黄角坳大桥现浇连续箱梁专项施工方案

中铁十八局集团 第三工程有限公司 陈桂娜

黄角坳大桥现浇连续箱梁专项施工方案

中铁十八局集团 第三工程有限公司 陈桂娜

黄角坳大桥位于荣县西互通区内，为主线上跨E匝道而设，第2联左右错孔布置，交角为90°。其中，大桥左幅跨径为2×25 m＋（20 m＋30 m＋25 m）＋4×25m，右幅跨径为2×25 m＋（25 m＋30 m＋20 m）＋4×25 m，全长239 m。

一、碗扣支架结构设计

现浇箱梁支架的搭设为单联3跨、2跨整体施工，采用满堂式碗扣支架的支撑方式。碗扣支架采用WDJ式支架，架杆外径4.8 cm，壁厚0.35 cm，内径4.1 cm。支架顺桥向纵向间距0.9 m，横向间距0.9 m，横隔板、横梁处纵向间距0.6 m，大桥横向间距梁底为0.9 m，纵横水平杆步距取0.9 m，翼板部位顶杆不超过0.7 m，箱体部位的顶杆高度不超过0.6 m。支架的纵向和横向每隔4 ~ 6 m设一道扣件钢管剪刀撑，剪刀撑与地面的夹角为45° ~ 60°。因为模板支撑架的高度大于4.8 m，所以其顶端和底部必须设置水平剪刀撑。中间每4.8 m设置一道水平剪刀撑。钢管顶托上纵桥向设规格为14 cm×20 cm的方木，在14 cm×20 cm的方木上设规格为10 cm×10 cm的（横向肋木间距30 cm），横向肋木上方铺设顶板底模。底模板用15 mm高强度竹胶板，翼缘模板及外侧模板用定制的钢模板。

二、模板支撑架立杆平面布置

模板支撑架立杆平面布置如图1所示。

图1 模板支撑架立杆平面布置

三、支架结构的验算

1.计算最不利单肢立杆轴向力及承载力（以大桥左幅第2联为计算实例）。砼按2 400 kg/m3计算，则砼自重G1＝2 400×（291.96＋391.76＋311.97）×9.8＝23 418.629 kN；钢筋及钢束重G2＝（64 457 ＋ 75 690＋49 297＋9 234.2＋9 246＋9 243.2 ＋3 981.2＋4 400.32＋3 452.45＋ 4 004.65＋2 649.92＋2 621.27 ＋1 996.51＋2 052.26＋3 811.5）×9.8 kN ＝ 2 412.147 kN。

现浇箱梁自重G3＝G1＋G2＝25 830.776 kN。箱梁自重每 平方米所产生的荷载q1＝25 830.776 / [ （18.568＋14.876）×75/2] kPa＝20.613 kPa。施工机具人员荷载q2＝2.5 kPa，砼施工振捣荷载q3＝2.0 kPa，砼施工倾倒荷载q4＝2.0 kPa，箱梁芯模q5＝1.5 kPa，底模荷载q6＝2.0 kPa。

2.支架结构强度验算。由于腹板处受力最大，因而以腹板处为计算标准。永久荷载结构重力安全系数取1.2，基本可变荷载安全系数取1.4。

不组合风荷载时，单肢立杆轴向力N＝ 1.2×（46.8 ＋ 2 ＋1.5）＋1.4×（2＋2＋2.5）×0.9×0.9 kN＝ 67.73 kN。

式（1）中，N为轴心压力设计值，An为钢管净截面积，则σ＝N / An＝ 67.73×1 000 / 489＝ 138.51 N/mm2＜ 205 N/mm2，得知工程设计符合要求（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）。

3.支架结构稳定性验算。N / An值根据长细比λ选取，长度计算公式为：

式（2）中，k为计算长度附加系数，其值取1.155；μ为考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数；μ取1.2；h为立杆步距。则模板支架立杆的计算长度l0＝1.155×1.2×0.9＝1.25 m，按稳定性计算立杆的受压力（步距90 cm），长细比λ＝l0/I＝1.25×100/1.58＝79.11。

轴心受压件的稳定系数φ为0.728，根据式（1）有σ＝N /φAn＝ 67.73×1 000 /（0.728×489）＝ 190.26 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程设计符合要求，且翼缘板、腹板、底板等均满足要求。

4.横梁支架结构强度验算。横梁处受力最大，永久荷载结构重力的安全系数取1.2，基本可变荷载的安全系数取1.4。

以4号墩中横梁为验算依据，N＝ [（2×1.8×13.59）×24＋（3 981＋4 400）×9.8/1 000]/（2×13.59）＝ 46.22 kN/m2。

不组合风荷载时，单肢立杆轴向力N＝1.2×（46.22＋2＋1.5）＋1.4×（2＋2＋2.5）×0.9×0.6 kN＝ 64.58 kN。

对于钢管支架，有σ＝N / φAn＝ 132.07 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程设计方案符合要求（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）。

5.横梁支架结构稳定性验算。φ值根据长细比λ选取，计算长度。

模板支架立杆的计算长度l0＝1.155×1.2×0.9＝1.25 m。

按稳定性计算立杆的受压力（步距90cm），长细比λ＝l0/I＝1.25×100/1.58＝79.11，则轴心受压件的稳定系数φ＝0.728。则σ＝N / φAn＝64.58×1 000/（0.728×489）＝181.41 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程设计符合要求。

6.纵梁强度验算。纵梁为14 cm×20 cm方木，b＝14 cm，高度h＝20cm，跨径为0.9 m，间距为0.9 m。据此可知，0.9 m长纵梁上承担3根横梁重G＝0.1×0.1×0.9×7.5×3＝0.2 kN，作用在纵梁上的均布荷载q＝（69.46＋0.2）×0.9＝ 62.69 kN/m。

由以上数据可以计算得出跨中最大弯矩M＝qL2/8 ＝62.69×0.92/8 ＝ 6.35 kN·m。

则落叶松容许抗弯应力σ＝10.8 MPa，弹性模量E＝8.1×103MPa，纵梁弯拉应力σ＝M/I＝6.8 MPa ＜10.8 MPa，即纵梁弯拉应力满足要求；纵梁挠度f＝5qL4/ 384EI＝0.72 mm ＜f＝L/400＝2.25 mm，即纵梁弯拉应力满足要求。