李耀東

(昆山市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 昆山 215300)

1 引 言

在城市高架橋建設(shè)中，利用老橋橋面進(jìn)行支架搭設(shè)的案例越來越多。某項(xiàng)目主線高架橋第14聯(lián)位于老橋以上，老橋橋垮布置為(2×16+22+2×16)m，單幅橋?qū)挾?3.25 m，上部結(jié)構(gòu)形式為空心板，橋梁建設(shè)投入使用僅十余年，整體使用性能良好，可以作為搭設(shè)支架使用。該項(xiàng)目主線高架橋MB42、MB43號(hào)墩位于老橋跨河內(nèi)。為避讓老橋基礎(chǔ)，主線高架橋采用33 m+38 m+35 m橋跨布置，主線橋支架現(xiàn)澆施工時(shí)擬采用在老橋上部搭設(shè)滿堂支架。為保障主線高架橋支架搭設(shè)安全可靠，需對(duì)老橋板梁基礎(chǔ)的進(jìn)行承載力驗(yàn)算及沉降觀測(cè)，可為類似項(xiàng)目建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)。

2 老橋承載力驗(yàn)算

2.1 模型建立

通過查看原設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)老橋板梁的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行收集。老橋1#～12#板梁的橫截面積分別為0.405 m2、0.406 m2、0.552 m2、1.054 m2、0.733 m2、0.47 m2、0.47 m2、0.798 m2、0.9 m2、0.47 m2、0.47 m2、0.985 m2。本文采用通過利用橋梁博士進(jìn)行建模，對(duì)原老橋板梁承載力進(jìn)行驗(yàn)算，并通過人工計(jì)算進(jìn)行校核。此處，對(duì)老橋最大跨徑的22 m板梁進(jìn)行驗(yàn)算，即最不利情況進(jìn)行承載力驗(yàn)收。22 m板梁建模共分25個(gè)節(jié)點(diǎn)，24個(gè)板梁?jiǎn)卧?/p>

計(jì)算模擬共分為三個(gè)施工階段：第一施工階段，即板梁預(yù)制安裝及橋面鋪裝層施工階段；第二施工階段，即板梁的收縮徐變階段，第三施工階段為主線高架橋箱梁支架現(xiàn)澆階段。單元信息和鋼束信息均按設(shè)計(jì)圖紙施加。

利用橋梁受力的對(duì)稱性，以主線橋箱梁一半截面進(jìn)行分析。

2.2 板梁受力分析

對(duì)應(yīng)的作用在老橋各片板梁上的荷載表1所示，其中恒載作用于板梁全斷面，活荷載作用范圍按1.0 m計(jì)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工方案，施工時(shí)為提高安全性能在板梁上部立桿下方鋪設(shè)貝雷支架，貝雷支架上部立桿位置鋪設(shè)方木，支架立柱鋼管作用在貝雷支架上部。綜合現(xiàn)場(chǎng)施工情況，板梁承載力驗(yàn)算主要包括荷載因素有：①混凝土自重N1、②模板楞木自重N2、③碗扣支架自重N3、④貝雷支架自重N4、⑤人員機(jī)械荷載N5、⑥混凝土振搗附加荷載N6、⑦混凝土傾斜沖擊荷載N7。其中恒載組織=①混凝土自重N1+②模板楞木自重N2+③碗扣支架自重N3+④貝雷支架自重N4，活載組合=⑤人員機(jī)械荷載N5+⑥混凝土振搗附加荷載N6+⑦混凝土傾斜沖擊荷載N7。

表1 地面橋板梁荷載計(jì)算表

根據(jù)板梁鉸接板法計(jì)算出每片板梁的影響線。根據(jù)各片板梁的受力及影響線可推算出每片板梁的受力，如圖1所示。由圖可知，活載作用在第12#板梁為最不利情況，該板梁為板梁橫向布置最中間位置的板梁，12#板梁的承受荷載大小為20.8 KN/m。

圖1 每片板梁受力情況

2.3 最不利板梁強(qiáng)度及變形驗(yàn)算

選取第12#板梁作為分析對(duì)象，通過橋梁博士電算輸出截面強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果，各截面極限強(qiáng)度、最大彎矩如圖2所示。

圖2 12#板梁各單元最大彎矩及極限抗力

根據(jù)圖2可知，12#板梁各單元在荷載作用下，均表現(xiàn)為下拉受彎的受力情況。最大彎矩及極限抗力從1#單元到12#單位逐步增大，13#單元處均達(dá)到最大值，14#單位到24#單位逐步減小。各單元最大彎矩均在極限抗力內(nèi)，最接近極限抗力的為13#單元，即12#板梁跨中單元為最大彎矩最大處，為最不利點(diǎn)，此處最大彎矩為2.60e+03 KN·m，極限抗力為2.61e+03 KN·m，該單元最大彎矩小于極限抗力。因此，板梁各單元的承載力滿足規(guī)范要求。

通過橋梁博士電算輸出各節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算結(jié)果，如圖3所示。

圖3 12#板梁各節(jié)點(diǎn)位移情況

由圖3可知，豎向位移最大在13單元，即該板梁跨中處，最大位移值為13.5 mm。根據(jù)橋梁規(guī)范要求，最大允許變形為22 000/400=55 mm，最大位移值滿足規(guī)范要求。

綜上所述，經(jīng)驗(yàn)算板梁承載力及變形均滿足規(guī)范要求。

3 支架預(yù)壓情況

施工時(shí)為提高安全性能，在板梁上部立桿下方鋪設(shè)貝雷支架，設(shè)置在橋梁橫截面中部位置，貝雷支架上部立桿位置鋪設(shè)方木，支架立柱鋼管作用在貝雷支架上部，可增加有效的分擔(dān)板梁的承載力。通過在施工前對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，采用等載預(yù)壓，消除支架的非彈性變形，同時(shí)檢驗(yàn)老橋基礎(chǔ)的承載能力。

根據(jù)規(guī)范，判斷支架基礎(chǔ)預(yù)壓合格的條件需滿足下列之一:(1)布設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)24 h沉降量平均值小于1 mm；(2)布設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)72 h的沉降量平均值小于5 mm。施工現(xiàn)場(chǎng)布置10個(gè)預(yù)壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過各監(jiān)測(cè)點(diǎn)與上一次觀測(cè)沉降量滿足要求，可以判斷出支架在板梁上的預(yù)壓合格，滿足施工安全需要。

4 結(jié) 語

該項(xiàng)目主線橋梁施工順利，在施工過程中通過對(duì)老橋板梁的承載力及變形進(jìn)行驗(yàn)算和對(duì)支架預(yù)壓變形情況進(jìn)行沉降觀測(cè)，保障了主線高架橋梁支架搭設(shè)施工的質(zhì)量和安全，并且大大縮短了工期，起到了較好的經(jīng)濟(jì)效益。