连续刚构0号块施工牛腿支撑系统的设计施工及受力验算

刘敬芝 兰天仕

摘要：连续刚构0号块结构复杂，施工难度大，为连续刚构的关键梁段，其施工质量直接影响到后面的梁段。所以0号块施工时要求支架具有足够的强度、刚度和稳定性。本文结合黄织铁路歹阳河大桥连续刚构的施工实例，介绍了连续刚构梁桥0号块牛腿支架法施工工艺、质量控制要点及受力检算方法。

关键词：连续刚构0号块牛腿支架施工技术受力检算

Abstract: the continuous rigid frame 0 th piece of structure is complex, difficult construction, the key for continuous rigid frame beam section, its construction quality directly influence to the back of the beam section. So 0 th blocks construction requirements with enough support when the strength, stiffness and stability. Combining with the yellow woven railway elements of the continuous rigid frame bridge or construction example, introduced the continuous rigid frame bridge 0 th the stents method of construction technology, quality control points and stress by calculating method.

Keywords: continuous rigid frame 0 th the construction technology of stent by calculating stress

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号

1 工程概况

为黄织铁路跨越歹阳河而设的歹阳河大桥位于贵州省织金县熊家场乡，其桥型布置为2-24m+3-32m+(52+96+52)m预应力钢筋砼连续刚构+1-32m，桥梁全长392.62m；全桥均在+11.2‰坡道上；连续刚构位于直线上，该桥6#主墩高94m，7#主墩墩高100m，均为矩形空心墩。

梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，梁体全长201.4m。箱宽4.5m，中墩处梁高为6.8m，中跨中部10m梁段和边跨端部9.7m梁段为等高梁，梁高3.6m。其余梁段梁底下缘按二次抛物线变化。全桥顶板厚35～40cm，边跨端块处顶板厚由35cm渐变至60cm，底板厚44～90cm按抛物线变化，边跨端块处底箱板厚由44cm渐变至80cm，腹板厚35～80cm，边跨端块处腹板厚由40cm渐变至80cm。

20号块支架设计

2.1空心墩内侧牛腿支架

空心墩内侧在0号块底板下形成的空隙平面尺寸为2.9m×0.75m（横桥向为2.9m，纵桥向为0.75m）。在横桥向空心墩的每侧内壁预埋3根I25a工字钢以支承箱梁底板砼荷载，工字钢埋入砼中50cm，出露长度40cm，间距1.0m。因纵桥向跨度很小，在工字钢上放置20cm×20cm方木作为分配梁即可，分配梁间距为50cm。最后在分配梁上布设竹胶板形成0号块中部底板的底模。

2.2空心墩外侧顺桥向支架设计

因主桥高达100m，0号块施工不适合采用满堂支架及钢管桩等支撑形式，经多次论证，最终决定采用预埋工字钢形成牛腿支架的方案。

6#、7#主墩施工至墩顶前，顺桥向在墩顶端两侧预埋双层工字钢，与斜撑构成3m宽的牛腿式支撑平台，作为0号块悬出段的施工托架。上层预埋两根I40a工字钢，间距为3.2m，顺桥向通长布设。下层预埋两根I32a工字钢，埋入砼深度及出露长度均为50cm。上下两层工字钢间距为2m，使用I32a工字钢作两层工字钢间45°角的斜撑。

在上层工字钢上均匀摆放6根间距為40cm的I20a工字钢作为横梁，横梁上摆放型钢调节架，以调节底模标高，型钢调节架在每侧腹板下放置3个，中间底板下放置2个。型钢调节架上均匀摆放8根15cm×15cm方木作为底模承重背枋，最后在方木上安装底模。顺桥向牛腿支架结构见图1、图2。

2.3空心墩外侧横桥向支架设计

同样的，在6#、7#主墩施工至墩顶前，横桥向在墩顶端两侧预埋双层工字钢，与斜撑构成3m宽的牛腿式支撑平台。主要承受侧模及部分翼缘板砼荷载。

上层预埋3根间距为2.8m 的I32a工字钢，下层相应预埋3根I25a工字钢，上下层工字钢埋入砼深度均为0.5m。上层工字钢靠桥墩侧摆放两根20a工字钢以支撑桁架式侧模，其放置位置与桁架式侧模的立柱相对应，外侧摆放4根间距为60cm的I20a工字钢，上铺脚手板作为通道及工作平台。横桥向牛腿支架结构见图1、图2。

图10号块牛腿支架横向立面图

图20号块牛腿支架纵向立面图

3支架的安装

支架施工前，对施工图纸进行认真审核，防止出现设计不合理及数据计算错误，施工时要根据施工设计图纸，在墩身上测量放样，抄平各预埋件标高，放出定位线。

利用塔吊吊装就位，人员站在工作平台上，在塔吊、倒链的配合下，将各型钢调整就位，经确认位置正确后，与墩柱钢筋焊接固定，并增设必要的加强钢筋，确保预埋的构件在浇筑砼施工中不会移位。如工字钢与墩身钢筋位置有冲突，则适当调节墩身钢位置，并采用监理同意的补强措施，为防止工字钢预埋件在荷载的作用下，因应力集中造成墩身砼开裂，在预埋件周边及其下方1m范围内增加局部承压钢筋网片用以补强。进行承重工字钢梁安装时，在牛腿工字钢上放置两块对拼的三角形楔块，以便在砼浇注后支架受力挤压时能拆模。

在支架安装过程中，对各部分受力杆件进行检查，对有明显缺陷的杆件禁止使用。安装完毕后仔细检查支架各部分顶面标高是否符合设计标高，与预埋件联结是否牢固，焊缝长度、厚度是否足够，不符合要求的立即改正。

翼缘板下牛腿上层工字钢伸出2m左右，在上面满铺脚手板作为施工作业平台及人行通道，外侧设置高1.5m的防护栏杆。

支架拼装完成后，应重点检查下列项目：a、是否按设计图进行拼装及铺设承重梁、分配梁；b、检查各支点是否抄平及位置是否在受力中心；c、各结构之间是否联系牢固，支撑稳定；d、牛腿工字钢与斜撑工字钢之间的焊缝是否牢固。

4 支架预压

因支架的弹性变形，构件连接缝隙等因素，在浇筑梁体时支架的下沉会引起梁体出现裂隙，为减少支架构造的变形，在支架平台搭设及底模板安装就位后，对支架进行预压试验，以消除其非弹性变形，测定其弹性变形与荷载的关系，为梁体底模预留高度提供可靠数据，也是检验支架安全性能一种最有效的方法。

支架预压目的是测定支架弹性变形和消除非弹性变形。试压最大荷载为梁体节段重量的1.2倍，采用水箱压重的方法。施工支架平台拼装完毕并安装底模后测量平台中心线、布置平台观测点并测定标高。预压加载采用分级加载方式，即0%→60%→100%→120%，共分三级，且加载至120%后持荷24h，当沉降稳定后再进行分级卸载，每一级卸载重量同加载重量。测量人员分别在预压前、加载过程中、卸载前、卸载后分别进行观测，并作好观测记录，绘制出沉降观测曲线，计算出支架的弹性和塑性变形，对预压后的沉降值进行统计分析，作为控制施工立模标高的依据。

4.1检算原则及荷载取值

支架设计时须对支撑结构中所有承受荷载的关键构件进行受力检算，以确保安全，下面以顺桥向承受0号块悬出段的支撑结构的受力检算为例，叙述受力检算方法。

要求结构各构件应力小于容许值，A3钢材容许弯曲应力取180MPa，容许剪切应力取100MPa；梁的允许跨中挠度不大于1/400的跨径。

支撑系统主要承受来自砼自重（C50砼自重取26.5KN/m），倾倒和振捣砼产生的动荷载（取4KPa/m2），支架及模板产生的荷载（取5KPa/m2），人群机具荷载（取2.5KPa/m2），进行计算时取安全系数为1.2。

梁体伸出墩顶部分的梁高度，腹板、顶板及底板厚度均相应由大变小，为了简化计算，均按最断面的数值进行计算，同时不再考虑支撑系统的自重。

0号块悬臂长度为2.30m，

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。