青口大桥主桥上部箱梁边跨现浇段设计与验算

贾 庆

(中交二公局三公司，陕西 西安 710016)

青口大桥主桥上部箱梁边跨现浇段设计与验算

贾 庆

(中交二公局三公司，陕西 西安 710016)

根据青口大桥的工程特点，研究了青口大桥上部箱梁边跨现浇段的施工方案，对边梁支架的实际受力进行了计算分析，并阐述了支架预压的方法，以保证支架的强度和稳定性符合规范及施工安全要求。

箱梁，支架，计算，受力

1 主桥概况

S242省道青口大桥位于江苏省连云港市境内，本桥全长1 901.305 m。主桥桥跨组成为42 m+70 m+42 m的变截面预应力刚构。箱梁断面采用单箱单室直腹板断面。边跨现浇段箱梁顶宽13.5 m，底宽7 m，翼缘板宽3.25 m，梁中心等高2.07 m，腹板厚45 cm，底板厚度为25 cm，顶板厚度保持25 cm不变。箱梁顶面设2%单向横坡。本桥共有4个边跨现浇段、2个边跨合龙段、6个中跨合龙段。边跨现浇段长为5.92 m，边跨、中跨合龙段长为2 m。

2 边梁支架计算

现浇支架横断面图见图1。

2.1 箱梁内模支架

内模及支架与0号块模板、支架一致。

2.2 0号块、1号块底支架

采用钢管支架,支架顶设顶托，纵向上设12.6号工字钢，横铺设10 cm×10 cm方木、间距20 cm，横方木上为1.5 cm厚的竹胶板做底模，支架受力计算如下(以最高箱梁2.14 m计算)。

2.2.1 腹板区支架

箱梁腹板区底模竹胶板：

1)荷载计算。a.竹胶板自重:0.2×0.015×9=0.027 kN/m；b.0号块腹板梁体自重:0.2×2.14×26=11.13 kN/m；c.施工人员、材料、机具荷载：2.5×0.2=0.5 kN/m；d.振动混凝土产生荷载:2.0×0.2=0.4 kN/m。

q1=a+b+c+d=12.1 kN/m。q2=a+b=11.2 kN/m。

2)强度验算。竹胶板W=bh2/6=0.2×0.0152/6=7.5×10-6m3；I=bh3/12=0.2×0.0153/12=5.625×10-8m4;M=0.1×12.1×1 000×0.22=48.4 N·m。

Q=1 512.5 N。

τ=1.5Q/A=0.76 MPa<2 MPa(容许抗剪)。

3)按挠度验算。f=(0.667×11.2×0.154)/(100×6.5×106×5.625×10-8)=0.3 mm

支架立杆受力：

腹板下碗扣立杆受力最大为N=21.5×0.6=12.9 kN，碗扣支架截面特性：

支架立杆步距：1.2 m、立杆截面面积：A=4.89×10-4m2、立杆截面惯性矩：I=1.219×10-7m4。

立杆截面模量：W=5.08×10-6m3、立杆截面回转半径：i=1.58×10-2m3。

长细比：λ=L0/i。

L0为计算长度，L0=h+2a=1.8 m。

其中，h为立杆步距，h=1.2 m；a为立杆伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.3 m；λ=1.8×100/1.58=113.9；Φ为轴心受压构件稳定系数，根据长细比λ查表得Φ=0.489。

则N/(ΦA)=12 900/(0.489×4.89×10-4)=54 MPa<145 MPa。

支架地基验算：

碎石扩散角按30°计算，0.15×tg30°=0.09 m。

混凝土扩散角按45°计算，0.15×tg45°=0.15 m。

一根立杆下的受力面积：

[(0.09+0.15)×2]2=0.230 4 m2。

σ=12.9/0.230 4=56 kPa<100 kPa(地基为粘土人工夯实)。

2.2.2 顶板、底板区支架验算

顶、底板区底模竹胶板的纵横向间距与腹板区一致，而荷载没有腹板区大，故不再验算。

按挠度验算：

3 支架预压

支架加载预压试验的目的是为了检验实际承载能力和安全可靠性，并获得相应荷载下的弹性和非弹性变形，为箱梁施工控制提供参考数据。加载试验的方法是模拟重量的120%，采用配重法加载。加载采用沙包及钢筋，沙包重量称取20包的重量平均，直接用磅秤称取(钢筋重量直接取用)，以确定加载荷卸载时的重量控制。加载时应逐段加载，目的是消除支架的非弹性变形，并测得相应的挠度值。

加载前做好各观测点,并进行测量记录。

第一级加载40%,用水准仪进行测量(测量的部位跟上一次相同)，记录好测量数据。即可进入第二级加载。第二级加载70%,用水准仪进行测量(测量的部位跟上一次相同)，记录好测量数据。用水准仪进行测量(测量的部位跟上一次相同),记录好测量数据。第三级加载100%,用水准仪进行测量(测量的部位跟上一次相同)，记录好测量数据。第四级加载120%,用水准仪进行测量(测量的部位跟上一次相同)，记录好测量数据。加载荷载应按模拟箱梁横断面的结构形式分布。加载方式采用堆栈砂袋和钢筋的方法完成。加载后前期每4 h观测一次，基本稳定后12 h观测一次，直至不再沉降(观测数据稳定)。

根据加载、卸载实测的各点数据相应的计算挂篮各点在不同荷载下的弹性和非弹性变形，指导施工中挠度变形，根据偏差的大小及时进行调整。

4 结语

青口大桥主桥边梁施工采用现浇混凝土工艺，不允许地基和支架有过大的变形，也不能发生整体的失稳垮塌破坏，因此对边梁支架的设计提出了更高的要求。设计方案对边梁支架的刚度、强度的验算及对地基承载力的验算符合规范要求，支设方案可行，为支架的施工提供了可靠的理论指导。

[1] 龚玉华,陈 雷,陶 路，等.山区连续刚构桥高墩边跨现浇段施工方案[J].世界桥梁,2012,40(3):20-23.

[2] 杨仲杰,胡 永,丁 靖，等.超宽桥面主桥边跨现浇段支架设计与施工[J].铁道建筑,2007(5):4-6.

[3] 陈露晔.回箐沟特大桥边跨现浇段施工设计与方案研究[J].四川建筑,2008(4)：67-68.

[4] 刘嘉福.扣件式钢管脚手架搭设要求与设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[5] JGJ 130—2001，建筑工程扣件式脚手架安全技术规范[S].

[6] JGJ 162—2008，建筑施工模板安全技术规范[S].

[7] 王金明.石武客运专线驻马店特大桥(32+48+32)m连续梁支架现浇施工技术[J].铁道标准设计,2010(9):101-104.

The design and calculation on side span cast-in-site segments of Qingkou bridge main bridge girder box

Jia Qing

(ThirdCompany,CCCCSecondBranch,Xi’an710016,China)

According to the project characteristics of Qingkou bridge, this paper researched the construction scheme of side span cast-in-site segments of Qingkou bridge main bridge girder box, calculated and analyzed the actual stress of side girder support, and elaborated the support pre pressure method, to ensure that the support strength and stability met the specification and construction safety requirements.

box beam, bracket, calculation, stress

2015-01-23

贾 庆(1977- ),男,工程师

1009-6825(2015)10-0177-02

U448.213

A