大跨度混凝土结构支架拆除的受力分析

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热度0票  浏览470次 时间：2019年11月21日 10:40

 田红云 罗 盼

（中国一冶集团有限公司城市建设分公司 湖北 武汉 430081）【摘要】 以桥梁工程现浇混凝土箱梁为例，通过对多种支架拆除顺序的受力工况对比，通过分析箱梁的受力特点，筛选出最安全、可靠、经济的拆除顺序方案，确保现浇箱梁混凝土的质量，保证结构安全。为同类的房建工程超高超长结构梁、公路铁路现浇梁的施工提供参考。

【关键词】 模板支架 受力 拆除 顺序

doi：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.14.2220

In-depth Analysis Of Large-span Concrete Structure BracketRemoval

Luo pan Tian hong yun

[Abstract]Taking the cast-in-place concrete box girder of the bridgeas an example, the force of the box girder is analyzed by comparing theremoval order of various brackets, and the safest and reliable demolitionsequence is selected to ensure the quality of the box girder concrete.Toensure structural safety.For the similar construction of super high andlong structural beams, the construction of road and railway cast-in-situbeams provides reference.

[Keywords]Template support; Removal; Order

0??引言

随着社会的发展和建筑设计水平的成熟，建筑产品除了应满足使用功能之外，对建筑造型美观、风格有了更高的追求，因此对施工技术与水平有了更高的要求，例如公共建筑等超高超长结构梁，城市快速路高架桥等。因为上述混凝土结构为超重结构，模板支架拆除区域的不同将直接影响到构件的受力形式；拆除的顺序错误，会对构件局部受力产生影响或局部位置造成受力过大，甚至会引起混凝土构件结构的破坏，影响结构的安全性能。本文主要分析混凝土构件达到设计强度后，分析其模板支架的拆除顺序造成的构件受力特点，可从技术层面避免出现质量问题和安全问题。现以二七长江大桥匝道工程为例，对模板支架的拆除顺序不同造成的受力特点进行深入分析，以供借鉴。

1??工程概况

本工程为武汉市重点工程，属于军运会项目和长江主轴项目，位于武汉市青山区。匝道箱梁的截面形式为单箱单室截面，最大高度 2m，梁宽 10m 和 11m。主梁两侧各悬臂 2.0m，悬臂端部厚度 20cm，悬臂根部厚度 45cm。顶板 全跨等厚，为 25cm。箱梁底板全宽等厚，为 22cm。腹板为斜腹板，腹板厚度为 50cm ～ 90cm。

中支点横梁厚度为 2m，边横梁厚度 1.5m。箱梁的悬臂根部和腹板混凝土厚度大，此处的支架受力较大，为重要控制部位。跨中为所受弯矩最大部位，两端支座处为所受剪力最大部位。

2??支架拆除顺序及方式

混凝土达到强度后，支架拆除顺序的选择直接影响到安全和质量，在拆除顺序的选择上，应该充分考虑以下几点：

1）拆除时要保证架体结构安全可靠，保证施工人员的安全；2）考虑混凝土结构的受力特点，保证结构安全可靠。

2.1 纵向拆除方式

1，从一端向另一端依次拆除。

2， 从两端向中间拆除。

3，从中间向两端拆除。

2.2 横向拆除方式

从翼板向中间拆除。

3 支架拆除方式受力分析。

以其中一联为例，对每种拆除顺序建立简化的受力模型，进行受力分析，对比得出科学、合理的拆除顺序。

墩柱之间每联的箱梁长度取 30m，两端支座为铰接。梁体钢筋混凝土容重取 26KN/m3 ，安全系数取 1.2；机械设备、临时材料堆放、人员等活载等相对梁体自重太小，可忽略不计。梁体的截面面积 S=11×0.25+0.22×6.1+1.3×0.5×2=5.392m2 , 梁体近似自重 q=26×5.392=140.19KN/m2；

计算荷载 q=1.2×140.19=168.23KN/m2。

3.1 由一端向另一端依次拆除

1，受力模型如下

支架拆除一半时，如下图所示（图 1）

支架完全拆除时，如下图所示（图 2）

2，受力分析

剪力图和弯矩图如下所示

图 3 剪力图

图 4 弯矩图

支架完全拆除时 , 剪力 V=ql/2=168.23×30/2=2523.45kN; 弯距 左端支座处的剪力在逐渐增大，右端随着支架往右边拆除，左端的剪力逐渐增大。右边最大剪力的受力点逐渐右移，在右边支座处达到最大值 2523.45kN。跨中位置的剪力由最大值逐渐变化到 0。

3.2 由两端向跨中拆除时

支架左右端各拆除 1/3 跨时，

图 7 受力模型

支架左右端各拆除 1/2 跨时，

图 8 受力模型

完全拆除时，如图 2 所示

3，受力分析

支架左右端各拆除 1/3 跨时

图 9 剪力图

图 10 弯矩图

支架拆除一半

图 11 剪力图

图 12 弯矩图

支架完全拆除时，剪力和弯矩如图 5，图 6 所示。

对比支架拆除 1/3,1/2，完全拆除时的弯矩图发现，随着支架逐渐向跨中拆除，跨中弯矩值逐渐增大，当跨中最后一根立杆拆除瞬间，跨中弯矩瞬间增大，方向变化，由负弯矩 4731.47kN.m变成正弯矩 18925.88kN.m，易造成混凝土结构破坏，出现混凝土裂缝，见图 16。

3.3 由跨中向两端拆除

1，受力模型如下

支架拆除一半时，

图 13 受力模型图

支架完全拆除时，如图 2 所示

2，受力分析

1）支架拆除一半

图 14 剪力图

图 15 弯矩图

3）支架完全拆除时，剪力弯矩如图 5，图 6 所示。

3.4 分析对比

梁底支架由跨中往两端拆除时，跨中弯矩逐渐增大，拆除完成之后跨中弯矩达到最大值 18925.88KN。两端往中间拆时跨中弯矩在支架拆除完成的瞬间，弯矩方向变化，瞬间变大。由一端向另一端拆除时，跨中弯矩在拆除 1/2 时，达到负弯矩最大值，之后弯矩值逐渐减小，方向变化，拆

除完成后跨中弯矩达到最大值，见

图 16。对比三种工况的变化曲线，

跨中弯矩缓慢变化，对结构有利。

对比各个工况的跨中剪力变化，

只有跨中往两边拆除的方式跨中的

剪力变化较小，对结构有利。

综上所述，由跨中向两端拆除

的方式，其构件受力最为合理。

3.4 翼板向底板拆除

随着翼板向底板拆除，最小程

度的减少了翼板的受力，荷载逐渐

向底板加载。

4??支架拆除工艺方法

4.1 支架的拆除时间

支架的拆除时间，应该设计要

求和规范要求，箱梁的现浇混凝土

强度达到 100%，预应力箱梁支架拆

除应满足预应力钢绞线张拉及注浆施工完成。混凝土试件试验达到强度后，经过验收方可拆除支架。

4.2 支架的卸载

在支架拆除前，首先要正确进行支架的卸荷，严格按照从跨中向支座依次循环松动顶托螺杆，当达到一定的卸落量后，支架方可脱落梁体。在拟定卸落程序时应注意以下事项：

1，在卸落前应画好每次卸落量的标记；

2，卸载时应均匀、缓慢、对称进行；

3，多跨连续梁应同时从跨中对称卸载。

4.3 支架的拆除

支架拆除前，应清理作业层上的施工机具及多余的材料和杂物。

先拆除支撑翼板的支架，保证全梁翼板处于无支撑状态，再送动腹板的顶托螺杆，接下来松动底板的顶托螺杆。拆除人员分为两班，从跨中向两端同步松动，是梁体均匀下落，分多次循环完成。卸落量开始宜小，第一次下 8mm，以后逐渐增大。纵向应对称依次卸落，横向应同时一起卸落。

拆除程序应遵循由上而下，由跨中向两边，先翼板后底板，先支后拆，后支先拆的原则。拆架时要先拆栏杆、翼板，再拆除箱梁底板支架，从跨中对称往两边拆。先拆模板、剪刀撑、斜撑。

而后小横杆、大横杆、立杆等，拆除剪刀撑时，先拆中间扣，再拆两头扣，拆完后由中间层的人向下传递钢管。从上层到下层依次拆除，严禁上下层同时拆除。

拆除的脚手架构配件应采用起重设备吊运或人工传递到地面，严禁抛掷。

脚手架拆除作业应设专人指挥，当有多人同时操作时，应明确分工，统一行动，且应具有足够的操作面。

拆除的脚手架配件应分类堆放，并应便于运输、维护和保管。

结束语：

通过对支架拆除过程中各种工况的受力特点分析，对超高现浇混凝土箱梁的多种支架拆除顺序进行了说明，得出了由跨中向两边，由翼板向底板拆模的顺序为最合理的拆模顺序，有效的避免在拆架工程中产生过大的瞬间荷载，使箱梁顺利的实现了应力转换，避免了混凝土裂缝的产生，保证了结构的使用性能和耐久性。

参考文献：

[1] JGJ166-2016 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范 [S]

北京：中国建设工业出版社，2016