变截面预应力混凝土连续箱梁钢管桩支架结构计算分析

2014-10-21高建科

基层建设 2014年25期

高建科

摘要：钢管桩支架现浇施工为桥梁工程重点和难点工程之一。某桥主桥为五跨变截面预应力混凝土连续箱梁，全长823米，桥梁施工支架的搭设对于工程建设结构安全至关重要。本文结合变截面预应力混凝土连续箱梁施工方法和特点，对钢管桩支架结构承载力和稳定性进行计算，给出施工监测和控制要点，可为同类型工程施工提供参考。

关键词：变截面;箱梁大桥;钢管桩;结构计算

1、前言

据统计，每年都有桥梁因为支架的倒塌而产生人员伤亡[1]，通常发生事故原因有两个，一是设计荷载不足，安全失效，二是施工管理不到位，工作人员蛮干，导致施工安全事故。桥梁施工支架的施工方法和技术对于工程建设的顺利进行以及结构的安全至关重要。

随着桥梁技术不断发展，变截面大体积预应力混凝土箱梁得到越来越广泛的应用，其设计及施工单位更加重视施工计算和脚手架培训工作。例如李明星[2]结合某市政变截面曲线匝道桥满堂门式支架施工，详细介绍了满堂门式支架的构架方法和稳定性计算。文瑜谢玮[1].对桥梁施工临时支架倒塌的常见原因进行了分析，对影响支架稳定性的因素和支架稳定性计算方法进行了总结。刘明军，林志军[3]介绍田安大桥主桥拱面部分的梁段安装支架钢管桩的设计计算与施工。希文峰，黄羚[4]根据满堂支架的结构及受力特征，分析了满堂支架荷载计算方法以及立杆、底模、纵向方木、横向方木等主要组成构件的计算模型。

2、工程概况

某桥工程桩号分别为K0+000，终点桩号K2+300，全长2.3km。主桥上部构造：混凝土C55：16293.6m3Ⅰ钢筋606t，Ⅱ钢筋2747t，预应力钢绞线841t。该桥左幅设计为：（4×32m）等截面预应力砼连续箱梁+（58+3×96+58）变截面预应力砼连续箱梁+（3×24）等截面预应力砼连续箱梁+（4×32）等截面预应力砼连续箱梁+（3×32）等截面预应力砼连续箱梁;右幅设计为：（3×32m +24.175m）等截面预应力砼连续箱梁+（58+3×96+58）变截面预应力砼连续箱梁+（25.825+2×27）等截面预应力砼连续箱梁+（4×32）等截面预应力砼连续箱梁+（3×32）等截面预应力砼连续箱梁。

该桥主桥设计为58m+3×96m+58m五跨变截面预应力混凝土连续箱梁。主跨箱梁单“T”共分12段悬臂浇筑，0号梁段长12m，其余1-12号梁分段长为7×300+5×400cm，邊跨、次边跨、中跨合拢段都为2m，边跨现浇段长10m。0号梁段和边跨现浇段采用钢管桩支架现浇施工，主跨T构采用对称挂篮悬臂现浇施工，悬浇最重梁段为1794kN。

3、钢管桩支架计算

主要临时支架破坏形式为失稳破坏，即支架倒塌。倒塌主要是由于支架承受的施工临时荷载时位移变形过大而造成，即几何非线性的影响十分明显。为保证临时支架结构体系，整体稳定性满足要求是设计过程的首要问题。支架现浇方案，采用布架灵活、搭拆方便、承载力大。如图2所示，取单根钢管桩受力进行分析。