混合支架在公路现浇梁施工中应用

顾斌

摘要：介绍地势起伏不平跨越国道的现浇梁支架方案的选择与应用，采用混合支架解决工程实际问题，贝雷梁与型钢支架的搭配施工。

关键词：上部结构现浇梁;型钢与贝雷梁混合支架;跨越国道

一、工程实例

1成资渝高速公路TJ2项目;K63+116.124大桥位于资阳市雁江区临江镇柳铺村，道路等级为高速公路，该桥全长282.56m。

该桥为跨越G321道路而设，最大桥高22m，全桥长282.56m，为90°的正交桥。全桥左幅共3联，上部结构采用（4×25m）+（2×25+30m）+（2×30+25m）预应力混凝土连续箱梁;右幅共4联，上部结构采用（3×25m）+（2×25m）+（3×30m）+（2×30m）预应力混凝土连续箱梁。

本区地貌条件较好，相对高差小，崩塌、滑坡、潜在不稳定斜坡不发育。低洼地段分布有因人为改造等稻田软土（淤泥），最大厚度11.2米，Q4d1+p1 为低液限粘土、淤泥质粘土、砾石土、碎石土等，该桥下为低液限粘土、淤泥质粘土。

2、现浇梁施工方案的选择

通过对现场详细调查结合现场施工实际情况，上部结构的现浇梁施工方案进行必选。目前桥梁施工上部结构施工通常采用的支架有下部脚手支架，上部横纵方木;下部型钢支架上部工字钢型钢支架或贝雷梁支架。对现场考察发现地基基础存在较厚的软弱层，同时地面到上部箱梁底面高度达到20米，如果采用脚手支架地基处理面积太大，底面存在高差低处与高处高差达到4米多，采用脚手架系统地基处理难度大，施工安全要求高，处理基础费用巨大。结合现场情况现浇梁施工，下部支架计划采用钢管支架，由于段桥梁位于曲线段，桥梁跨径不统一，支架纵向结构单一采用贝雷梁难以解决不同跨径问题，同时考虑到跨越G321线最小跨度12.0米，国道通车要求，道路中间不允许设置支架，跨度较大，支架上部纵向结构采用工字钢结构计算扰度较大，综合考虑最后支架方案确定为跨越国道采用混凝土条形基础、钢管支架下部、工字钢横梁、纵梁采用贝雷梁结构，国道两侧采用钻孔桩基础、钢管支架、工字钢横梁、纵梁采用工字钢的混合支架施工。

3、上部结构现浇梁的支架设计详细介绍

3.1现浇支架布置说明

国道两侧现浇支架设置为大钢管立柱支架并搭设型钢底模平台。支架立柱采用φ377×8mm螺旋钢管;连接杆件采用双[10槽钢;柱顶设置卸架砂箱;支架基础采用φ100cm钻孔灌注桩基础。

现浇底模平台横向主梁设置为双I40a工字钢，纵梁采用I28a工字钢，底模下横向分配梁采用[10槽钢。现浇梁底模采用δ6mm钢板。

上跨G321国道处现浇梁支架采用贝雷梁型钢底模平台。柱顶主横梁设置为3根I40a工字钢，贝雷梁最大跨度为12m，横向分配梁为[10槽钢。

φ377×8mm螺旋钢管立柱布置为5×5m格构形式，自柱顶每3m设置一道纵横向连接系。I40a工字钢主横梁设置于柱頂卸架砂箱上。I28a工字钢纵梁铺设于I40a工字钢主横梁上，铺设间距为1m，对应箱室腹板处增设1根。[10槽钢分配梁在纵梁上按40cm间距铺设，在实心梁段和梁体变厚度区域布置间距加密至30cm铺设。

现浇支架布置简图如下所示：

3.2主要计算参数

1、梁体钢筋混凝土容重：26KN/m3;

2、施工人员及机具荷载：1KN/m2;

3、振捣混凝土时产生的荷载：2KN/m2;

4、Q235钢容许应力：[]=158Mpa;[τ]=98Mpa;

5、贝雷片每片长3m，高1.5m，单片重300kg（含支撑架及销子）;

6、单排单层贝雷梁桁片容许内力：[M]=788.2KN·m;[Q]=245.2KN。

3.3受力验算

计算原则：按自上而下的顺序对支架各部分构件逐一进行验算;受力检算均按构件荷载最不利位置进行验算。

3.3.1一般地段支架验算

计算采用有限元软件MIDAS/CIVIL 进行计算，荷载组合采用强度验算组合，刚度验算组合，计算模型取线路左幅8～10跨整体建模，由于篇幅所限本文略去此处的详细设计工程。经检算支架的强度、刚度及稳定性全部满足设计及规范要求。

3.3.2 跨G321国道支架验算

计算采用有限元软件MIDAS/CIVIL 进行计算，荷载组合采用强度验算组合，刚度验算组合，计算模型取线路左幅7～8跨整体建模。

底模验算（1.2cm厚竹胶板）：最大组合应力为1.3Mpa，小于允许应力10Mpa，满足要求。

横向分配槽钢（[10槽钢）：最大组合应力为61.4Mpa，小于允许应力210Mpa，满足要求。

贝雷梁验算最大弯曲应力为338Mpa，大于允许应力280Mpa，此为贝雷梁支点处应力集中，在贝雷梁支点处增设10#槽钢立杆进行补强。

剪应力计算最大剪应力为162Mpa，小于允许应力210Mpa，满足要求。

横向分配大工钢（双拼与三拼I40a）：最大弯曲应力为188Mpa，小于允许应力210Mpa，满足要求。

最大剪应力为73.5Mpa，小于允许应力125Mpa，满足要求。

钢管立柱验算（φ529×8mm钢管）：钢管立柱最大轴力为1646.6KN，结论：满足压杆稳定性要求。

地基承载力验算：支点反力为钻孔灌注桩承受支架传递的最大荷载为575.3KN，小于单桩容许承载力1491.5KN，满足要求。

条形基础承受支架传递下来的最大荷载为：

条形基础自重为：1×1.5×16×26=624KN

验算地基承载力为：（5317.8+624）÷（1.5×16）=247.6Kpa，由于条基位于既有国道上，其地基承载力能满足施工要求。

支架刚度验算最大挠度19.2mm，位于门洞中间位置处，小于允许挠度：12000÷400=30mm，满足要求。

支架整体稳定性验算

整体稳定性分析见下图：

由图知，临界荷载系数为4.71，满足施工要求。

结论：通过以上分析验算，该支架能满足此箱梁现浇施工。

二、结束语

本工程支架设计及施工经过工程施工的实际检验，本立交桥的上部箱梁全部优质、安全的施工完成，在施工的过程中支架的强度、刚度及挠度全部满足施工规范要求，本支架系统的安全及可操作性及经济性全部取得了较好的效果。通过在施工的施工中笔者提出以下重点及需要特别注意的事项：

1、型钢支架与墩柱衔接处，施工要注意下部支架与墩柱间隔距离，处理好衔接部位的施工。

2、型钢支架的横向连接是保证支架稳定的重要环节不可忽视，要高度重视横向连接的施工质量。

3、钢管支架上部设置可调节高度砂箱，要确保砂箱与支架连接的质量，要高度重视砂箱的预压工作。

4、要处理好贝雷梁支架与型钢支架的高差衔接问题，针对受力复杂部位要确保施工质量。

三、参考文献：

1、《成资渝高速公路清泉枢纽互通K63+116.124大桥实施性施工组织设计》及设计交底和图纸答疑

2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ F50-2011）

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