王建東

摘要：結(jié)合福州繞城公路東南段A7合同段瑯岐特大橋1 號(hào)橋主跨3×40m連續(xù)梁支架現(xiàn)澆施工實(shí)例，對于大尺寸及大體積的連續(xù)梁現(xiàn)澆采用WDJ型碗扣件搭設(shè)滿堂支架，跨越地方道路采用貝雷桁架縱梁+鋼管柱支墩設(shè)置大跨度通車門洞方案，支架結(jié)構(gòu)承載能力驗(yàn)算方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。為此類現(xiàn)澆連續(xù)梁支架方案提供借鑒。

Abstract： Combined with the construction example of the 3×40m cast-in-situ continuous beam support for the main span of the Langqi Bridge No.1 Bridge of the A7 contract section of the southeast section of the Fuzhou Ring Road， the large-size and large-volume cast-in-place continuous beam using WDJ bowl fasteners to set up full support， the scheme of using Bailey truss longitudinal beam+steel pipe column buttress to set large-span opening to traffic across local roads， and the checking method of bearing capacity of support structure are described in detail， which provides reference for this kind of cast-in-place continuous beam support scheme.

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆連續(xù)梁;滿堂支架;大跨度門洞;WDJ型碗扣件;貝雷桁架;驗(yàn)算

Key words： cast-in-place continuous beam;full support;large-span doorway;WDJ-type bowl fastener;Bailey truss;check calculation

中圖分類號(hào)：U445.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）30-0145-04

0 ?引言

隨著橋梁工程技術(shù)的發(fā)展及日漸繁忙交通通行的需要，橋梁上構(gòu)梁體向著更大跨度及更大尺寸方向發(fā)展，也意味著連續(xù)梁支架現(xiàn)澆施工的支架及門洞結(jié)構(gòu)需具有更高的承載能力及安全穩(wěn)定性;以往采用普通鋼管搭設(shè)現(xiàn)澆滿堂支架，采用型鋼作門洞縱梁的支架方案已不能滿足現(xiàn)在大跨度連續(xù)梁現(xiàn)澆的需要。在福州繞城公路瑯岐特大橋1號(hào)橋主跨3×40m連續(xù)梁支架現(xiàn)澆時(shí)，創(chuàng)造性地采用WDJ型碗扣件搭設(shè)滿堂支架、貝雷桁架縱梁+鋼管柱支墩設(shè)置大跨度門洞的支架方案，確保了施工質(zhì)量及施工安全。

1 ?工程簡介

瑯岐特大橋1號(hào)橋采取左右分離式結(jié)構(gòu)，左幅橋中心里程為ZK31+315.357，全橋長973.5m;右幅橋中心里程為YK31+286.5，全橋長928.5m;左右幅橋主跨均采用3×40m連續(xù)箱梁跨越地方道路。上構(gòu)3×40m連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為單箱三室。連續(xù)梁頂面寬18m，底部寬13.0m，兩側(cè)翼緣板寬各2.0m，梁高1.8m，頂板砼厚0.25m，底板砼厚0.22m，邊腹板、中腹板砼均厚0.5m。結(jié)構(gòu)尺寸見圖1所示。

2 ?支架系統(tǒng)總體方案

本項(xiàng)目連續(xù)梁根據(jù)地形條件、施工環(huán)境及設(shè)備機(jī)具等情況，擬采用滿堂支架法現(xiàn)澆，但該連續(xù)梁具有跨度大、橋面寬、作用于支架的荷載大等特點(diǎn)，且中間跨上跨地方道路，需留置雙車道和行人通行的門洞，傳統(tǒng)的普通鋼管支架、型鋼門洞不能滿足施工承載及安全要求。故本項(xiàng)目需解決滿堂支架及大跨度門洞所采用的材料和設(shè)計(jì)方案難題。

經(jīng)對不同的支架材料及支架方案進(jìn)行了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及安全穩(wěn)定性的綜合評估，并在承載驗(yàn)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行了支架方案的多次修改及優(yōu)化，最終采用承載能力強(qiáng)、安全穩(wěn)定性好、施工簡便的WDJ型碗扣件搭設(shè)支架，和采用貝雷桁架縱梁+鋼管柱支墩設(shè)置大跨度通車門洞的支架方案。具體支架方案如下：

支架體系采用WDJ型碗扣件（？準(zhǔn)48×3.5）。立桿沿橋梁縱向按間距60cm布設(shè)，翼緣板下立桿橫向間距90cm，其余部位均為60cm;且兩側(cè)翼緣板外側(cè)還各鋪設(shè)1m寬工作通道。支架體系步距以120cm為主，部分采用60cm結(jié)合布置;橫向按每7排立桿（且不能超過4.5m）布設(shè)1道剪刀撐，在支架的底部、頂部均布設(shè)水平剪刀撐，當(dāng)支架搭設(shè)高度超過4.8m后，按間距不超過4.8m增設(shè)中間部位的水平剪刀撐。

在支架立桿頂部插設(shè)可調(diào)頂托，頂托U槽內(nèi)布置10×15縱梁方木，間距與立桿橫向間距相同（底板下為60cm，翼緣板下為90cm），上鋪10×10橫梁方木，沿橋縱向間距30cm/道，橫梁上鋪2cm厚竹膠板箱梁底模板。

支架設(shè)置預(yù)拱度，在跨中處按0.2%倍跨徑考慮，支座處為0，縱向按拋物線設(shè)置。

連續(xù)梁中間跨跨越地方道路，并與道路正交，地方道路路面寬度12m，兩側(cè)人行道寬3m。按交管部門要求設(shè)置2車道通車門洞，門洞兩側(cè)留置1.5m寬人行通道。采用鋼管柱+貝雷梁作縱梁的門洞跨越現(xiàn)有道路，搭設(shè)完成的門洞凈高超過4.5m，凈寬2×3.5m。支架及門洞搭設(shè)方案見圖2、圖3、圖4所示。

3 ?支架搭設(shè)施工關(guān)鍵技術(shù)及措施

3.1 支架基礎(chǔ)處理

清除地面雜草、雜物、腐植土，并做好排水措施。根據(jù)換填層基底標(biāo)高測量原地表開挖深度。人機(jī)配合按1：0.5坡比開挖坑槽至換填層基底標(biāo)高處，然后分層填筑35cm厚片石（坡比為1：0.5），在其上澆筑20cm厚C25砼支架基礎(chǔ)，換填完成后做承載力及壓實(shí)度試驗(yàn)，滿足承載力>125kPa、壓實(shí)度>94即可搭設(shè)支架，如不滿足要求則需加深基礎(chǔ)處理。溝槽與基礎(chǔ)間空隙用原土回填，并碾壓密實(shí)。見圖5所示。

基礎(chǔ)施工要求：①換填采用片石分層填鋪、碾壓。分層厚度為20cm+15cm，采用20t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓四遍，最后兩遍壓實(shí)限差值小于2mm。②換填層承載力通過試驗(yàn)確定需達(dá)到125kPa，壓實(shí)度達(dá)到94%后方能進(jìn)入下道工序。③基礎(chǔ)換填完成后盡快施作砼面層，3d內(nèi)禁止雨水或地下水浸泡。

3.2 支架拼裝

①碗扣式腳手架構(gòu)件采用汽車由材料存放場運(yùn)送至現(xiàn)場，材料存放場內(nèi)起重吊車配合裝車。②施工前做好詳細(xì)的技術(shù)交底與計(jì)算書，保證支架搭設(shè)技術(shù)可靠和使用安全。③按支架圖放出軸線定位，施工人員按照軸線布置網(wǎng)格。④支架搭設(shè)按高度分階段實(shí)施，先第1階段搭設(shè)（高度6m），檢查合格后方可搭設(shè)下一階段。以后每上升3m高度檢查一次。⑤按立桿→橫桿→斜桿的次序逐層搭設(shè)支架。底層掃地桿的水平直線度控制在≤L/200，橫桿水平度控制在L/400內(nèi)。⑥支架全高垂直偏差控制在L/500內(nèi)，且最大允許總偏差不得超過100mm。⑦支架周邊架設(shè)安全網(wǎng)防護(hù)，以防墜物砸傷。⑧支架搭設(shè)完畢后，組織技術(shù)、監(jiān)理、安全、施工等有關(guān)人員對整個(gè)支架進(jìn)行全面檢查。

3.3 門洞設(shè)置

連續(xù)梁第2跨正交跨越現(xiàn)有道路，采用鋼管柱+貝雷梁設(shè)置門洞跨越。

3.3.1 鋼管立柱基礎(chǔ)

條形基礎(chǔ)在道路兩側(cè)對稱布置2道，間距9m，每道長度21.6m，截面尺寸1.0×0.8m。

3.3.2 鋼管立柱布置

鋼管立柱采用？準(zhǔn)426螺旋管，立柱底部與基礎(chǔ)采用鋼板剛性聯(lián)接以保證其穩(wěn)定性。立柱單根長3.2m，同排立柱間距2.5m，每道條形基礎(chǔ)上布置9根。立柱兩端焊接60cm×60cm×2cm鋼板。

3.3.3 工字鋼橫梁布置

橫梁布置在鋼管立柱頂部，與立柱頂鉸接，采用雙拼I50a工字鋼，長21m。

3.3.4 貝雷行桁架縱梁布置

縱梁為主要受力結(jié)構(gòu)，采用貝雷桁架?？v梁搭設(shè)于橫梁上，與橫梁垂直布置，梁底板下間距為90cm，翼緣板下間距為135cm。縱梁單根長9m，共21片。

3.3.5 [20槽鋼分配梁等布置

縱梁上設(shè)[20槽鋼分配梁，間距按60cm。為確保雜物、砼漿不掉落，保障行車安全，槽鋼分配梁上滿鋪2.0mm厚鋼板，鋼板上再橫向鋪設(shè)10×15方木作支架立桿的墊木。

3.4 支架預(yù)壓

為了控制連續(xù)梁的線型及檢驗(yàn)支架、門洞結(jié)構(gòu)的承載安全穩(wěn)定性，并消除架體非彈性形變和地基沉降，測算彈性形變用于控制梁底板的標(biāo)高。在完成支架、門洞搭設(shè)且鋪設(shè)底模后進(jìn)行超載預(yù)壓。堆載采用砂袋，按梁體鋼筋砼重0.6倍、1倍、1.2倍分3級(jí)進(jìn)行。沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)及觀測頻率、方法，堆載的位置及次序，每級(jí)堆載、卸載間的靜置時(shí)間，完成預(yù)壓的判斷標(biāo)準(zhǔn)等均嚴(yán)格按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。完成預(yù)壓后，分析、處理沉降數(shù)據(jù)，評估支架及門洞結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性。最后按計(jì)算結(jié)果調(diào)整支架頂部標(biāo)高，預(yù)留合理上拱度，以確保梁體線型。

3.5 支架拆除方法及要求

連續(xù)梁砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉全橋預(yù)應(yīng)力，且壓漿完畢后方可拆除支架。①全面檢查支架所有連接件、支撐體系構(gòu)造是否滿足安全要求，拆除方案經(jīng)審批同意后實(shí)施支架拆除。②對施工人員進(jìn)行支架拆除專項(xiàng)安全技術(shù)交底。③劃出安全作業(yè)區(qū)，設(shè)置警戒線，派專人看管。④拆除作業(yè)順序與搭設(shè)順序相反，按先搭后拆、后搭先拆的順序進(jìn)行。⑤拆除的方木、型鋼、扣件鋼管等構(gòu)件用16t汽吊吊放至地面，嚴(yán)禁拋擲。⑥拆除的構(gòu)配件分類堆放，便于周轉(zhuǎn)及運(yùn)輸。

4 ?結(jié)構(gòu)承載計(jì)算

4.1 荷載取值及材料力學(xué)參數(shù)

4.1.1 荷載取值

①連續(xù)梁鋼筋砼重量：連續(xù)箱梁中間標(biāo)準(zhǔn)斷面的面積為11.6m2。鋼筋砼容重按26kN/m3。箱梁底板寬度為13.0m，為了更加確保安全，按箱梁砼重量全部作用于底板下的支撐結(jié)構(gòu)。則箱梁鋼筋砼產(chǎn)生的荷載為：11.6×26/13=23.2kN/m2。②模板、方木、模板支架等重量荷載：3.0kN/m2。③施工人員、機(jī)具、設(shè)備荷載：2.5kN/m2。④振搗砼的沖擊荷載：2.0kN/m2。⑤碗扣式鋼管及扣件自重荷載：底板下支架立柱間距為60cm，按50kg/m3計(jì)算。支架最高為7.2m，轉(zhuǎn)換成單位面積荷載為：50×9.8×7.2×10-3=3.5kN/m2。⑥可變荷載分項(xiàng)系數(shù)取值1.4，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取值1.2。

4.1.2 材料力學(xué)參數(shù)

①竹膠板力學(xué)參數(shù)：[σ]=12MPa，[τ]=1.3MPa，E=5×103 MPa。②10×10cm方木（松木）力學(xué)參數(shù)：[σ]=12MPa，[τ]=1.2MPa，E=9×103MPa，W=1.7×105mm3，I=8.3×106mm4。③10×15cm方木（松木）力學(xué)參數(shù)：W=3.75×105mm3，I=28.1×106mm4。④碗扣式鋼管力學(xué)參數(shù)：[σ]=140MPa，Aj=489.3mm2。

4.2 底模、橫梁方木、縱梁方木驗(yàn)算

4.2.1 驗(yàn)算說明

①最不利荷載處取中間腹板下。②底模采用竹膠板（規(guī)格：122×244×2cm），下設(shè)間距30cm的方木橫梁（規(guī)格：10×10cm）。將底模簡化成跨徑30cm簡支梁。③因方木橫梁下的方木縱梁間距為60cm。故橫梁按跨度為60cm的2等跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算。④方木縱梁規(guī)格為10×15cm，因支架立桿間距為60×60cm，故縱梁按跨度為60cm的2等跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算。

4.2.2 計(jì)算結(jié)果見表1。

4.3 碗扣件立桿承載力檢算

連續(xù)梁自重及施工時(shí)所有荷載均經(jīng)縱梁傳遞給支架立桿，立桿為受軸向壓應(yīng)力的細(xì)長桿件，需進(jìn)行失穩(wěn)驗(yàn)算。立桿按高L0=1.2m、兩端鉸接進(jìn)行失穩(wěn)驗(yàn)算。

最不利荷載處取中間腹板下。則單根鋼管立桿承受的軸向壓荷載為：

P=（0.6×0.6）×（1.2×（1.8×26+3+3.5）+1.4×（2+3））=25.6kN

L0=1.2m時(shí)，查表得i=15.8cm，計(jì)算λ=L0/i=75.95，查表得φ=0.746

σ=N/（φAj）=（25.6×103）/（0.746×489.3）=70.0MPa<[σ]=140MPa。

4.4 通車門洞結(jié)構(gòu)承載驗(yàn)算

4.4.1 貝雷桁架縱梁

貝雷桁架按長度為12m，兩支點(diǎn)相距9m，承受線性均布荷載作用的梁體進(jìn)行承載驗(yàn)算。

所有荷載作用于換算成梁底單位面積荷載為（1.2×（23.2/13+3+3.5）+1.4×（2+3））=16.94kN/m2。梁底下共布設(shè)有17片貝雷桁架組，則作用于單片貝雷桁架組上的線性荷載為（16.94×13）/17+2.1（貝雷桁架自重）=14.1kN。

計(jì)算得單片貝雷桁架縱梁：

彎矩M=625.8<[M]=788.2kN·m

剪力Q=173.5<[Q]=245.2kN

4.4.2 門洞立柱頂部布設(shè)2I50a工字鋼，承受貝雷桁架縱梁傳遞的荷載，本項(xiàng)目按跨徑為2.5m的3跨連續(xù)梁進(jìn)行承載驗(yàn)算。驗(yàn)算結(jié)果見表2。

4.4.3 鋼管立柱計(jì)算

鋼管立柱采用？準(zhǔn)426鋼管，通車門洞下每根鋼管立柱承受2.5×6=15m2面積的上部荷載，加上門洞結(jié)構(gòu)自重，計(jì)算得單根鋼管立柱承受的軸向壓力荷載為863.2kN。計(jì)算長度L0=3.2m，i=14.75cm，計(jì)算λ=L0/i=21.7，查表得φ=0.903，由Aj=117.9cm2得：σ=N/（φAj）=81.1MPa<[σ]=140MPa

5 ?結(jié)束語

本項(xiàng)目通過合理選用材料，科學(xué)設(shè)計(jì)及優(yōu)化支架及門洞方案，嚴(yán)格進(jìn)行承載驗(yàn)算。并在支架及門洞搭設(shè)時(shí)采取技術(shù)措施，確保支架搭設(shè)質(zhì)量。澆筑后的連續(xù)梁線型美觀，質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求，得到了建設(shè)方的高度評價(jià)。

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