朱樹森1，樓偉亮1，盧建清1

摘  要：鋼管腳手架是現澆箱梁施工中常用而又十分重要的臨時設施，這項工作的優劣將直接影響橋梁工程的質量、安全和效益。本文結合320國道常山朱家渡至鉗口段改建工程馬家排互通主線橋施工實際，對保證既有公路運營正常運營情況下現澆連續箱梁鋼管支架及門洞進行技術總結，供同類工程借鑒。
關鍵詞：既有公路 現澆箱梁 鋼管 支架施工
0  前言
隨著經濟的迅速發展，在原來已經建成公路上修建越來越多的跨線橋，特別是在修建互通立交時，許多匝道橋由于半徑較大無法采用預置安裝的方法設計與施工，多數采用現澆的施工方法。為減小因施工對既有公路運營的影響，盡可能控制成本，一般采用鋼管腳手架及門洞進行現澆箱梁的施工。
1  工程簡介
320國道常山朱家渡至鉗口段改建工程馬家排互通主線橋橋孔跨徑布置為等截面3×35m預應力鋼筋混凝土箱梁，梁寬12m，梁厚1.8m，該橋除門洞外其余梁體澆筑施工均采用滿堂支架。支架材料為普通鋼管腳手架，管外徑為D=Φ48mm，管壁厚為3.5mm，采用28a型工字鋼梁做門洞梁，以滿足既有205國道交通的正常運營。其橋梁結構如下：

圖1 馬家排互通主線橋現澆箱梁橫斷面示意圖（單位：m）
2  支架布置
按單跨箱梁長35米、寬12米計，立桿間距按700mm*700mm排列，步距為1.5m，立桿數18根*51根（即縱向18排，橫向51排），在滿堂支架立桿下鋪設150mm*700mm的鋼墊板，使地坪均勻受力。
在205國道左、右幅分別用12米長28a#工字鋼作為門洞梁各搭設一個門洞，門洞寬度、高度為4.0m×4.2m，采用Φ48mm的普通鋼管腳手架作為門洞梁支架，門洞兩端各三排支架，中央綠化帶為五排鋼管支架，鋼管腳手架間距35×35㎝，步距為1.4m。鋼管上部采用可調調節頂托，所有支架應依據搭設高度設置剪刀撐。
支架搭設順序：做好搭設的準備工作→按支撐施工圖放線→按立桿間距排放底座→放置掃地桿→逐根拉立桿并隨即與掃地桿扣牢→安裝第一步大橫桿（與各立桿扣牢）→安裝第一步小橫桿→第二步大橫桿→第二步小橫桿→第三、四步大橫桿和小橫桿→接立桿→加設剪刀撐。
圖2 馬家排互通主線橋鋼管支架橫斷面布置圖
3  滿堂支架荷載驗算
3.1 荷載計算（按箱梁底板寬度計算35m*8m）
(1)、單跨砼重量：236.83*2.6=615.8噸=6158KN,q1=6158/8/35=21.99KN/m2；
(2)、施工人員、機械荷載:q2=1.0 KN/m2；
(3)、模板、方木荷載:q3=0.5 KN/m2；
(4)、支架自重
立桿：3.84*51排*18列*6米=21151（kg）；
縱向水平桿：3.84*35米*18列*4檔=9677（kg）；
橫向水平桿：3.84*12米*51排*4檔=9400（kg）；
斜撐：3.84*(11*10*2+5*10*2*2)=1613（kg）；
扣件：2.04*8000=16320（kg）；
q4=(21151+9677+9400+1613+16320)*10*10-3/12/35=581.61/420=1.38KN/m2。
3.2 支架驗算
（1）、立桿軸力驗算
查表得：立桿允許荷載Pmax=25KN/根。
查表取風荷載：q5=0.07KN/m2則：
Q=1.2*(q1+q3+q4)+1.4q2+q5=1.2*(21.99+0.5+1.38)+1.4*1.0+0.07=30.114KN/m2。
每根立桿的軸力為：
N=30.114*0.7*0.7=14.76(KN)<[N]=25KN。
所以采用立桿間距按700mm*700mm排列的支架，滿足施工要求。
（2）、立桿穩定驗算
立桿步距L=1.4m，查表得i=1.58cm,A=4.89cm2。則：
模板支架立桿的計算長度l0=步距1.4m+2×0.1=1.6m；
長細比λ= l0/i=1.6/1.58×10-2=101.3；
查表得：ψ=0.580；
σ=Nmax/(ψ*A)=14.76*103/0.58/489=52.04MPa<[σ]=205MPa,滿足穩定要求。
（3）、縱、橫向水平桿驗算
在本工程施工時，支架搭設后的受力體系為：上部荷載傳遞到橫向木檔，再傳遞至縱向水平桿，經扣件傳遞到立桿；立桿荷載經鋼墊板傳遞至地面的傳力體系。
查表得：最大允許均布荷載為[Qmax]=12KN/m。
將上部荷載換算成線荷載：
恒載：（21.99+0.5）*18=404.82(KN/m) ；
活荷：1.0*51=51(KN/m) ；
線荷載Q=1.2*404.82+1.4*51=557.18(KN/m)；
根據51排橫向水平桿受力計算，則:
Qmax=557.18/51=10.93(KN/m)<[Qmax]=12KN/m。滿足要求。
（4）、扣件驗算
工程支架接頭采用普通扣件連接，經現場試驗，用三個扣件接長的立桿可承受15KN的重量，現經過計算每根立桿的軸力為14.76KN，小于試驗結果可承受重量。滿足要求。
3.3 地基承載力驗算
平均壓力P≤fg；
P-立桿基礎底面的平均壓力，P=N/A；
N-上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值；
A-基礎底面面積；
fg-地基承載力設計值。
根據支架荷載計算結果每根立桿的軸力為：
N=14.767(KN)   A=0.7×0.7=0.49m2
P=N/A=14.76/0.49=30.12KPa ≤fg=120Kpa，滿足施工要求。
4  門洞支架及門洞梁荷載驗算
4.1 荷載計算（按箱梁門洞底板寬度計算12m*8m）
(1)、門洞砼重量（12米長）：73.28*2.6=190.5噸=1905KN，q1=1905/8/12=19.84KN/m2；
(2)、施工人員、機械荷載：q2=1.0 KN/m2；
(3)、模板、方木、工字鋼荷載：q3=2.0 KN/m2；
(4)、支架自重
立桿：3.84*11排*35列*5米=7392（kg）；
縱向水平桿：3.84*5.6米*35列*4檔=3010（kg）；
橫向水平桿：3.84*12米*11排*4檔=2028（kg）；
斜撐：3.84*(6*2*6+10*2*6)=737（kg）；
扣件：2.04*1600=3264（kg）；
q4=(7392+3010+2028+737)*10*10-3/12/12=131.67/144=0.914KN/m2。
4.2 支架驗算
（1）、立桿軸力驗算
查表得：立桿允許荷載Pmax=25KN/根；
查表取風荷載：q5=0.07KN/m2則：
Q=1.2*(q1+q3+q4)+1.4q2+q5=1.2*(19.84+2.0+0.914)+1.4*1.0+0.07=28.77(KN/m2)；
每根立桿的軸力為：
N=(28.77*0.35*0.35)*(12*8)/[(0.7+1.4+0.7)*8]=15.10(KN)<[N]=25KN。
所以采用立桿間距按350mm*350mm排列的支架，滿足施工要求。
（2）、立桿穩定驗算
立桿步距L=1.4m，查表得i=1.58cm,A=4.89cm2；
模板支架立桿的計算長度l0=步距1.4m+2×0.1=1.6m；
長細比λ= l0/i=1.6/1.58×10-2=101.3；
查表得ψ=0.580；
σ=Nmax/(ψ*A)=15.10*103/0.58/489=53.24MPa<[σ]=205MPa，滿足穩定要求。
4.3 工字鋼驗算
(1)、門洞砼：q1=19.84KN/m2；
(2)、施工人員、機械荷載：q2=1.0 KN/m2；
(3)、模板、方木荷載：q3=0.5 KN/m2；
q=1.2(19.84+0.5)+1.4×1.0=25.81KN/m2；
Mmax=ql2/8=25.81×6×6/8=116.145KN；
W max= Mmax/[σ]=116.145/160=726cm3；
若采用28a工字鋼，查表得抗彎截面系數：W28a=508cm3
W28a/W max=508/726=0.69m，施工中工字鋼間距為35cm，滿足驗算要求。
5  鋼管腳手架施工注意事項
5.1 滿堂支架是整個梁體最重要的受力體系，所以鋼管支撐的桿件有銹蝕，彎曲、壓扁或有裂縫的嚴禁使用；使用的扣件有脆裂、變形、滑絲的扣件禁止使用，扣件活動部位應能靈活轉動，當扣件夾緊鋼管時，開口處的最小距離應不小于5mm。
5.2 立桿：在豎立桿時要注意桿件的長短搭配使用。立桿的接頭除梗肋處可采用搭接頭外，必須采用對接扣件實行對接。搭接時的搭接長度不應小于1m，用不少于3個旋轉扣件來扣牢，扣件的外邊緣到桿端距離不應小于100mm。相鄰兩立桿的接頭應相互錯開，不應在同一步高內，相鄰接頭的高度差應大于1500mm。
5.3 大橫桿：大橫桿的長度不宜小于三跨，一般不小于6m。大橫桿對立桿起約束作用。故立桿和大橫桿必須用直角扣件扣緊，不得遺漏。上下相鄰的大橫桿應錯開布置在立桿的里側和外側，以減少立桿的偏心受荷情況。同一水平內的內外兩根大橫桿的接頭和上下相鄰的兩根大橫桿的接頭均應相互錯開，不得出現在同一跨間內，相鄰接的水平距離應大于1500mm。
5.4 小橫桿：小橫桿緊貼立桿布置，用直角扣件扣緊，拆模前在任何情況下不得拆除貼近立桿的小橫桿。
斜桿：縱向支撐的斜桿與地面夾角宜在45º~60º范圍內。斜桿的搭設是將一根斜桿扣在立桿上，另一根斜桿扣在小橫桿的伸出部分上，這樣可以避免兩根斜桿相交時把鋼管別彎。斜桿用扣件與腳手架扣緊的連接頭兩端距腳手架節點不大于200mm，除兩端扣緊外，中間尚需增加2~4個扣結點。斜桿的最下面一個連接點距地面不宜大于500mm，以保證支架的穩定性。斜桿的接長宜采用對接扣件的對接連接。當采用搭接時，搭接長度不小于400mm，并用兩只旋轉扣件扣牢。
5.5 立桿縱橫距和步距按支撐設計方案進行施工，立桿間設剪刀撐，剪刀撐應聯系3~4根立桿，斜桿與地面夾角為45~60度，剪刀撐應沿步高連續布置，在相鄰兩排剪刀撐之間，設大斜撐，剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉扣件與腳手架的立桿或大橫桿扣緊外，在其中間應增加2~4個扣結點。
5.6 滿堂支撐需待砼達到設計強度方可拆除，拆除順序和搭設順序相反。先搭的后拆，后搭的先拆。先從鋼管支架頂端拆起。拆除順序為：剪刀撐→小橫桿→大橫桿→立桿→……。
5.7 立桿與橫桿必須用直角扣扣緊，不得隔步設置與遺漏。相鄰立桿的接頭位置應錯開布置，在不同的步距內，與相近橫桿的距離不宜大于縱距的1/3，上下橫桿的接長位置應錯開布置，在不同的立桿步距中，與相近立桿的距離不大于縱距的1/3。相鄰步距的橫桿應錯開布置在立桿的里側和外側，以減少立桿偏心受載情況。
5.8 剪刀撐沿架高連續布置，橫向也連續布置，縱向每隔5根與立桿設一道，每片架子不少于3道，剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉扣件與腳手架的立桿或橫桿扣緊外，在其中應增加2～4個扣結點。
6  結束語
6.1 由于排架搭設是依靠扣件螺栓緊固完成的，因此每節點的扣件螺栓施工中都必須用力矩板手進行檢查。
6.2 支撐排架是箱體頂板的關鍵工序，排架搭設結束后由專人對排架進行驗收，驗收合格后方可支模。
6.3 鋼管支架完成后，采用沙袋、水箱靜壓法等做預壓試驗，以檢查支架的壓縮量和穩定性。

參考文獻：
[1]《建筑施工腳手架實用手冊》. 中國建筑工業出版社,1994.
[2]《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》(JGJ 130－2010),2010.