老桥桥面上搭设满堂支架验算分析

2021-01-14李耀东

黑龙江交通科技 2020年12期

李耀东

(昆山市交通工程质量监督站，江苏昆山 215300)

1 引言

在城市高架桥建设中，利用老桥桥面进行支架搭设的案例越来越多。某项目主线高架桥第14联位于老桥以上，老桥桥垮布置为(2×16+22+2×16)m，单幅桥宽度13.25 m，上部结构形式为空心板，桥梁建设投入使用仅十余年，整体使用性能良好，可以作为搭设支架使用。该项目主线高架桥MB42、MB43号墩位于老桥跨河内。为避让老桥基础，主线高架桥采用33 m+38 m+35 m桥跨布置，主线桥支架现浇施工时拟采用在老桥上部搭设满堂支架。为保障主线高架桥支架搭设安全可靠，需对老桥板梁基础的进行承载力验算及沉降观测，可为类似项目建设提供经验。

2 老桥承载力验算

2.1 模型建立

通过查看原设计图纸，对老桥板梁的设计参数进行收集。老桥1#～12#板梁的横截面积分别为0.405 m2、0.406 m2、0.552 m2、1.054 m2、0.733 m2、0.47 m2、0.47 m2、0.798 m2、0.9 m2、0.47 m2、0.47 m2、0.985 m2。本文采用通过利用桥梁博士进行建模，对原老桥板梁承载力进行验算，并通过人工计算进行校核。此处，对老桥最大跨径的22 m板梁进行验算，即最不利情况进行承载力验收。22 m板梁建模共分25个节点，24个板梁单元。

计算模拟共分为三个施工阶段：第一施工阶段，即板梁预制安装及桥面铺装层施工阶段；第二施工阶段，即板梁的收缩徐变阶段，第三施工阶段为主线高架桥箱梁支架现浇阶段。单元信息和钢束信息均按设计图纸施加。

利用桥梁受力的对称性，以主线桥箱梁一半截面进行分析。

2.2 板梁受力分析

对应的作用在老桥各片板梁上的荷载表1所示，其中恒载作用于板梁全断面，活荷载作用范围按1.0 m计。根据现场施工方案，施工时为提高安全性能在板梁上部立杆下方铺设贝雷支架，贝雷支架上部立杆位置铺设方木，支架立柱钢管作用在贝雷支架上部。综合现场施工情况，板梁承载力验算主要包括荷载因素有：①混凝土自重N1、②模板楞木自重N2、③碗扣支架自重N3、④贝雷支架自重N4、⑤人员机械荷载N5、⑥混凝土振捣附加荷载N6、⑦混凝土倾斜冲击荷载N7。其中恒载组织=①混凝土自重N1+②模板楞木自重N2+③碗扣支架自重N3+④贝雷支架自重N4，活载组合=⑤人员机械荷载N5+⑥混凝土振捣附加荷载N6+⑦混凝土倾斜冲击荷载N7。

表1 地面桥板梁荷载计算表

根据板梁铰接板法计算出每片板梁的影响线。根据各片板梁的受力及影响线可推算出每片板梁的受力，如图1所示。由图可知，活载作用在第12#板梁为最不利情况，该板梁为板梁横向布置最中间位置的板梁，12#板梁的承受荷载大小为20.8 KN/m。

图1 每片板梁受力情况

2.3 最不利板梁强度及变形验算

选取第12#板梁作为分析对象，通过桥梁博士电算输出截面强度验算结果，各截面极限强度、最大弯矩如图2所示。

图2 12#板梁各单元最大弯矩及极限抗力

根据图2可知，12#板梁各单元在荷载作用下，均表现为下拉受弯的受力情况。最大弯矩及极限抗力从1#单元到12#单位逐步增大，13#单元处均达到最大值，14#单位到24#单位逐步减小。各单元最大弯矩均在极限抗力内，最接近极限抗力的为13#单元，即12#板梁跨中单元为最大弯矩最大处，为最不利点，此处最大弯矩为2.60e+03 KN·m，极限抗力为2.61e+03 KN·m，该单元最大弯矩小于极限抗力。因此，板梁各单元的承载力满足规范要求。

通过桥梁博士电算输出各节点位移计算结果，如图3所示。