大曲率变截面箱梁梁式支架法现浇施工技术

李金昌

（中铁十七局集团有限公司，山西太原 030000）

现浇梁是高速公路桥梁工程中的重要结构形式，其特点是结构整体性好，外形美观。在现浇梁的各项施工工序中，合理选择支架结构，降低临时结构投资成为施工企业增加企业利润的重要手段，支架受力的正确验算是保证支架搭设成功的基础。

1 工程概况

文县东互通式立交包含特大桥2859.25m/1座，起讫点桩号：YK58+707.5/ZK58+703.5-YK61+544.5/ZK61+585，立交匝道桥1601m/5座，共包含钢筋混凝土现浇箱梁9联。A匝道第六联22-26#墩为3×18.5m+1×18m现浇钢筋混凝土箱梁梁体采用单箱多室斜腹板结构，梁高1.4m，顶宽21.616～36.951m，悬臂长2m，底宽19.616～34.951m，顶板厚度25cm，腹板厚度45～65cm，底板厚度22cm，每跨在跨中设置横隔板厚度30cm。现浇箱梁纵向坡度为3.45%，平曲线半径为125m。本工程箱梁结构特点为大曲率变截面，箱室结构复杂多变。

2 方案比选

原计划采用盘扣式满堂支架施工，此方法优点在于对变截面曲线桥支架搭设适应性强，但此种方案由于工期紧迫、造价大、材料用量大且运输困难等原因未被采用。

贝雷梁式支架具有成本投入小，搭设速度快的优点，且A匝道第六联位于架梁通道上，工期紧迫，采用本方案施工。

图1 支架纵断面图

3 支架体系设计

现浇箱梁采用梁式支架，支架钢管上方依次安装牛腿、钢板、落模砂箱、承重梁、分配梁、横梁、纵向方木、竹胶板。

立柱采用φ529mm×10mm钢管，钢立柱横向标准间距为3.75m、4.5m，纵向标准间距为3m、4.5m（如图1、2所示）。立柱钢管之间加设φ273mm×6mm纵向和横向平联，竖向间距7m。立柱钢管基础采用C30钢筋混凝土独立基础，基础尺寸的采用为2m(长)×2m(宽)×0.6m(高)。钢管顶部为落架砂筒，砂筒上面为双拼I40a工钢承重梁。工字钢承重梁上面布置纵桥向国产321贝雷梁分配梁，间距0.9m。分配梁上横向布置I10工钢，间距0.75m。底板范围内横梁上布置10cm×10cm方木,在腹板范围布置间距0.4m，底板范围布置间距0.3m,方木上方布置15mm厚竹胶板。翼缘板部分在梁式支架上方搭设扣件式支架进行浇筑。

图2 支架横断面布置图

4 支架计算

4.1 荷载汇集

恒荷载：新浇筑混凝土自重为q1,根据容重26KN/m3进行计算[1]，模板自重（按150kg/m2考虑）q2=1.5KN/m2。

活荷载：施工荷载：q3=2.5KN/m2，振捣混凝土时产生的荷载水平面模板为2.0KN/m2，浇筑混凝土时产生的冲击荷载取均布荷载2.0KN/m2。

4.2 荷载组合

强度计算时，承载能力极限状态考虑荷载效应的基本组合为，荷载设计值=1.2恒载标准值+1.4活载标准值。刚度计算时，正常使用极限状态考虑荷载效应的标准组合为，荷载标准值=恒荷标准值+活载标准值。

4.3 检算依据

A3钢组合应力设计值为215MPa，剪应力设计值为 125MPa，16Mn钢组合应力设计值为 273 MPa，抗剪强度为208MPa；梁许用挠度为L/400。

4.4 构件验算

采用迈达斯软件整体建模计算，计算结果如图3、图4所示。

图3 整体建模1

I10分配梁验算最大组合应力：σmax=93.5MPa<215MPa,符合要求。最大剪应力：τmax=51.8MPa<125MPa,符合要求。

贝雷梁验算最大组合应力：σmax=258.3MPa<273MPa,符合要求。最大剪应力：τmax=168.1MPa<208MPa,符合要求。悬臂端最大变形f=5.42-4.52=1mm,小于1560/250=6.24mm，跨中最大变形f=4.65mm,小于6000/4000=15mm，符合要求。

梁的验算最大组合应力为：σmax=112.6MPa<215MPa,符合要求。最大剪应力：τmax=70.8MPa<125MPa,符合要求。最大变形f=4.51mm,小于4290/400=10.725mm，符合要求。

钢管支反力：最大反力为824.4KN。

钢管强度验算：根据 《钢结构设计规范》(GB 50017-2017)[2]计算轴心受压构件的强度。σ=50.59MPa<215MPa, 稳定性计算:σcr=142.06MPa,σ<σcr,满足要求。

4.5 基础验算

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2018）[3]地基承重验算：σ=F/A=842.4KN/（2m×2m）=210Kpa＜［σ0］, 本段采用隧道洞渣换填，试验检测，［σ0］＞350KPa,满足要求。

图4 整体建模2

5 地基处理

施工基础前需对地基软弱层进行换填，后对其进行承载力测试，支架基础保证地基承载力不得小于210Kpa。采用洞渣进行换填，换填完成后进行分层压实，换填松散厚度不大于50cm一层，压实度不低于95%，压实完成后由试验室人员进行检测，出合格报告后方可进行下步工序施工[4]。

6 支架施工要点

本方案为节约成本采用可移动式独立基础，结构抗扭能力较弱，所以竖向每隔7m加设纵向和横向平联[5]；本联现浇梁为大曲率变截面，现场施工时要准确计算每根立柱位置顶标高，通过立柱顶标高控制底板标高；为了检查基础承载力、地基沉降量、支架刚度、强度以及整体稳定性是否符合要求，消除支架非弹性变形，保证施工质量，需按照相关要求对支架进行预压；箱梁贝雷梁尽可能顺线路布置，匝道分叉处箱梁加宽段三角区贝雷梁采用扇形布置，间距适当缩小（如图5、6所示）。

图5 三角区贝雷片布置

7 支架拆除

箱梁混凝土全部浇筑施工完成后，并且养生不少于7d，混凝土强度达到规范允许拆除强度，经监理工程师检查验证确认后，方可拆除支架[6]。拆除支架须一跨一跨进行拆除，拆除完一跨方可拆另一跨。每一跨从上往下拆除，严禁上下交叉作业。支架首先拆除翼缘板范围内的支架，然后拆除底板范围内支架。拆除过程中在横向应同时、在纵向应对称均衡卸落，模板宜从跨中向支座方向依次循环卸落。

8 结束语

现浇箱梁的支架施工方法、方式很多且各有特点，而梁式支架法具有缩短工期，施工简洁、操作方便、技术成熟而且经济实用等优点，越来越广泛的用于公路、铁路等大型桥梁复杂现浇梁工程施工。

图6 整体支架效果