悬臂连续梁0号块支架设计及检算

韩海龙

1 工程概况

石武高速铁路某特大桥跨邢临高速公路桥采用(40+64+64+40)m四孔变截面混凝土连续箱梁，顶板宽12 m，底板宽6．7 m，采用挂篮悬臂浇筑施工。该连续梁设有3个T构，每个T构设有1个0号块和7个悬浇节段，梁高自0号块悬臂，底部线形按二次抛物线变化，其中0号块长度为9 m，高度为6．05 m，中跨合龙段长度为2 m，边跨合龙段长度为2 m，边跨直线段梁长7．75 m，梁高皆为3．05 m。梁体混凝土为C50，采用三向预应力体系。该段连续梁下部主墩为圆端形墩身，墩身底截面分别为7．82 m×3．82 m和7．84 m ×3．84 m，桥墩高度分别为 9．5 m，10．5 m，10．5 m。主、边墩承台尺寸分别为14．6 m ×10．6 m ×3 m，12．5 m ×8．1 m ×2．5 m。桥梁合龙顺序为先边跨后中跨，最终完成体系转换调整成桥内力。桥梁边跨合龙前，梁体固结于临时墩身上，待边跨合龙后拆除临时支墩。

2 0号块支架设计

2． 1 材料选择

1)木胶合板厚:18 mm，抗弯强度:15 N/mm2，弹性模量:5 200 N/mm2。

2)第一层方木宽:150 mm，高:100 mm;抗弯强度:15 N/mm2，抗剪强度:1．3 N/mm2，弹性模量:9 000 N/mm2。

3)分布横梁3Ⅰ32a工字钢。Ⅰ32a工字钢截面特性:惯性矩I=11 080 cm4，截面模量 W=692 cm3，截面积 A=67 cm2，型钢自重52．7 kg/m。

4)纵梁2Ⅰ36a工字钢。Ⅰ36a工字钢截面特性:惯性矩I=15 760 cm4，截面模量 W=875 cm3，截面积 A=76．3 cm2，型钢自重59．9 kg/m。

5)三角支架:斜杆:Ⅰ20a工字钢;立杆:［14a槽钢。Ⅰ20a工字钢截面特性:惯性矩I=2 369 cm4，截面模量W=236．9 cm3，截面积A=35．5 cm2，型钢自重27．9 kg/m;［14a工字钢截面特性:惯性矩 I=564 cm4，截面模量 W=80．5 cm3，截面积 A=18．5 cm2，型钢自重14．5 kg/m。

6)立柱:φ600 mm，δ=10 mm 钢管。

2． 2 方案设计

利用临时支墩设置纵梁，与φ600 mm，δ=10 mm钢管、横梁、三角支架形成主要托架结构。

支架纵梁为2Ⅰ36a工字钢，受力部位采用劲板加强。在四个临时支墩按设计位置分别预留一个宽38 cm高34 cm的长方形孔，纵梁2Ⅰ36a工字钢穿过该孔，再继续灌注临时支墩钢管混凝土。临时支墩之间增加两根φ600 mm，δ=10 mm钢管，钢管顶部开启槽口，3Ⅰ32a工字钢横梁置于槽口内，两端支撑于2Ⅰ36a纵梁上。

支架平台的主横梁采用3Ⅰ32a工字钢，长为12 m，间距1．5 m布置。3Ⅰ32a主横梁顶面铺设三角支架调坡，三角支架斜边采用Ⅰ20工字钢，三角支架斜边与主横梁之间采用［14槽钢作为竖向支撑并焊接连接，每片三角支架斜坡通过［14立杆调节，腹板位置三角支架的间距为35 cm，底板为60 cm，每片三角支架设置［10槽钢作为横联，增加支架的稳定性。三角支架直接支撑底模板横向方木骨架，横向方木采用10 cm×15 cm，方木中心间距30 cm，净距15 cm，底模采用1．8 cm厚高密度竹胶板。

3 0号块支架检算

3． 1 荷载取值

1)箱梁混凝土容重26 kN/m3;

营销界有句话很有名——品质就是营销！我们不从消费者导向和产品导向的不同上解读。因为这句话也说出了局部真理：没有品质的产品，任广告宣传做到极致，其营销效果一定赶不上品质与营销俱佳的产品。如最近火爆异常的“拼多多”上的产品，宣传、价格都有诱人之处，但最终山寨品牌、山寨质量必定行而不远。

2)模板自重:外模重量150 kN，内模及支架重量65 kN，底模重量15 kN;

3)施工荷载按2．5 kN/m2计算;

4)混凝土振捣荷载按1 kN/m2计算。

Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值［σ］=215 N/mm2，抗剪强度设计值［τ］=125 N/mm2，弹性模量 E=2．06 ×105N/mm2。

3． 2 受力检算

3．2．1 底模(竹胶板)检算

托架构造图如图1所示。

图1 托架构造图

底模板采用18 mm厚竹胶板，模板底横向铺设670 cm×10 cm×15 cm方木骨架，方木中心间距为30 cm。由图1可以看出位于箱梁腹板底部的底模板和方木的受力情况为最不利受力状态，需进行检算。

箱梁截面如图2所示。

底模检算时按三跨连续梁检算，梁宽取1．0 m。腹板截面面积S=5．75 m2，施工荷载及模板重量取10 kN/m2。转化为梁体宽1 m的长线荷载，考虑1．3倍安全系数，则腹板位置线荷载q=(26×5．75/1．47+10) ×1 ×1．3=145．2 kN/m。

图2 箱梁截面图（单位：cm）

图3 底板受力模型（单位：kN/m）

图4 弯矩图（单位：kN·m）

弯矩:Mmax=0．32 kN·m。

3．2．2 第一层方木检算

腹板截面面积S=5．75 m2，施工荷载及模板重量取10 kN/m2。转化为纵桥向，横向方木中心间距为30 cm的长线荷载，考虑1．3倍安全系数，则腹板位置线荷载q=(26×5．75/1．47+10) ×0．35 ×1．3=50．9 kN/m。

3．2．3 三角架检算

1)腹板位置均布荷载:腹板截面面积S=5．75 m2，施工荷载及模板重量取10 kN/m2。取梁段纵向方向1 m为研究对象，转化为三角架横向方向中心间距为35 cm的长线荷载，考虑1．3倍安全系数，则腹板位置线荷载 q=(26×5．75/1．47+10) ×0．35×1．3=50．9 kN/m。

2)底板位置均布荷载:同理可得q=31．1 kN/m。

三角支架受力采用MIDAS/Civil V2006建模，经受力分析可知:最大弯矩为13．2 kN·m，最大剪力为45．6 kN。此桁架体系中，3号～4号杆承受最大压力，其值为91．0 kN，故需检算其稳定性。

三角架杆件材料为:

斜杆采用Ⅰ20a工字钢:Wx=236．9 cm3，Ix=2 369 cm4，A=35．55 cm2;

竖杆采用［14a 槽钢:Wx=80．5 cm3，Ix=564 cm4，A=18．52 cm2。

a．斜杆强度检算:

b．3号～4号杆件抗压稳定性检算:

组合截面的性质计算:

稳定性检算:自由长度lx=42 cm;

同理可得底板位置三角架满足要求。

同理对翼缘板底部2［14a槽钢、梁底分布横梁3Ⅰ32a工字钢及纵梁2Ⅰ36a工字钢进行检算，其弯曲正应力、剪应力及挠度均满足要求，计算过程就不再赘述。

4 结语

支架的合理选择是保证箱梁0号块施工质量的重要因素和减少投入的重要环节。利用现有材料设计合理施工方案，通过MIDAS/Civil V2006建模对支架结构的受力进行检算，各个杆件受力均满足要求。本0号块支架在保证施工质量、安全的前提下充分考虑了成本投入，使临时材料在施工过程中达到最大限度的使用。

［1］ 孟凡利．连续梁桥悬臂浇筑施工线形控制技术［J］．山西建筑，2011，37(7):142-143．