水中大跨度连续刚构桥超长0#块（30 m）支架设计
2017-06-26马威
马威
（中铁二十一局集团第三工程有限公司，陕西西安710000）
水中大跨度连续刚构桥超长0#块（30 m）支架设计
马威
（中铁二十一局集团第三工程有限公司，陕西西安710000）
水中大跨度刚构桥施工难度较大，对其支撑结构体系要求较高，故支撑体系的合理设计就显得尤为重要。以某实际工程为例，对该大跨度连续刚构桥的超长0#块（30 m）按照梁式支架，立柱采用双拼40槽钢的支撑体系，利用M id a s软件计算横梁和立柱的内力，并对横梁和立柱的承载能力及立柱压杆的稳定性进行了验算。结果表明，按照梁式支架，立柱采用双拼40槽钢的支撑体系作为大跨度连续刚构桥超长梁的支撑体系是行之有效的。
铁路桥梁；支架计算；模型试验；连续刚构桥；压杆稳定；桥梁施工
0 引言
连续刚构0#块施工对桥梁的整体施工有很大的影响，0#块的支架型式也有很多，国内目前对大跨度连续刚构桥梁的施工大多数都是选择在固定支架上就地浇筑，最常见的就是满堂式支架和梁柱式支架[1]。已有研究表明：连续刚构0#块的施工支架方案不同，对其挠度变形和内力有较大的影响[2]；在设计0#块支架时，不仅要考虑支架施工方便，还得考虑支架的强度和稳定性[3]；运用 Midas 软件计算支架承载能力与稳定性有较好的准确度[4]。现今对此类支架的研究也比较多，而对大跨度跨河连续刚构桥超长梁的施工及支架的计算还相对薄弱。超长0#块（30 m）无论是施工的难度还是支架的布设对实际工程来说都是一个很大的挑战。本文以某实际工程为例，采用梁式支架的布设形式，利用M id a s软件对该支撑体系做了详细的计算，得出该类复杂工程的支架施工方案，并对其中的关键技术问题进行了研究。
1 工程实例
跨涡河连续刚构桥位于新建商合杭铁路551#墩～554#墩（起讫里程D K67+960.48～D K68+ 306.58），总长度346.1 m，主桥跨越涡河，边跨跨越河岸两侧公路。该河道宽348.5 m，常水位宽269.8 m，最大水深6.3 m，常水面标高35.10 m，河水流速0.5 m/s。涡河大堤北路顶面高程39.73 m，距离梁底20.4 m；涡河大堤南路顶面高程39.84 m，距离梁底17.48 m。该桥552#桥墩及553#桥墩处在河道中，552#墩到涡河北岸水面边缘49.53 m，墩位处水深约1.5 m；553#墩到河水边缘50.97 m，墩位处水深约3.0 m。
主梁采用单箱双室、变高度、直腹板箱型截面，中跨跨中及边支点截面中心处梁高4.515 m，中支点截面中心处梁高10.015 m，梁高按二次抛物线变化。
梁顶宽一般段16.6 m，边支点处考虑与邻跨标准梁相接顶宽线性变化为13.2 m，顶板厚0.45～0.6 m，中支点附近顶板加厚为1 m,边支点处局部顶板加厚为0.65 m。
本设计中支架按照梁式支架，立柱设计采用双拼40槽钢，立柱与承台预埋50 c m×50 c m× 1.5 c m的钢板焊接，同时与承台水平预埋双40工字钢焊接。立柱设两道水平及纵向连接杆，连接杆采用[25槽钢并于墩身预埋钢板固结。在梁底3.5 m处设置纵梁，采用双拼[40的工字钢并与墩身预埋工字钢焊接，纵梁上布置[25槽钢分配梁，间距30 c m，分配梁上搭设0.3×0.3×0.3 m的钢管满堂支架。
由支架设计图和梁设计图可得横梁计算简图（见图1）。
图1 横梁受力简图（单位：cm）
2 0 #块支架的计算
2.1 横梁内力计算
图2 横梁反力图（单位：t）
图3 横梁弯矩图（Mmax=-90.6 t·m）
图4 横梁剪力图（Qmax=256.8 t）
利用结构力学的原理，通过M id a s软件对横梁结构计算并得出横梁的内力，如图2～图4所示。表w=237 c m3，则根（[σ]=1.4 t/c m）2。根据构造及偏安全考虑至少取30根。
2.2 支架受力计算
2.2.1 支架受力简图
由支架设计图知采用20a工字钢作为横梁，查上计算知，可得支架计算简图（见图5）。878.9 c m3，则满足要求。
图5 支架受力简图（单位：cm）
2.2.2 支架计算内力图
利用结构力学的原理，通过M id a s软件对支架结构进行计算，并得出支架的内力，如图6～图10所示。
RAx=-20.4 t,RAz=51 t，RGZ=95.6 t，RHz=98.2 t，RIx=20.4 t，RIz=238.6 t。
采用双拼40槽钢作为A F水平杆，查表w=
图6 支架反力图（单位：t）
图7 支架水平杆弯矩图（=-19.3 t·m）
图8 支架水平杆剪力图（=-51 t）
图9 支架水平杆轴力图（=20.4 t）
图10 支架竖杆轴力图（-107.7 t)
3 支架的验算
3.1 端头主拉应力验算
其中剪力Q=-51 t，查表J=17 577.9 c m4，S=则τ=主拉应力为其中满足要求。
3.2 压杆应力验算
压杆采用双拼40槽钢，查表A g=75.05 c m2。
压杆最大外力为E I杆则0.72 t/c m2＜[σ]=1.4 t/c m2，满足要求。
3.3 压杆稳定性验算
由设计图知该支撑体系共设两道平面、竖面连接系，并与立柱预埋件相固定，则最高节段长L=7 m，按两端铰接计算，μ=1.0，查表回转半径查表得φ=0.89，则：σ=满足要求。
4 结论
大跨度连续刚构桥中的超长0#施工块的施工难度及支架布设较复杂，而本文按照梁式支架，立柱采用双拼槽钢的支撑体系作为大跨度连续刚构桥超长梁的支撑体系是行之有效的。
[1]王爱国,杨少宏.预应力混凝土箱型连续梁支架法现浇施工技术[J].铁道工程学报,2002(3):83-87.
[2]连德攀,李斌,梁艳,等.连续刚构桥0～#块施工支架选型[J].四川建筑科学研究,2016(5):129-132.
[3]秦文.黄家沟大桥连续刚构0号段托架设计与计算[J].工程质量,2013(11):23-28.
[4]于秀娟,臧景海.高架桥连续刚构箱梁满堂支架的稳定性计算与控制[J].内蒙古公路与运输,2007(3):33-36.
[5]蒲黎明.三角托架在连续刚构桥中0号块施工的运用[J].中外企业家,2010(10):223-225.
U448.23
B
1009-7716（2017）06-0105-02
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.030
2017-03-06
马威（1977-），男，河南光山人，高级工程师，从事测量工作。
