摘要：佛山市禅西大道塱沙大桥跨铁路桥梁墩高为9.0-15.0m，上部结构为连续箱梁，采用落地碗扣式钢管满堂支架施工。为保证施工安全和施工质量，对碗扣式支架系统进行了整体全面的稳定性分析，本文对碗扣式支架搭设及施工进行了介绍和总结，为今后类似工程提供了一定的经验借鉴。
关键词：碗扣式支架,施工安全 ,施工质量,稳定性
一、工程概况
禅西大道属于325国道改线工程，其中塱沙大桥跨铁路桥梁主线上跨佛山机场专用线和广茂铁路正线，处于佛山市罗村镇，本工程地貌属珠江三角洲平原腹地，属经济发达、交通繁忙地段。桥址范围内未发现断裂、岩溶、土洞、滑坡、崩塌或泥石流、采空区等不良地质现象，未发现膨胀土等特殊岩土。本桥由广东三茂铁路股份有限公司代建，分左右两幅，共计3孔左幅跨度形式为30+32+25，3孔右幅跨度形式为27+35+25，后张法预应力混凝土连续箱梁。箱梁设计为单箱四室各室截面相同，单孔最重梁体砼量385m3，重1001.79T。
本工程地势平坦、地基稳定、桥墩高度9~15m，根据场地处的地质条件及桥型结构，选择以安全、适用、经济为施工原则，优先采用落地碗扣式钢管满堂支架施工。箱梁支架的稳定性不仅关系到桥梁的施工质量和安全，更涉及铁路的运输安全。因此，有必要对该支架进行严格的受力验算。
二、碗扣式支架工法优点
1.装拆灵活，操作方便，提高工效和减轻工人劳动强度，缩短施工工期从而节约了工程成本;
2.结构合理，使用安全，附件不易丢失，管理和运输方便，损耗极少，反复利用率极高;
3.构建设计模数制，使用功能多，应用范围广，可适用于脚手架、支撑架、等其他搭建用途;
三、适用条件
适用于地面条件平整、地质条件稳定的现浇混凝土箱梁及其它现浇桥梁和框架等跨越结构的施工。
四、工艺及流程
(一)工艺原理
选用碗扣式支架，以600规格为主支撑，配合其它300规格和其它 结构件组成整体支撑体系。在局部受力较大、较集中的范围内采用局部加密，如减小步距、增加斜撑杆件以保证受力均匀。 支架顶部采用可调顶铁，调节顶部标高，使顶部处于控制标高，保证支架整体的安装精度。在局部横杆与立杆间拉有斜杆和水平拉杆，加强架体的稳定性。支架与地面接触采用铺设大板的方式，使架体坐落在大板上，最大受力面积，减少受力后的沉降量。
(二)施工工艺流程
基础处理→测量放样→铺设大板→检验支架合格证→立竖杆→安装纵、横向横杆→设置剪刀撑→安装上托→铺设纵向方钢→铺设横向方木→铺设大板→安装模板→支架预压→卸载→调整支架高度
五、施工中的要点控制
六、支架的受力验算分析
(一)支架相关特性
佛山市禅西大道塱沙大桥跨铁路桥梁，考虑地质及施工安全、质量、工期及就地取材原则，上部箱梁施工采用落地式碗扣式钢管满堂支架工法。塱沙大桥跨铁路段箱梁跨度为三跨，为减轻支架受力荷载，减少支架的不均匀沉降，箱梁模板均采用木模施工，箱梁施工完毕木模可继续用作以后的附属施工中，既保证箱梁施工质量，同时减少材料消耗成本。现以最大跨度(35m跨)的箱梁为例，按支架高度15m进行支架应力及稳定性检算。
碗扣支架钢管为φ48、t=3.5mm，材质为A3钢，轴向容许应力[σ0]=170 MPa。截面特性及承载性能详细数据见下表(表2、表3)。
(二)荷载计算分析
本箱梁截面尺寸设计为两端腹板变截面加厚，中部段腹板变截面减小，故端部支架受力最大，在进行受力分析时应考虑最不利受力点进行分析，因此取箱梁端部为受力点进行计算最为合理。
纵横分配梁由于支点位置均位于支架立杆中心，主要起传递荷载及均衡应力分布的作用，可视为立杆顶部方木抗压承力，不考需考虑方木的抗弯和挠度。
1.碗扣式支架钢管自重，可按表2查取。
2.按照最不利工况，将翼缘板部分的混凝土重量折算到底板上。箱梁底板支架按均布荷载计算，钢筋砼容重按25.5KN/m3计算，则：
每平方米钢筋砼自重荷载为(查看设计图尺寸)：385÷35÷12.75×25.5=22KN/m2
3.模板及方木、顶托等上部自重每平方重量为2.0 KN/m2;
4.施工荷载取2.1 KN/m2(查施工计算手册资料，施工荷载一般取值为1.6~2.1 KN/m2 ，含人员行走及机具运输或堆放以及振捣时所产生的荷载)
5.支架自重(含扣件)取2.0 KN/m2
6.按照地区取值风荷载，本地沿海地区取值0.5 KN/m2
荷载组合则为：q =22+2.0+2.1+2.0+0.5=28.6KN/m2
碗扣立杆分布为0.6 cm×0.6cm，则：
单根立杆(方木局部)受力为：N=0.6×0.6×28.6=10.3 KN
方木的受力面积：0.1m×0.1m，则
方木承压：A=100cm×100cm=10000mm2
木方的容许承压值[fc]取12
σ=P/A=10300N/10000mm2=1.03MPa<[fc]/1.3=12/1.3=9.2MPa
杆件应力安全系数：[N]/N=30 KN/10.3=2.91>1.3(规范要求安全系数)
经以上计算，立杆应力满足规范要求。
8.支架立杆稳定性计算
立杆计算长度为h+2a=1.8m。
长细比λ=L/i=1800/15.78=114
查表得φ=0.473，则：
[N]= φA[σ]=0.473×489×170=39.3KN
N`=(N+15)×0.0384=20.9KN
[N] / N` =1.88>1.5(规范要求安全系数)
经以上计算，立杆稳定性满足规范要求。
9.地基承载力检算
荷载按支架高度H=15.0m计算
箱梁底板及翼缘板支架纵横向间距均为60cm，故：
立杆所承受的最大荷载Nmax=20.9KN×1.1=23KN
地基上横桥向(立杆底座下)铺通长方木(平铺)，方木按10cm*10cm考虑
(1)卧木承压检算：
A=100cm×100cm=10000mm2
σ=P/A=10300N/10000mm2=1.03MPa<[fc]/1.3=12/1.3=9.2MPa
(2)混凝土顶面检算：
A=600mm×100mm=60000mm2
σ=P/A=10300/60000=0.172MPa=172KPa，远小于C15混凝土抗压强度允许值满足要求。
(3)混凝土底面检算：应力扩散角θ=45°
A=600mm×500mm=300000mm2
P=10300+0.50×0.6×0.2×25000=11800N
σ=P/A=11800/300000=0.04MPa=40KPa
经地基加固处理后，地基承载力均可达到100KPa以上。可满足支架对地基承载力的要求。
(三)使用效果
整个施工过程中支架稳固,未出现任何安全问题;所浇的砼外观质量完好,实体检测其质量符合要求。
七、结束语
佛山市禅西大道跨铁路桥梁采用碗扣式支架现浇连续箱梁施工工艺，不仅保证了施工进度确保了施工安全，而且通过预压支架，精确的掌握了碗扣式支架的预压沉降值，使塱沙大桥跨铁路桥梁混凝土施工质量及箱梁线型达到了预期的质量目标，得到建设单位、监理单位及设计单位的广泛好评。采用碗扣式支架现浇连续箱梁施工工艺，更是体现了“装拆灵活，操作方便，结构合理，使用安全”等特点，同时缩短了施工工期、节约了工程成本。
参 考 文 献
[1]《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ 166-2008
[2]《混凝土结构工程施工质量验收规程》GB50204-2002
[3]《装配式公路钢桥多用途使用手册》(广州军区科研设计所)
[4]《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
