁模块化组合门洞支架设计与施工》作者：熊建军，熊宇，王稳，仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！ |
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