摘要：針對高速公路中的高墩橋梁采用塔吊施工成本高的情況，提出采用全支架施工。通過反力提升架計算，保證支架在最不利條件下正常工作過程中的安全，使支架成為模板提升、安裝的支撐架。通過計算確定翻模施工中模板安裝的最大高度，指導(dǎo)翻模施工的模板安裝高度，從而解決了成本增加問題。
　　關(guān)鍵詞：高墩橋梁；翻模，免塔吊全支架；
　　在山區(qū)高速公路施工過程中，橋梁一般占總里程的60%以上，且橋梁普遍墩柱較高，由于地形復(fù)雜，吊車一般都不能使用。由于橋梁較多，在施工立柱過程中如果采用塔吊將會使成本大幅度增加。從施工經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，在保證施工安全、可行的前提下，提出采用全支架法施工，利用支架進(jìn)行模板提升、支護(hù)，完成混凝土澆筑工作。
　　1模板吊裝過程
　　由于采取全支架免塔吊法施工，利用卷揚機作為模板提升動力設(shè)備，模板按每塊重量不超過400kg進(jìn)行控制設(shè)計，便于人工配合卷揚機進(jìn)行模板的安裝。活荷載分項系數(shù)取1.4[1]，G=0.4×10×1.4=5.6kN
　　2支架受力驗算
　　根據(jù)荷載計算結(jié)果，采用G=5.6kN荷載作為控制設(shè)計根據(jù)。
　　2.1立桿受力計算
　　2.1.1立桿步距取1.2m
　　立桿按實際到場的鋼管直徑與厚度進(jìn)行計算，外徑48mm，厚度2.5mm。故其面積A為:357.2mm2;慣性矩Ⅰ為92709.2mm4;柔度系數(shù)λ為149.1[2]。
　　查λ-系數(shù)表[3],0.343。
　　此時立桿的承載能力為:
　　
　　式中:為Q235A的抗拉極限強度，=210MPa。
　　計算得N=25.7kN>G=5.6kN
　　故此時立桿承載力顯然滿足要求，且山區(qū)墩柱其樁基多為挖孔樁，在此立桿步距條件下，樁基鋼筋籠下放階段兼可作為鋼筋籠下放反力架，一般15t重鋼筋籠下放由8根立桿承擔(dān)是能夠滿足要求的。此時反力架既作為鋼筋籠下放工具，也作為墩柱施工支撐反力架，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)實用的目的。
　　2,1.2立桿步距取1.5m
　　按同樣方法計算得:
　　N=0.228×357.2×210=17.1kN
　　按此布置若進(jìn)行樁基鋼筋籠下放沒有足夠的安全系數(shù)，但可以進(jìn)行模板安裝，這就要求根據(jù)計算結(jié)果，合理布置反力架。在作為鋼筋籠下放的持力段(根據(jù)鋼筋長度，一般為9m)采用1.2m步距搭設(shè)反力架，其余段落采用1.5m步距搭設(shè)反力架。
　　2.2橫桿受力計算
　　以直徑最大的2.2m墩柱作為計算模型，其受力結(jié)構(gòu)如圖1，橫桿布置如圖2。
　　
　　圖1支架頂受力簡圖(尺寸單位:cm)
　　
　　圖2支架平面布置圖(單位:cm)
　　支座處的反力為:
　　R=F/2=2.8kN
　　查公路橋涵計算手冊，3不等跨連續(xù)梁的最大彎矩為:
　　Mmax=0.0308×F×1.84=0.32kN•m
　　橫桿、支撐桿材料與立桿相同，也為Q234A。
　　(1)橫桿強度驗算
　　截面系數(shù)
　　
　　
　　MPa，能夠滿足要求。
　�。�2）支撐桿強度驗算
　　支撐桿長度為:
　　(此時支撐系數(shù)μ取1)
　　查系數(shù)表，
　　立桿的承載能力為:
　　N=0.297×357.2×210=22.2kN<2.8kN,滿足要求。
　　2.3支架整體受力及抗傾覆計算
　　2.3.1支架整體受力計算
　　按半幅墩柱單獨施工進(jìn)行最不利考慮計算，墩柱周圍布置立桿如圖3。
　　
　　圖3整體支架平面布置圖(單位:cm)
　　半幅立桿慣性矩計算如下:
　　
　　支架高按50m考慮，其柔度系數(shù)。
　　查表，。
　　支架的豎向承載能力為:
　　N=0.924×357.2×32×210=2218kN,顯然滿足要求。
　　2.3.2抗傾覆穩(wěn)定驗算
　�。�1）水平風(fēng)荷載
　　
　　式中:Wk為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kPa;為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[4]規(guī)定，支架最高50m，按表7.2.1取;f為腳手架風(fēng)荷載體形系數(shù)，按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)》[3]取值，本計算中取;W0為基本風(fēng)壓，kPa，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，本計算中按西昌市(工程所在地)50年一遇，取W0=0.3。
　　Wk=0.7×1.67×0.15×0.3=0.053kPa
　　最大水平風(fēng)力為:Fw=Wk×50×15=9.75kN（15為半幅施工時支架的寬度，m）
　　(2)抗傾覆計算以1.2m墩柱直徑進(jìn)行計算最為安全，其寬度最小，為4m，支架重量為:
　　G=(32×50+50/1.5×（4×15+8×4))×2.8×=130.67kN(2.8為鋼管線質(zhì)量，kg/m)
　　支架可能承受的最大水平推力為:
　　Fmax=Fw+50×1.4=109.75kN
　　式中:50為卷楊機最大提升力，kN;1.4為提升安全系數(shù)。
　　轉(zhuǎn)動平衡方程為:
　　Fmax×4≤G×2
　　439kN•m>261.34kN•m，不滿足要求，必須拉纜風(fēng)繩。
　　需要風(fēng)纜繩提供的抵抗力矩為:
　　439一261.34=177.66kN•m
　　風(fēng)纜按最大角度60°考慮，其布置如圖4所示。
　　
　　圖4支架風(fēng)纜安裝示意圖
　　要求風(fēng)纜具有的最小拉力FL為:FL×4×sin60°+FL×50×cos60°=177.7kN•m
　　FL=6.2kN，顯然這是很容易做到的。
　　3最大翻模高度計算
　　在高墩施工中，墩柱混凝土不能一次澆筑完成，需采取翻模法施工。要求混凝土澆筑后最頂上一節(jié)模板不予拆除，便于下一步支模，同時作為上部模板的支撐體系。這時就要根據(jù)未拆除模板的長度，確定上部模板支立的最大高度，同時需要考慮模板垂直度控制對模板支立高度的影響。
　　根據(jù)《橋梁施工常用數(shù)據(jù)手冊》[5]，查得新澆筑混凝土與模板間的切向連接力為8.8kPa(C30混凝土)，翻模后支模最大高度按20m計算，取1m寬模板進(jìn)行(相當(dāng)于周長1m的模板)計算。
　　模板重量為:G=1×1.0×20=20kN式中:1.0為1m2的模板重，kN。
　　模板與混凝土間的連接反力為:
　　F=8.8×1×H

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