王福成

（中鐵十八局集團(tuán)第六工程有限公司 天津 300222）

跨包茂高速65+112+65 m剛構(gòu)連續(xù)梁0#塊托架設(shè)計(jì)與施工

王福成

（中鐵十八局集團(tuán)第六工程有限公司 天津 300222）

以包西鐵路聯(lián)絡(luò)線工程跨包茂高速65+112+65 m剛構(gòu)連續(xù)梁主墩0#塊托架設(shè)計(jì)計(jì)算為例，對(duì)高墩剛構(gòu)連續(xù)梁0#塊托架的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并介紹了該托架的施工及預(yù)壓要點(diǎn)。通過(guò)有限元軟件Midas對(duì)托架各受力構(gòu)件進(jìn)行了建模分析，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，表明該托架設(shè)計(jì)滿(mǎn)足高墩0#塊施工現(xiàn)場(chǎng)的要求。

剛構(gòu)連續(xù)梁 臨時(shí)結(jié)構(gòu) 托架設(shè)計(jì) 施工技術(shù)

1 工程概況

跨包茂高速三跨懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，橋全長(zhǎng)為243.7 m，計(jì)算跨度為（65+112 +65）m。梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。邊墩為95、98號(hào)墩，采用圓端形空心墩，95號(hào)墩墩高50.5 m，98號(hào)墩墩高54.5 m。主墩為96、97號(hào)剛臂墩，采用矩形空心墩，外包圓弧端，墩頂縱、橫向?qū)挾确謩e采用7.6 m、7.4 m，墩頂縱、橫向壁厚分別采用1.0 m、1.1 m。96號(hào)墩墩高42.5 m，97號(hào)墩墩高48.0 m，96、97號(hào)墩縱向采用直坡，橫向外坡采用25︰1，內(nèi)坡采用50︰1。跨包茂高速連續(xù)剛構(gòu)橋主墩96、97號(hào)剛臂墩由于墩高均在40 m以上，因此選擇托架作為施工的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)施工的托架設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 跨包茂高速65+112+65 m剛構(gòu)連續(xù)梁主墩0#塊托架圖

2 托架設(shè)計(jì)參數(shù)取值

3 托架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢算

跨包茂高速65+112+65 m剛構(gòu)連續(xù)梁0#塊托架設(shè)計(jì)總體布置如圖2所示。

圖2 主墩0#塊托架設(shè)計(jì)總體布置圖（mm）

3.1 墩外縱梁

斷面翼緣板的最大分布荷載考慮混凝土自重、模板自重、施工人員及機(jī)械荷載、混凝土振搗荷載、工字鋼自重后合計(jì)為44 kN/m，縱梁檢算時(shí)由2根32 a工字鋼承擔(dān)，則每根I32a承擔(dān)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示，Midas計(jì)算的支點(diǎn)反力、彎矩圖及剪力圖如圖4～6所示。

圖3 外縱梁受力計(jì)算簡(jiǎn)圖（mm）

圖5 外縱梁彎矩圖（kN·m）

圖6 外縱梁剪力圖（kN）

計(jì)算所得應(yīng)力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.2 墩外副托架

墩外側(cè)副托架桿件手里計(jì)算簡(jiǎn)圖以及計(jì)算結(jié)果如圖7～10所示。

圖7 副托架受力計(jì)算簡(jiǎn)圖（mm）

圖8 支點(diǎn)反力圖（kN）

圖9 副托架彎矩圖（kN·m）

圖10 副托架剪力圖（kN）

由上述計(jì)算可知，位于墩順橋向中間位置的副托架受力：

副托架采用雙32a槽鋼組合截面則：

計(jì)算所得應(yīng)力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.3 主托架上橫梁

主托架上橫梁分為前橫梁和后橫梁兩部分，檢算過(guò)程相似，僅就后橫梁進(jìn)行介紹，計(jì)算簡(jiǎn)圖及分析結(jié)構(gòu)如圖11～13所示。

圖11 后橫梁計(jì)算簡(jiǎn)圖（mm）

圖12 后橫梁彎矩圖（kN·m）

圖13 后橫梁剪力圖（kN）

后橫梁采用雙40 b工字鋼組合截面，通過(guò)計(jì)算可知：

計(jì)算所得應(yīng)力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

后橫梁最大位移v=20 mm（位于懸臂位置），l=1 650 mm，撓跨比：為1/82.5，此處撓度較大，主要原因是懸臂長(zhǎng)度較大，因此再實(shí)際施工中，將外縱梁盡量靠近橋梁中心以減小懸臂長(zhǎng)度進(jìn)而減小撓度，同時(shí)為減小懸臂撓度，將前、后橫梁支點(diǎn)處l=1 500 mm范圍內(nèi)上下翼緣處各補(bǔ)焊一塊10 mm厚鋼板。

3.4 主托架

（1）主托架桿件檢算

圖14 主托架計(jì)算簡(jiǎn)圖（mm）

　圖15 主托架軸力圖（kN）

主托架采用雙32 a槽鋼組合截面焊接而成，采用銷(xiāo)接形式，桿件與墩身通過(guò)上下支座連接，墩身兩側(cè)托架通過(guò)Φ32精軋螺紋鋼對(duì)錨固定。主托架受力簡(jiǎn)圖及計(jì)算結(jié)果如圖14、15所示。

因斜撐桿件承受壓力，故對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性檢算。

（2）主托架鉸支座檢算，見(jiàn)圖16所示

圖16 主托架上鉸支座平面（mm）

通過(guò)計(jì)算可知，此處焊縫承受彎矩、剪力和軸力共同作用，

其中單塊鋼板受力為：

滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.5 托架橫梁計(jì)算

托架前、后橫梁采用雙40b工字鋼截面形式，后橫梁受力更不利，現(xiàn)對(duì)后橫梁進(jìn)行介紹，計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算結(jié)果如圖，17～20所示。

圖17 橫梁計(jì)算簡(jiǎn)圖（cm）

圖18 后橫梁彎矩圖（kN·m）

圖19 后橫梁剪力圖（kN）

圖20 后橫梁位移圖（m）

后橫梁采用雙40b工字鋼組合截面，通過(guò)計(jì)算可知：

計(jì)算所得應(yīng)力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

后橫梁最大位移v=18 mm，l=1 650 mm，撓跨比：1/91，此處撓度較大，主要原因是懸臂長(zhǎng)度較大，因此在實(shí)際施工中，將外縱梁盡量靠近橋梁中心一側(cè)以減小懸臂長(zhǎng)度進(jìn)而減小撓度，同時(shí)為減小懸臂撓度，將前、后橫梁支點(diǎn)處=1 500 mm范圍內(nèi)上下翼緣處各補(bǔ)焊一塊10 mm厚鋼板。

4 托架的施工技術(shù)及預(yù)壓要點(diǎn)

托架施工主要包括96、97號(hào)墩兩個(gè)A0段的施工。現(xiàn)場(chǎng)托架一共制作兩套，先使用于96、97號(hào)主墩A0段，施工完畢后利用原材料可使用于邊墩A17段。

主墩墩身混凝土澆筑至36、38.5 m高度時(shí)，分別預(yù)埋托架預(yù)埋件，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80 %后，安裝預(yù)埋件及縱橫向承重梁及分配梁（型鋼），型鋼之間焊接固定，滿(mǎn)鋪竹膠板，分配梁上搭設(shè)碗扣式腳手架。支架立桿對(duì)應(yīng)分配梁中心布置，間距0.6 m一根；腹板處立桿間距0.3 m，橫桿步距采用0.6 m，支架高度1～1.3 m，支架頂安裝頂托，順橋向鋪15×15 cm方木，間距同立桿間距，橫橋向鋪10×10 cm方木，凈距10 cm，最后鋪設(shè)1.5 cm厚竹膠板做A0塊底模。

托架搭設(shè)完成，經(jīng)驗(yàn)收合格后，鋪設(shè)底模，進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓采用鋼筋，預(yù)壓重量為墩頂外設(shè)計(jì)荷載（托架上梁段重量+模板重量+施工荷載之和）的1.2倍且與梁重分布對(duì)應(yīng)。

預(yù)壓加載前，先在主托架上設(shè)置水平觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)和調(diào)整模板高程計(jì)算控制點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。所有觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置完成后對(duì)各點(diǎn)的高程進(jìn)行測(cè)量記錄。

加載時(shí)按照設(shè)計(jì)荷載的120%加載，滿(mǎn)載持荷時(shí)間不少于24h。加載用的鋼筋原材按照標(biāo)示重量使用，以估算每個(gè)鋼筋原材的平均重量。鋼筋原材采用塔吊吊至托架頂，由人工配合擺放。加載中由技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)控制加載重量和加載位置，避免出現(xiàn)過(guò)大誤差而影響觀測(cè)結(jié)果。

預(yù)壓荷載加載完畢后，測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)高程。每?jī)尚r(shí)觀測(cè)一次，確定托架穩(wěn)定后方可卸除荷載。

托架變形穩(wěn)定后卸除荷載前測(cè)量各點(diǎn)高程。卸載過(guò)程的操作與加載過(guò)程相反，對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。荷載卸除完畢后，測(cè)量各點(diǎn)高程。卸載之后應(yīng)組織人員對(duì)托架進(jìn)行一次全面檢查，根據(jù)檢查記錄，及時(shí)調(diào)整接觸不良或變形的桿件。

測(cè)量采用精密水準(zhǔn)儀，測(cè)量人員用專(zhuān)用表格對(duì)每次測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記載，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行計(jì)算、分析、處理，得出系統(tǒng)變形值。通過(guò)預(yù)壓消除托架的塑性變形，彈性變形作預(yù)留處理。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上述各桿件強(qiáng)度計(jì)算與變形的檢算表明，上述設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆托架滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。通過(guò)包西鐵路聯(lián)絡(luò)線工程跨包茂高速65+112+65m剛構(gòu)連續(xù)梁主墩0#塊的施工檢驗(yàn)，充分肯定了上述設(shè)計(jì)的可行性，以及施工預(yù)壓的正確性。該設(shè)計(jì)安全可靠，并可以利用A0號(hào)托架進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段的施工，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益?？蔀橥?lèi)橋梁托架施工做參考。

［1］焦鋼等.大跨連續(xù)剛構(gòu)橋零號(hào)塊施工托架設(shè)計(jì)［J］.石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（6）：76-78

［2］徐金生.高墩連續(xù)剛構(gòu)橋0#塊托架設(shè)計(jì)與施工［J］.公路與汽運(yùn)，2013（7）：182-186

［3］朱傳娣.大跨高墩連續(xù)剛構(gòu)橋0號(hào)塊托架法施工技術(shù)［J］.混凝土與水泥制品，2009（8）：21-22

［4］雷俊鋒.嘉陵江大橋主墩0#塊施工平臺(tái)托架驗(yàn)算［J］.陜西水利，2008科技專(zhuān)刊，25-26

Design and Construction of the 0# Bracket of the 65+112+65m Rigid Frame Continuous Girder of the Bridge across Baotou-Maoming Express way

WANG Fu-cheng
（No.6 Engineering Corporation Limited of China Railway 18th Bureau Group Co. Ltd Tianjin 300222 China）

Taking the calculation of the 0# bracket of the 65+112+65m rigid frame continuous girder of the bridge across Baotou-Maoming express way on the Baotou-Xi’an railway as an example， the calculation process of 0# bracket of the rigid framed continuous girder with high piers is illustrated in detail，and the key points of the construction and pre pressure are also introduced. Through the modeling and analysis of the stress component of the bracket with the finite element software --- Midas and combined with the actual conditions of construction site， the bracket design is qualified for the 0# construction of the bridge with high piers.

rigid frame continuous girder temporary structures bracket design construction technology

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-1816（2015）02-0011-07

2015-03-18

王福成（1975-），男，河北興隆人，學(xué)士，工程師，研究方向施工管理與施工技術(shù)工作。