0、中铁建11局广汕铁路6标现浇箱梁模板支撑架点评.docx

中铁建11局广汕铁路6标段已完现浇箱梁模板支撑架结构点评一、没有稳定桁撑体系结构的分析图1、支撑架高度5m以下整体安装结构1.1、 桁撑设置标准情况据了解，现场对支撑架整体的稳定桁撑设置标准是以5m高度为界限。高度在5m以下的不设置桁撑，超过5m高设置纵横稳定桁撑。1.2、 桁撑设置依据建议：现行相关施工技术规范，支撑架的稳定桁撑没有高度界限，一律设置！梁柱支撑架高度不超过5m的不设置桁撑体系，没有法律依据！相关施工技术规范对支撑架整体稳定桁撑设置纲领：支撑架整体必须具有几何不变体系!稳定桁撑设置的理论依据：临时结构支撑柱都是按轴心受压杆件对待，不允许产生偏心压弯现象，并将其上下横撑约束点视为“较接”结构。1.3、 无桁撑和有桁撑立柱的力学模型及承载能力现场所已经使用的钢管支撑柱为直径中630mm、壁厚8mm,材质Q235钢材。其几何特征参数：回转半径：ix=iy=22cm,横截面面积A=156cr1120以支撑柱5m高支撑柱为例，通过计算对比。1.3.1、 对5m高以下不设置桁撑的支撑柱承载能力核算方案结构如图1.1.图11、支撑架高度5m以下无桁撑结构照片对于图Ll中的支撑柱，没有桁撑，全高自由受压。这种无桁撑支撑柱的力学模型为：上端自由下端刚接(下端只能视作刚接，实际的刚度无法定量分析)，约束特征系数B=2；立柱受压长细比：2=45.5;对应稳定系数为：°=0.8761X其承载能力：N=j3(4f)=0.876×156cm2×210Mpa=2870kN直径630mm、壁厚8mm钢管的最大承载能力：Nnia=4f=3276kN,利用率87.6%!无桁撑约束的支撑柱，下端属于刚性约束，不得有前后位移和水平转角。换填的临时基础一旦有不均匀沉降，就将使其底脚产生转角一一势必改变底脚刚接的约束状态，其结果是承载能力大大降低，这种承载能力的降低是不可知、不可控的，这就产生了潜在的危险！另外，支撑架整体一旦产生了水平力（如风荷载、贝雷桁架梁挠曲推力、设备机械的刮碰），支撑柱底脚的势必产生较大倾覆弯矩，底脚抵抗这种横向荷载的倾覆弯矩能力也是不可知的、不可控制的，也是风险！1.3.2、支撑架不可知水平荷载的破坏案例下图121,是某客专系杆拱桥的系梁现浇模板支撑架图片。图1.2.1、某客专铁路现浇系杆拱桥系梁支撑架预压垮塌前照片该桥系梁支撑架，在堆载预压过程中发生坍塌事故。事故原因是使用了受损开裂的贝雷桁架（不合格贝雷片），造成贝雷桁架梁上翼缘拉断坍塌事故。贝雷桁架梁的坍塌产生水平推力，连带推倒梁了支撑架，加大了坍塌范围和扩大了损失。贝雷桁架坍塌产生的巨大水平力，造成横撑和斜拉杆与立柱间连接节点撕裂下来，贝雷桁片翼缘开裂图片如图122。图122、贝雷桁架翼缘破损开裂达90%图123、某客专铁路现浇系杆拱桥系梁支撑架预压垮塌后照片图124、支撑柱柱顶水平横撑、斜撑拉扯破坏严重!图125、支撑柱柱顶水平横撑、斜撑拉扯开裂图片132、对5m高以下设置稳定桁撑的支撑柱承载能力估算方案结构如图L3所示。图1.3、支撑架高度5m以下健全桁撑结构照片图131、支撑架健全桁撑结构实例照片对于图L3中的支撑柱，满布桁撑结构，支撑柱全高自由受压。立柱的力学模型为：两端较接的轴心受压杆件。（上下端约束特征均为明确的特征系数，地脚连接处附加弯矩视为0）,约束特征系数8=1；立柱受压长细比：=h11,对应稳定系数为:=0.961其承载能力：N=(A)=0.961×156cm2×210Mpa=3148kN直径中630mm、壁厚8mm钢管的最大承载能力：Nnia=AA=3276kN,利用率96.1%!满布桁撑约束的支撑柱，上下端视为较接结构，立杆轴心受压。遇到不可控的横向荷载时，结构内水平分力通过斜撑闭合，规避倾覆。换填的临时基础一旦有不均匀沉降，就将使其底脚产生转角一一不会改变底脚约束状态（视为钱接一一可以转动），其承载能力不会降低，这种承载能力的降低是可知、可控的，结构没有潜在的危险！综合说明：当立柱的高度（长细比比较大）较大时，以上两种约束状态的可利用稳定系数差距较大，承载能力降低率的差距会更大！二、支撑架高度不足5m稳定结构的看法2.1、 整体稳定（纵横立面）2.1.1、 不稳定分析支撑架高度不足5m的现场安装实际结构，实例图片如图2.1所示。图2.1.1、支撑架无桁撑实例照片图2.1.2、支撑架无桁撑实例照片图2.1.3、支撑架无桁撑实例照片从规范方面的要求上评价：对以上图2.1所示支撑架结构，支撑架整体没有纵横稳定桁撑杆件，属于几何可变体系，不满足相关技术规范“支撑架整体应具有几何不变体系”要求。应当补齐纵横桁撑杆件！从立柱受力分析方面看：立柱上端为自由端，没有抵抗水平荷载的能力；整体抵抗倾覆能力弱，具有潜在的倒塌风险的，应健全桁撑体系，规避潜在不安全因素。2.1.2、 完善桁撑体系建议结构完善支撑架整体（纵横立面）桁撑体系结构，使得整体具有几何不变体系状态。完善桁撑结构建议方案如图2.1.4所示。图21.4L纵向桁撑结构示意图图2.L4.2：横向桁撑结构示意图三、其他支撑架结构的看法(1)、墩旁支撑架一一如图3.1所示。图3.1、墩旁支撑架对墩旁支撑架图3.1的评价：横桥向采用交叉剪刀撑刚性桁撑，横桥向结构满足几何不变体系要求,结构稳定没有问题。墩旁支撑架纵向连接如图3.2所示结构。图3.2、墩旁支撑架纵横结构类似图3.2的墩旁支撑柱，应与旁边墩身增加刚性连接，利用墩身（刚度无穷大）辅佐支撑柱稳定。（2）、支撑架高度超过5m的纵向桁撑一一如图3.3所示。图3.3、支撑架跨中两排支撑架纵向桁撑结构图3.3中的纵向桁撑结构,采用交叉刚性桁撑,支撑架结构稳定有保障。从压杆稳定理论和立柱承载能力计算理论分析，因支撑架总高度有限，立柱可以按全高进行约束，在柱顶处设置一道横撑+斜撑就可以。以保持立柱直轴心状态的约束就行，可以简单设置桁撑约束结构。图331所示结构。图3.3.1、纵向柱间桁撑约束结构示意图(3)、模板支撑架的立柱属于轴心受压杆件一一见图3.4。立柱应保持直轴心或垂直状态。立柱安装的垂直度不得超过全高的千分之一，且不得超过20mmo落架支座和柱顶工字钢横梁安放位置偏心不得超过钢管柱直径的千分之一！图3.4、立柱安装结构图片（4）、柱脚安装结构一一如图3.5所示。图3.5、柱脚安装图片图3.5的柱脚安装结构属于刚性连接，能够保证立柱底脚结构安全。若将立柱受力模型视为较接轴心受压杆件,柱脚采用4根直径不小于20mm锚栓连接即可。(5)、贝雷桁架梁的端支撑点结构一一如图3.6所示。图3.6、贝雷桁架梁端支撑点位置图3.6所示贝雷桁架梁端支撑点安装位置，太靠近贝雷桁架杆端。由于贝雷桁架支撑点没有采用特有支座，端立杆下受力支撑不均衡，不能使得工字钢横梁整体均衡受载一一偏载。另外，贝雷桁架梁受压挠度后，也使得工字钢横梁单侧受力，贝雷桁架梁的下沉挠曲会产生对工字钢横梁的水平推力，会造成工字钢横梁的侧向倾覆一一已有类似事故案例。在方案设计时，端支撑柱的支撑点不要放在贝雷桁架的端立柱下。补救方案：在柱顶对工字钢横梁焊接斜支撑！(5)、上部结构见图3.7图3.7、贝雷桁架梁的安装结构上部结构已完贝雷桁架梁，每两片之间均采用桁架结构，整体又增加了横向桁联系杆件。整体稳定没有问题，注意破损贝雷桁架的检查和筛选!(6)、其他注意事项、临时基础周围应注意防水，增加截水沟、排水沟，防止积水侵泡基础。基础内换填层容易水泡沉陷！相关规范有规定。、落架砂箱标准和安装不够规范。对摇晃、不垂直的砂箱，对上坐筒应增加临时固定焊条。防止施工过程中产生摇晃。四、关于现浇箱梁梁柱式支撑架施工安全相关措施针对我们建筑施工层面临时支撑结构的安装和制作普遍存在质量偏差，以及租赁周转材料(如贝雷桁架梁)均为多次周转使用的旧材料的实际情况，为切实保证支撑架的施工安全，提出施工安全补充措施。1、钢管柱地脚锚栓采用直径632mm精轧螺纹钢筋，锚固深度不小于300mm；2、临时混凝土桩基础桩顶的残渣应凿除干净，要求钢管柱安装的顶面混凝土质量应坚实、平整；对临时桩基位置产生偏差的，应增加桩帽补救。补救桩帽采用C30混凝土，桩帽平面尺寸1.5mX1.5m、高度LOn1。3、柱顶一次工字钢组拼的横梁，对单根工字钢接长的拼接接头错开使用，组拼后不得设置于同一截面处；接头拼接板四周满焊缝。4、进场的支撑柱钢管应严格验收。对开焊、裂缝的应加固补焊，补焊后确认质量完好方可使用，补焊后应不能判断满足承载能力要求的不得使用；对锈蚀起皮、弯曲、凹陷、压扁、开裂裂缝较大的严禁使用。5、对进场的贝雷桁片应逐片进行检查验收。对锈蚀起皮、杆件弯曲、杆件翘曲、开焊裂纹、受损裂缝的均不得使用。6、对一次主梁使用的工字钢材料进场后，应逐根全面检查验收。凡是锈蚀起皮、弯曲、凹陷、已有焊接不达标或开焊的、受损裂缝的严禁使用；一次主梁安装时应在钢管柱顶焊接限位挡板，确保其对正钢管柱横向轴心,不得偏心。7、对落架钢支座的要求：(1)、按方案制作的落架钢支座，首件完成后应进行压力机加载检验;达不到承载力标准的，应补焊或增加加筋肋以及内部灌水泥浆等加强措施。后续按完善措施制作。(2)、若采用常规的钢砂箱落架方案，应满足以下措施：、钢砂箱上支座筒插入下砂筒的深度不得少于下砂筒高度的2/3；、上支座筒与下砂筒的游间不应大于10mm；、砂筒内灌注的砂子，最好采用标准石英砂；若采用普通中粗砂，应进行粗细筛选，炒干后装入砂筒，砂筒外露缝隙防潮处理，安装后在压力机价值状态下进行上下砂筒焊接锁固（防止砂箱产生过大沉降量），加载压力不少于支撑能力的70%,四周锁定：焊接IOmm厚钢板（高15OmmX宽50mm）,上下筒个焊接不少于100mm,1Omm高焊缝、接触满焊，落架前切除。、砂箱安装后，应与钢管柱柱顶同轴心对正、竖直，避免歪斜；8、支撑架桁撑（横撑及斜拉杆）连接板及焊缝标准，不应低于方案标准，每杆件每端累计焊缝长度最少不应少于300mm。9、钢管柱的安装时，钢管柱轴心竖直，倾斜度不得超过10mm；柱脚下铺垫砂浆，确保底座与临时基础顶面接触密实，确保钢管柱均匀承压。10、结构稳定桁撑的斜拉适量加密布置：对原单一斜拉杆改为交叉剪刀结构。IK对支撑架堆载预压的要求，应最大限度模拟箱梁横断面荷载分布形式堆载，并分层堆载，确保支撑架整体均匀受载。严禁集中堆载，严禁堆载成山包式形状。