东北二环支架验证和方案综述

西安市东北二环立交（二期B标）工程

混凝土现浇持续箱梁支架模板方案及验算

审批:

西安市第二市政工程企业桥梁分企业

2023.年6月28日

东北二环立交工程（二期B标）

预应力混凝土现浇持续箱梁支架模板方案及验算

一、工程概况

东北二环立交工程为三层定向式部分互通立交，是连接东二环、

北辰大道、北二环、广安路四条都市迅速路的交通转换节点，也是2023

年西安世园会H勺重要通道，交通功能十分重要。

东西、南北主线单幅桥宽13米，单箱四室构造，箱梁高度1.7米,

翼缘板宽2米；左转匝道桥宽11米，单箱两室构造，箱梁高度1.7米,

翼缘板宽2米；右转匝道桥宽8米，单箱单室构造，箱梁高度1.5米,

翼缘板宽2米。施工范围内有西南-东北走向的fl、fl-1两条地裂缝,

其上部构造采用钢箱梁。

东北二环立交工程（二期B标）7座桥的位置示意图

东北二环立交工程效果图

AA加二苦

二、施工范围

A匝道全桥、D匝道全桥、南北主线东幅全桥、AA匝道1〜3

联（1〜8号墩，不含8号墩）、CC匝道4〜6联（7〜16号墩，不含7

号墩）、东西主线南幅桥5〜7联（11〜22号墩，不含11号墩）、东西

主线北幅桥5〜7联（12〜22号墩，不含12号墩）。

三、重要工程量

桩基础：相1200mm桩23根，①1500mm桩125根，共148根；

下部构造：承台61个，墩柱61个，盖梁38个，桥台7个；

上部构造:预应力持续箱梁15联46跨;钢箱梁5联5跨;钢筋碎持续箱

梁2联8跨；合计22联59跨；

总长度1568.5m,总面积17488.6m2

钢梁长度157.5m,钢梁面积1775.5m2

碎梁长度1411.0m,碎梁面积15713.1m2

四、箱梁施工措施

4.1、参照的规范及原则

a、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2023)

b、《市政桥梁工程质量检查评估原则》(CJJ2-2023)

c、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166-2023)

d、《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2023)

4.2、碗扣支架法现浇施工

421、测量放样

测量人员用全站仪放样箱梁在地基上的竖向投影线，并用白灰撒

上标志线，技术员根据投影线定出单幅箱梁的中心线，同样用白灰线

做上标识。根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。碗扣支架采用WDJ

式支架，架杆外径4.8cm,壁厚0.35cm,内径4.1cm。桥墩3m范围内纵

横向立杆间距0.6m,其他处纵横向立杆间距为0.9%考虑支架日勺整体

稳定性，在纵横向每隔3.6米布置斜向钢管剪力撑。

422、布设置杆垫块

根据立杆位置布设置杆垫板，垫板采用10*10cm方，使立杆处在垫

板中心，垫板放置平整、牢固，底部无悬空现象。如有悬空则用砂浆

填塞密实。

423、碗扣支架安装

根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。

安装时应保证立杆处在垫块中心，一般先所有装完一种作业面W、J底部

立杆及部分横杆，再逐层往上安装，同步安装所有横杆。立杆和横杆

安装完毕后，安装斜撑杆，保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣

支架连接，安装时尽量布置在框架结点上。

4.2.4、顶托安装

为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大体调好顶托

伸出量，再运至支架顶托安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断

面间距，顺桥向设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。然后

用明显的标识标明顶托伸出量，以便校验。最终再用拉线内插措施，

依次调出每个顶托时标高，顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜。

、纵横梁安装

顶托标高调整完毕后，在其上安放10X15cm的方木纵梁，在纵梁

上间距30cm安放8X10cm日勺方木横梁，横梁长度随桥梁宽度而定，比

顶板一边各宽出至少50cm,以支撑外模支架及检查人员行走。安装纵

横方木时，应注意横向方木日勺接头位置与纵向方木日勺接头错开，且在

任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。

、支架预压

为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形W、J影响，在纵横梁安

装完毕后进行支架预压施工。预压采用砂袋和成捆钢材，预压范围为

箱梁底部，并根据箱室样式进行荷载模拟预压。悬臂板自身重量较轻,

可根据实测H勺预压成果，对悬臂板模板日勺预拱度作对应调整。

预压观测：观测位置设在每跨的JL/2,L/4处及墩部处，每组分

左、中、石三个点。在点位处固定观测杆，以便于沉降观测。采用水

准仪进行沉降观测，布设好观测杆后，加载前测定出其杆顶标高。沉

降观测过程中，每一次观测均找测量监理工程师抽检，并将观测成果

报监理工程师承认同意。加载后，每2个小时观测一次，持续两次观

测沉降量不超过沉降稳定后，经监理工程师同意，可进行卸载。

卸载：人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载，卸载日勺同步继续观测。

卸载完毕后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据观测记

录，整顿出预压沉降成果，调整碗扣支架顶托日勺标高来控制箱梁底板

及悬臂的预拱高度。

、模板安装

底模板：

底模采用厚度15ir咄勺胶板，底模直接铺在支架顶部日勺方木上面，运用

顶托调整底模标高。底模立模标高二设计梁底标高+设计预拱度+支架

H勺弹性变形梁+支架出J塑性变形量（非预压段）。

底板横坡按设计规定施工，横向宽度要不小于梁底宽度，梁底两

侧模板要各超过梁底边线不不不小于5cm,以利于在底模上支立侧模。

模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆，模板之间W、J错台不超过

1mm。模板拼接缝要纵横成线，防止出现错缝现象。

底模板铺设完毕后，进行平面放样，全面测量底板纵横向标高，

纵横向间隔5m检测一点，根据测量成果将底模板调整到设计标高。

底板标高调整完毕后，再次检测标高，若标高不符合规定进行一次调

整。

侧模板和翼缘板模板：

侧模板和翼缘板模板采用L5cm厚高强度胶板，根据测量放样定出

箱梁底板边缘线，在底模板上弹上墨线，然后安装侧模板。侧模板与

底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背

肋，用钢管及扣件与支架连接，用以支撑固定侧模板。

翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相似，外侧挡板安装与侧

模板安装相似。挡板模板安装完毕后，全面检测标高和线型，保证翼

缘板线型美观。

、支架系统参数

支架采用碗扣支架，立杆的设计荷载：横杆步距为1.2m时，

框架立杆荷载为30kN/根。架杆外径4.8cm,壁厚0.35cm,内径4.1cm。

桥墩两侧3米范围内0.6m（横距）X0.6m（纵距）X1.2m（步距）。

其他处顺桥向间距0.9m,横桥向间距为0.9m,步距1.2m。

考虑支架欧I整体稳定性，在纵横向布置斜向钢管剪力撑。支架在

纵桥向每3.6米距设置剪刀撑，横桥向每3.6米距设置剪刀撑。

立杆底、顶部安装可调整顶托，顶、底托插入钢管不不不小于15

厘米。底托安顿在支架基础上於J10cmX10cm方木上，以保证地基均

衡受力。

架底排水：将水引进排水沟或人工及时清理积水，防止地基浸泡,

防止碗扣支架产生不均匀沉降。

、模板支架系统验算

1）模板及模板支撑架荷载Qi：

1」、内模（包括支撑架）：®iqi-i=1.0KN/m2；

1.2、侧模：JRqi-2=0.8KN/m2；

1.3、底模:取q—3=0.6KN/m2.

1.4、碗扣脚手架荷载：

2

按支架搭设高度11.0米计算（含剪刀撑）qi-4=3.0KN/mo

（2）箱梁混凝土荷载Q2：

⑶施工荷载Q3：

2

施工人员及设备荷载取q3=1.0KN/mo

（4）水平模板日勺碎振捣荷载，取qQKN/m?、

立杆受力计算

单肢立杆轴向力：

计算公式：N=(1.2Q1+1.4Q活XLxXLy+1.2义Q2XLxXLy

式中：Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距。

Qi——模板支撑架自重原则值

Q活——施工活荷载原则值

Q2——新浇筑混凝土和钢筋荷载原则值

(1)在跨端暗梁断面位置，最大分布荷载：

N=(1.2Q-1.4Q活)XLxXLy+1.2XQ2XLxXLy

=[1.2X3.6+1.4x3]X0.6X0.6+1.2X45X0.6X0.6

=22.5KN

Lx、Ly单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.6m,横

向0.6m,立杆步距1.2m,则单根立杆受力：N=22.5KN<[N]=40KN

(步距1.2m)

⑵跨中底板位置立杆计算：

N=(1.2Q1+1.4Q活)XLxXLy+1,2Q2XLxXLy

=[1.2(qi-j+q।-2+q1-3+q1-4)+1.4q活]XLxXLy+1.2Xq2XLxXLy

=[1.2x54+1.4x3]X0.9X0.9+1.2X12.6X0.9X0.9

=20.9KN

Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m,横

向0.9m,立杆步距)1.2m.

则单根立杆受力：N=20.9KN<|N]=30KN(1.2m步距)

、地基承载力验算

地基处理采用60cm3：7灰土，上垫10X10cm方木，根据力的

扩散原则，计算原状土层荷载。

地基承载力计算公式f=N/Ago

f—地基受力，N——单肢立杆竖向轴力，Ag——支撑单肢立杆的原土层面积

各部位地基受力如下表:

箱梁受力计算部位荷载N(KN)受力面积Ag(nf)地基受力f(Kpa)

暗梁处22.513*0.1173

跨中底板处20.913*0.1161

阐明：1、原土层承载力在150—l80kpa。

2、承载力向下传递是沿其刚性角向下分散，只验算至原土层，看其承载力能否满足规定。

P

地基承载力示意图[

1二10x10cm方木

地基按60cm3：7灰土进行处理，地基承载力是完全满足规定。

、支架立杆稳定性验算

碗扣件采用外径48mm,壁厚3.5mm,A=4.89cm2,A3钢，1=

12.19cm4,回转半径i=1.58cm。

跨中底板按横杆步距：h=120cm计算。跨中底板钢管长细比:X=

L()/i=240/1.58=152<[入]=25()；轴心受压杆件，查《建筑施工碗口式钢

管脚手架安全技术规范》附录C：Q235A钢管轴心受压构件的稳定系

数中=0.301,lo|=205MPa

[N]=0.301X489X205=30KN

支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于梁中底板处，其

N=22.5KN<[N]=30KN。

结论：支架立杆的稳定承载力满足稳定规定。

、模板受力计算

模板参数、受力计算

箱梁底模板采用12毫米厚高强覆塑胶合板，铺装在横桥向8cmX

10cm方木分派梁上进行连接固定，8cmX10cm方木铺装在纵桥向

10cmX15cm方木分派梁上，lOcmX15cm方木铺设在支架顶部时可

调整顶托上。

模板施工规定：梁底模板应严格按设计作出纵横坡，并将支应安装完

毕后，梁底调平块与梁体一次浇筑.

(1)>lOcmXl5cm木方

1OX15cm方木采用木材材料为TC13-B类，查《简要施工计算手

册》得其容许应力,弹性模量:[0w]=10Mpa,E=9X103Mpa,10cm

X15cm方木H勺截面特性：

W=10X152/6=375cm3=375*103mm3

I=1OX153/12=2812.5cm4=2812.5*104mm4

①、在底板部位：lOcmX15cm纵向分派梁验算：

作用在分派梁上荷载混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载底模

板荷载，分派梁自身荷载，腹板部位H勺荷载Qi=qi-i+qi-3,Q2=q2-i及

Q3=q3-i+q，2，立杆纵横向间距为90cm,方木间距为30cm.

a、P计算：

8X10cm横向分派梁间距为30cm,其分派状况如上图:

P=(Qi+Q2+Q3)XL横X0.3=21X0.9X0.3

=5.67KN

b、强度计算:

Mmax=KMPL

查《简要施工计算手册》表2-14得KM=0.289

Mmax=0.289X5.67X0.9=1.47KNm=1.47X106Nmm

。w=Mmax/w=1.47X106/375X103=3.92MPa<[。w]=10MPa满足规

定

c、挠度计算：

Wmax=KWPI?/100EI,查《简要施工计算手册》表2-14得KW=2.716

=2.716X5.67X103X9005/100X9X103X

2812.5X104

=0.44mm<f=900/500=1.8mm满足规定。

②、暗梁、腹板位置计算

a、P计算：作用在分派梁上荷载混凝土、施工荷载、混凝土振捣产

生日勺荷载底模板荷载，分派梁自身荷载，底板部位的荷载，腹板部位的荷

载Qi=qi-i+qi-3,Q2=q2-i分Q3=q3-i+q3-2,立杆纵向间距为60cm,横向间距为

60cmo8X10cm横向分派梁间距为30cm,其分布状况如下图：

作用在背带上荷载为(Q1+Q2+Q3)XL横义0.3=53.4X0.6义

0.3=9.61KN

b、强度计算：

Mmax=0.289X9.61X0.6=1.67KNm=1.67X106Nmm

。w=Mmax/w=1.67X106/375X103=4.45MPa<[。w]=10MPa

满足规定

c、挠度计算：

Wmax=2.716X9.61X103义6003/100X9X103X2812.5X104

=0.22mm<f=600/500=1.2mm满足规定。

(2)、8X10cm木方分派梁受力计算

8X10cm方木采用木材材料为TC13-B类，查《简要施工计算手册》

得其容许应力，弹性模量：[ow]=10MPa,E=9X103O8cmX10cm方木

的截面特性：

W=8X102/6=133cm3

I=8X103/12=667cm4

①、在暗梁、腹板部位：8cmX10cm纵向分派梁验算：

按荷载分布图取一跨30cm荷载最大，

腹板位置底板部位日勺碎荷载Qi=q竹胶板,Q2=q2-i及Q3=q3-i+q3-2,立杆横

向间距为60cm，横向方木间距30cm

q匀

3Oum

a、q均计算：

8X10cm横向分派梁间距为30cm,其分布状况如上图：

q均二(Q1+Q2+Q3)X0.3=53.4X0.3=16.02KN/m

b、强度计算：

Mmax=q均L2/8

=16.02X0.32/8=0.18KNm=0.18Xl06Nmm

0w=Mmax/w=0.18X106/133X103=1.35MPa<[ow]=10MPa满足

规定

c、挠度计算：

Wmax=5q均I//384EI

=5X16.02义1CPx3004/384X9X103X667X104

=0.028mm<f-300/500-0.6mm满足规定。

②、在梁底板部位：8cmX10cm横向带木验算：

底板位置部位的碎荷载q=12.6KN/m2,立杆纵向间距为90cm,横向间

距为90cm，横向方木间距30cm

a、q均计算：作用在分派梁上荷载混凝土、施工荷载、混凝土振捣

产生的荷载底模板荷载，分派梁自身荷载，底板部位的荷载Q产qw+q竹胶

fe,Q2=q2-i及Q.3=q3-i+q3-2,立杆横向间距为30cm，横向方木间距30cm

8X10cm横向分派梁间距为30cm,其分布状况如上图：

q均二(Q1+Q2+Q3)X0.3=21义0.3=6.3KN/m

b、强度计算：Mmax=q均L2/8

Mmax=6.3X0.32/8=0.07KNm=0.07X106Nmm

ow=Mmax/w=0.07X106/133X103=0.53MPa<[ow]=10MPa满足规定

c、挠度计算：

Wmax=5q均I?/384EI

=5X6.3X9004/384X9X103X667X104

=0.89mm<f=900/500=1.8mm

计算满足规定。

(3)、胶板模板受力计算

①、荷载：

按腹板部位荷载进行计算，q均计算：作用在竹胶模板荷载有：混凝

土、施工荷载、混凝土振捣产生Ef、J荷载，竹胶板自身荷载。

腹板部位的荷载：

q均=(Q1+Q2+Q3)X0.3=53.4X0.3=16.02KN/m,

②计算模式：胶模板面板宽122cm，其肋(背木)间距为30cm,因此,

面板按三跨持续梁进行计算。

q=15.72kn/m2

「I「111J

,囱，国.国

③面板竭算I

面板规格：2440mmX1220mmX12mm

a、强度验算

胶面板日勺静曲强度：［。］纵向270Mpa,［。］横向250Mpa

跨度/板厚=3