大跨连续梁现浇支架的设计和施工分析

交通环保　ＬｏＷ　ｃＡＲＢ０Ｎ　ＷｏＲＬＤ　２０１４陀　大跨连续梁现浇支架的设计和施工分析　文玉斌（中铁十一局集团第五工程有限公司，重庆沙坪坝区４０００３７）　【摘　要】连续梁结构是最常见的桥梁结构之一，在大跨度连续梁施工中，挂篮悬浇一般为首选的施工方法，本文根据笔者工作实践，结合参与　建设的某大桥工程，对大跨连续梁现浇支架的设计和施工、组合支架结构构造及施工步骤、组合支架设计计算、建模、施工关键技术控制进行了　探讨。　【关键词】大跨度；连续梁；施工技术；支架设计　【中图分类号】Ｕ４４２　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１４）０３—０２１２—０２　弓Ｉ商　在中小跨度连续梁施工中．现浇支架为首选的施工方法．　而贝雷梁与钢管脚手架组合体系的支架形式是其最为普遍的　结构形式　同时，在受台风期和洪水期影响等恶劣气候环境　下，为降低施工风险和保证施工工期，贝雷梁与钢管脚手架组　合体系为首选施工方法。实践证明．现浇支架是一种安全、经　济的结构。对类似．Ｙ－程施工具有一定借鉴意义。　１工程概况　某铁路大桥甜一９＃墩连续箱梁设计Ｃ５５混凝土方量　１２０４ｍ　．梁体钢绞线用量６２．５３ｔ，梁体钢筋用量２１５．５ｌｌ。桥面　横坡为２％．通过箱梁截面变高进行调整　本桥环境水对混凝　土侵蚀等级为Ｈ１．地面以上１ＩＴＩ或计水位以上ｌｍ以下墩台　及基础采用满足耐久性规范要求的混凝土　施工前应通过试　配试验确定外加剂数量，施工时混凝土原材料、混凝土配合　比、施工措施必须按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》　（铁建ｉ￣［２００５］１５７号）及局部修订条文（铁建ｉ￣［２００７１１４０号）　要求执行．确保结构满足对铁路混凝土耐久性的要求　２主桥连续梁施工方案　主桥连续梁上部为（３２＋４８＋３２）ｍ预应力混凝土变截面连　续箱梁．根据连续梁的结构形式采用现浇梁组合支架施工　（即：钢管脚手架与贝雷梁组合支架）进行该大桥主桥上部结　构现浇箱梁施工　３组合支架结构构造及施工步骤　３．１连续梁现浇支架　构造支架采用“钢管桩＋贝雷梁＋型铜＋钢管脚手架”的结　构型式．两边跨各设置一个支点，主跨设置两个支点．跨度布　置为两边跨均为（１４．７５＋１３．２５）Ｉｎ，主跨为（１２．００＋１５．２０＋１５．００）　ｍ　箱梁中间临时墩采用　１．２５ｍ钻孔灌注桩基础，上接　ｑｂ１０００ｘ１０ｍｍ钢管桩：承台上立ｄ￣６ＯＯｘ８ｍｍ钢管桩作为支架　下部结构　、ｑｂ６００ｘ８ｍｍ铜管桩上布置横向分配梁ＦＩ．ｑｂｌ０００ｘ　１０ｍｍ钢管桩上布置横向分配梁Ｆ２．分配梁Ｆｌ、Ｆ２分别采用　２ＨＮ５００ｘ２００型钢、４ＨＮ５００￣２００型钢，主纵梁采用１８排、２０　排贝雷梁　底模部分拟采用１５ｒａｍ厚竹胶模板面层．８０ｍｍｘ　１００ｒａｍ方木小肋结构，采用钢管脚手架为底模支撑构件支撑　在底模分配梁（工１４型铜）上。墩身两侧钢管桩通过抱架与墩　身连成整体以增加稳定性　３．２主要施工步骤　２１２　①施工钻孔灌注桩基础。②拼装钢管桩及横向连接系．安　装抱架，穿对拉杆。⑧依次拼装分配梁Ｆ１、分配梁Ｆ２、贝雷梁、　底模分配梁、钢管脚手架，安装模板。④支架经验收合格后进　行预压，消除非弹性变形。⑤箱梁混凝土浇筑。（　施工完成后．　择时拆除支架。　４组合支架设计计算　４．１设计荷载　（１）箱梁自重ｇ１（计１．０５的胀模系数）。钢筋混凝土容重　＂ｙ＝２６ｋＮ／ｍ３：胀模系数　１．０５。　箱梁根部梁高：Ｈ＝３．４９ｍ；跨中梁高：Ｈ＝２．８９ｍ。４８ｍ中跨　箱梁浇注总重量Ｇ＝１４０６４ｋＮ。３２．６５ｍ边跨箱梁浇注总重量　Ｇ＝８９０２ｋＮ。　（２）施工均布荷载ｇ２　ｇ２＝２．５０ｋＮ／ｍ０（计算模板及模板小肋）　ｇ２＝１．５０ｋＮ／ｍ０（计算纵横向分配梁）　ｇ２＝１．Ｏ０ｋＮ／ｍ０（计算铜管桩）　（３）振捣混凝土产生的荷栽ｇ３＝２．００ｋＮ／ｍ　（４）模板自重ｇ４　①外模板及支架自重ｇ４Ｗ＝１．２ｋＮ／ｍ　②内模板及支架自重ｇ４Ｎ＝１．０ｋＮ／ｍ。　⑧底模板自重ｇ４Ｄ＝０．８ｋＮ／ｍ　（５）铜管脚手架自重ｇ５＝０．６ｋＮ／ｍ　（６）风荷载ｇ６（《公路桥涵设计通用规范》第２．３．８条）　①横向风荷载强度计算：　Ｗ＝Ｋ１Ｋ２Ｋ３Ｗ０　ｆ０．４８ｋＮ／ｍ　风荷栽强度（作用在钢管桩上的风荷载强度）　【Ｏ．７８ｋＮ／ｍ　风荷载强度（作用在桁架上的风荷栽强度）　式中：Ｗ０＝Ｖ２／Ｉ．６＝０．０６ｋＮ／ｍ　基本风压值：ｖ＝３０．９８ｒｉｄｓ结　构所处地区平均最大风速（相当于１０级风）；ＫＩ＝０．８风载体型　系数（钢管桩）及１－３风载体形系数（桁架）；Ｋ２＝ｌ风压高度变　化系数（≤２０ｍ）；Ｋ３＝１．００地形、地理条件系数。　②横向风荷载ｈｆ计算迎风面宽Ｌ＝０．９ｍ　（桁架）风荷载ｈｆｌ＝　０．７ｋＮ／ｍ（作用于桁架上）钢管桩直径Ｄ１＝０．６ｍ铜管桩直径　Ｄ２－－１．０ｍ风荷栽ｈｆ２＝０．３ｋＮ／ｍ（作用于钢管桩上）风荷载ｈｆ３＝　０．５ｋＮ／ｍ（作用于钢管桩上）。　４．２建模计算　①建模说明。计算模型：按支架实际结构（取一侧边跨及　ＬｏＷ　ＣＡＲＢｏＮ　ＷｏＲＬＤ　２０１４，２　交通环保　中跨结构）模拟为空间框架结构，桩底固结，其余约束按铰接　考虑。荷载施加：支架结构自重程序自行计算；混凝土荷载、模　板荷载及施工荷载等效施加于底模分配梁上：横向风荷载分　两部分施加于贝雷梁及铜管桩上。（ＩＪ０、Ｌ１、ＩＪ２、Ｌ３大小根据箱　梁轮廓线变４Ｅ．Ｅ　ｑ４、ｑ５、ｑ６、ｑ７随箱梁高度变化）；（　主要构件　计算结果（见表１）：⑧支架整体屈曲稳定分析支架整体稳定　性以程序屈曲分析衡量。支架整体屈曲稳定系数ｈ＝１０．２３＞５，　满足要求　表１主要构件计算结果　＼项目　弯矩Ｍ　剪力值　挠度Ｃ　应力　弯曲应力　剪应力　合成应力　构件名称、＼　（ｋＮ・ｍ）　０一（ｋＮ）　（ｍｍ）　（ＭＰａ）　ｔｒ，（ＭＰａ）　Ｔ（ＭＰａ）　ｏ＇（ＭＰａ）　贝雷粱纵粱　６０３．８　１９７．８　４３　｜　｜　，　／　（２ＨＮ５００分配梁Ｆ１　／　，　６　，　８４．ｘ２００）　７６　５６．６８　ｌ２９．７　（４ＨＮ５００分配粱Ｆ２　，　｜　６　，　９４．ｘ２００）　０２　５３．７８　１３２－３５　连接系６２７３ｘ６钢管　／　，　，　２３．０２　／　／　／　ｄＭ０００ｘｌ０ｍｍ钢桩　，　｜　４　６４．１２　，　，　，　６６００ｘ８ｍｍ钢柱　／　／　４　６６．８ｌ　／　，　｜　注：ｆｔ．应力、剪应力和合成应力容许值分别为１７０ＭＰａ、１００ＭＰａ、１７０ＭＰａ。表中各计算结果均　满足设计要求　５施工关键技术控制　在支架施工中除严格执行有关施工规范外，根据本桥情　况还需特别注意以下几方面：①承台上钢管桩须采用抱架与　墩身连为整体，采用￣ｂ３２ｍｍⅡ级钢筋对拉，抱架对拉杆孔位　垂直高度现场可根据墩身模板拉杆孔位进行调整，尽量使上　下对拉杆孔位靠近桩头和靠近承台；钢管连接系必须按照相　贯线切割、下料、焊接，焊脚尺寸ｈｆ＝８ｍｍ，保证焊缝质量。②分　配梁Ｆ１采用两根型钢一组，分配梁Ｆ２采用四根型钢一组，型　钢之间采用Ｌ＝２００ｍｍ，ｅ＝５００ｍｍ的断续角焊缝连接，焊脚尺　寸ｈｆ＝８ｍｍ：分配梁与分配梁加劲板之间的连接均采用焊脚尺　寸ｈｆ＝６ｍｍ连续角焊缝焊接　桩顶分配梁与桩头结构之间焊　接牢固．焊缝高度ｈｆ＝８ｍｍ，连续角焊缝，满焊，确保焊缝质量　满足要求。（　贝雷梁安装到位后须用限位角铜（　１００ｘ６３ｘ６　角钢）将每组最外两排贝雷梁与分配梁之间卡牢，防止贝雷梁　在横桥向滑动，且采用槽２０型钢将贝雷梁连成整体以增强支　架的整体稳定性。当贝雷梁节点超出分配梁中心线１０ｃｍ时，　需在支承点处增设加强立柱，两端磨光，与贝雷梁上下弦杆顶　紧。（　底模分配梁（工１４型钢）与贝雷梁之间用“ｕ”型螺栓卡　牢．螺栓间距现场根据钢管脚手架布置调整。⑤支架应预压，　消除非弹性变形。压重量不小于１．２～１．３倍箱梁自重。　６支架预压　支架安装完成后．在铺好的底模上进行支架预压，支架预　压采用大砂袋静压法，加载时采用吊车将砂袋吊至支架顶，由　吊车配合人工摆放好。支架预压荷载采用设计荷载（设计荷　栽：箱梁自重＋内外模板重量＋施工荷栽）的１．２倍。为准确测　出现浇直线段支架的沉降情况，沿纵桥向在现浇直线段两端　及跨中布设３排观测点；每排横桥向布设３个观测点，每个腹　板位置布设一个．底板中心布设１个．横桥向观测点具体布设　情况如图１所示　加载时按照设计荷载的６０％、１００％、１２０％分三级加载，每　级加栽后均测量一次观测点的沉降。在最大荷载堆载下，每隔　４ｈ测量一次观测点的沉降。当每隔４ｈ的沉降不超过ｌｍｍ，且　图１现浇直线段横桥向观测点布设示意图　连续出现两次后，则认为支架沉降稳定，可进行卸载。卸载按　照加载级别分级卸载，每级卸载后均测量一次观测点的高程。　卸载完成后每隔４ｈ测读一次观测点的高程．当每隔４ｈ的高　程变化不超过ｌｍｍ．且连续出现两次后，可停止测量。加栽或　卸载每次测读数据时，均应记录加栽或卸载量级、变形值、测　读日期与时间、大气温度、天气情况、仪器编号等，最后由资料　员统一整理后，交至现场专业监理工程师签字认可。以时间为　横轴．以变形量为纵轴．画出每点的沉降曲线。根据测得的数　据进行计算，得出各对应情况下的数值，并和计算值进行对　照、分析，并据此对立模标高进行调整。　７结束语　通过连续梁支架设计方案和支架预压方案的实施．使得　该特大桥连续梁支架施工得以顺利的完成，成桥后的内力和　线性都控制的很好。实践证明，大桥连续梁桥的支架法施５－．，　采用上述的地基处理方法和支架设计计算方案以及预压方案　达到了预期的目的，该支架施工方案可为同类桥的支架施工　提供有意义的参考。　参考文献　［１】时速２５０ｋｍ客运专线铁路有砟轨道预应力混凝土连续粱（双线）　ｆ２１装配式公路钢桥多用途使用手册．　［３］《铁路桥涵设计基本规范》．　『４１路桥施工计算手册．　【５】《钢结构设计规范》．　［６］《铁路桥涵施工技术规范》．　收稿Ｈ期：２０１４—１—９　作者简介：文玉斌（１９８０一），男，工程师，本科，毕业于西安科技　大学，从事铁路施工技术管理专业。　２１３