不同支架組合在連續(xù)現(xiàn)澆箱梁施工中的應(yīng)用　　

　　

　　

摘 要：本文就杭浦高速公路上跨滬杭高速公路6跨連續(xù)現(xiàn)澆箱梁施工，在支架方案的選擇上結(jié)合實(shí)際地形的變化及外部條件限制采用多種支架組合予以詳細(xì)介紹等。　　

主題詞：箱梁支架 地形變化 方案組合計(jì)算　　

1. 前言　　

杭浦高速公路杭州段臨平高架橋全長(zhǎng)　4.465Km　。跨越滬杭高速公路。設(shè)計(jì)采用6跨等截面連續(xù)箱梁，跨徑為　24m　+　25m　+2×　30m　+　25m　+　24m　。梁高　1.6m　，橋面寬為　16.75m　，底板寬　12.75m　。　　

由于受地形及需滿足滬杭通車凈空大于　5m　要求的限制；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及以往工地的成熟經(jīng)驗(yàn)，確定連續(xù)箱梁支架施工方法以滿足施工及行車要求。　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　杭浦高速跨滬杭高速公路現(xiàn)澆箱梁示意圖　　

2. 方案簡(jiǎn)介　　

2.1 基礎(chǔ)處理：采用宕渣回填、澆筑混凝土基礎(chǔ)；　　

2.2 支架搭設(shè)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形，采取三種支架體系：　　

12#～14#墩、16#～18#墩之間采用HR可調(diào)式重型門架；第14號(hào)墩起往浦東方向及第16#墩起往杭州方向跨越滬杭高速公路邊坡范圍采用WDL碗扣式鋼管腳手架；跨越滬杭高速路面采用貝雷片、HM500×300型鋼支架結(jié)構(gòu)。　　

2.3 模板：采用竹膠板作為模板。　　

1. 支架搭設(shè)方案　　

3.1 HR重型門架支架　　

3.1.1 搭設(shè)方案：　　

12#～14#墩，16#～18#號(hào)墩選用HR可調(diào)重型門架搭設(shè)支架。根據(jù)該橋的荷載計(jì)算及重型門式腳手架的一般性使用經(jīng)驗(yàn)，跨中：沿箱梁橫向設(shè)置多榀門架，連續(xù)設(shè)置交叉支撐，門架沿橋橫向間距　0.9 m　，縱向　1m　；外側(cè)翼緣板沿橋橫向間距　1.2m　，縱向　1m　；在橫隔梁處：門架沿橋橫向間距　0.6 m　，縱向　0.6m　布置。　　

3.1.2 支架力學(xué)性能　　

　3.1.2　.1 Φ48×　3.0mm　扣件式鋼管支架性能　　

外徑　　 mm	壁厚　　 mm	截面積　　 cm2	慣性距　　 cm4	抵抗距　　 cm3	回旋半徑cm
48	3.0	4.239	10.79	4.49	1.59

　3.1.2　.2 HR型重型門架承載性能　　

　　　　　　　　　　

3.2 WDJ碗扣式管架　　

　3.2.1　 搭設(shè)方案：　　

14～16號(hào)墩跨越滬杭高速公路，平面位置處于曲線上。邊坡支架采用碗扣式支架搭設(shè)，基礎(chǔ)處理方便，有利于線形調(diào)節(jié)。根據(jù)碗扣式支架結(jié)構(gòu)尺寸及一般使用經(jīng)驗(yàn)，在14、16號(hào)墩中橫梁位置支架按　0.6m　×　0.9m　間距布置，滬杭邊坡位置按　0.9m　×　0.9m　間距布置。　　

首先按照支架設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣，將邊坡修整成臺(tái)階，采用人工夯實(shí)后，澆筑10㎝C20砼基礎(chǔ)，并將混凝土臺(tái)階間外露部分用水泥砂漿封閉，防止雨水侵入。　　

3.3 　3.2.2　 WDJ碗扣式管架承載性能：　　

　　　　　　

　　

3.4 門洞支架　　

　3.3.1　搭設(shè)方案：　　

跨滬杭公路行車道段支架采用C20砼基礎(chǔ)，貝雷桁片作墩身，HW483H型鋼作縱梁，作為自重、模板、鋼筋砼和施工荷載的承重梁，間距為　0.7m　。　　

　3.3.2　力學(xué)參數(shù)：（寬、中、窄翼緣H型鋼截面尺寸、截面面積、理論重量和截面特性表（節(jié)選自GB/T 11263-2005））　　

　　　　4承載力驗(yàn)算　　

箱梁采取二次澆注，第一次澆注到箱梁翼板根部，第二次澆筑頂板。支架上設(shè)兩層分配橫，第一層采用［10槽鋼，第二層采用10㎝×10㎝方木。　　

①、混凝土重按26.0 KN/m3計(jì)算；　　

②、模板及附件重0.6 KN/㎡（含加固件）； 　　

③、施工人員及施工料具運(yùn)輸、堆放取1.5KPa；　　

④、振搗、傾倒混凝土?xí)r對(duì)模板產(chǎn)生的沖擊荷載取2.5 Kpa。　　

4.1跨中斷面下支架驗(yàn)算：　　

　4.1.1　頂板支架承載力、穩(wěn)定性驗(yàn)算(箱內(nèi)支架)：　　

頂板支架采用Φ48×　3.0mm　扣件式鋼管支架，支架間距按0.8×　0.8m　布置。查相關(guān)手冊(cè)得：鋼管支架單根立桿穩(wěn)定承載力計(jì)算：　　

λ=L/I=115/1.59=72.3，查表得Φ=0.792　　

[N穩(wěn)]= ΦA(chǔ)[σ]=0.792×423.9×140=47.0KN　　

頂板砼重：G1=[(0.45+0.2) ÷2×2+0.2×1.65]×0.8×26=20.384 KN　　

模板重量：G2=3.65×0.8×0.60=1.752KN　　

施工荷載：G3=3.65×0.8×4Kpa=13.14KN　　

鋼管支架: G4=0.5KN（箱內(nèi)鋼管按0.8×0.8設(shè)置,上下各設(shè)一道拉桿,共　　

　.8m　為一個(gè)計(jì)算單元)　　

每個(gè)室內(nèi)每　0.8m　長(zhǎng)度內(nèi)共有支架立桿5根，故單根鋼管受力為：　　

N=42.93÷5=8.59KN＜［N］＝47.0KN 　　

安全系數(shù)K=5.5 滿足要求!　　

　4.1.2　跨中斷面底板下支架承載能力驗(yàn)算　　

　4.1.2　.1 門架驗(yàn)算:　　

現(xiàn)澆梁箱單幅共設(shè)3個(gè)室,每個(gè)室寬　3.65m　,腹板　0.45m　,于腹板底的支架間距按　90cm　布置，于底板底的支架間距按　120cm　布置，按均布荷載對(duì)支架進(jìn)行驗(yàn)算,長(zhǎng)度方向取　2m　(門架排距)為一計(jì)算單元。　　

　　　　　　　　

　　

　　

　　

砼自重：G1=[12.75×1.6-3×(3.65×1.15-0.3×0.5-0.25×1）]×2×26=234.2KN 　　

模板荷載: G2=[12.75×2+6×(0.45+0.5)×2]×0.6=22.14KN　　

施工荷載：G3=12.75×2×4Kpa=102KN　　

支架荷載：G4=18KN　　

綜荷載為G=（G1+ G2+ G3+ G4）=376.3KN(取　2m　為一個(gè)計(jì)算單元)　　

每　2m　長(zhǎng)度內(nèi)共有門架13榀，故單榀門架受力為：　　

N=376.3÷13=28.9KN＜［N］＝75KN 　　

安全系數(shù)K=2.6滿足要求!　　

4.2橫隔梁下支架驗(yàn)算：　　

　4.2.1　門架驗(yàn)算：　　

橫隔梁寬為　2m　，支架按　0.6m　步距,排距按　0.6m　與路線方向垂直布設(shè)。故取　1.6m　×　0.6 m　(單榀門架)為一計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算。　　

砼自重：G1=1.6×1.6×0.9×26=39.936KN 　　

模板荷載: G2=(1.6×0.6) ×0.6=0.576KN　　

施工荷載：G3=1.6×0.6×4Kpa=3.84KN　　

支架荷載：G4=1.40KN　　

總荷載為G=（G1+ G2+ G3+ G4）=45.752KN　　

在單幅橫隔板下，由于取的是單榀門架為一個(gè)受力單元，即　　

N=G=45.752KN＜［N］＝75KN 　　

安全系數(shù)K=1.64 滿足要求!　　

在門架搭設(shè)時(shí)橫隔梁處將會(huì)受到立柱的影響,不能完全按　60cm　進(jìn)行布設(shè),施工時(shí)適當(dāng)調(diào)整,但調(diào)整后的間距不能大于　60cm　。　　

　4.2.1　碗扣驗(yàn)算：　　

在中橫梁處碗扣是按　0.9m　×　0.6m　布設(shè)。　　

取一個(gè)立柱（　0.9m　×　0.6m　）為計(jì)算單元。　　

砼自重：G1=0.6×0.9×2×26=28.08KN　　

模板荷載: G2=0.6×0.9×0.6=0.324KN　　

施工荷載: G3=0.6×0.9×4KPa=2.16KN　　

支架荷載：G4=0.69KN　　

單立柱所受荷載為:G= G1 +G2 +G3 +G4=31.254KN<[P]=40KN　　

安全系數(shù)K=1.3 滿足要求!　　

4.3分配梁強(qiáng)度驗(yàn)算 　　

　4.3.1　橫隔梁處　　

[10槽鋼強(qiáng)度驗(yàn)算，跨度為　1m　，取　1m　長(zhǎng)度為計(jì)算荷載，偏安全按簡(jiǎn)支計(jì)算，即得荷載為q=（45.752）÷1.6=28.60KN/m。　　

M= (1/8)(ql2)= 0.125×28.60×12=3.575KN. m　　

W=　39.7cm　3 　　

σ=M/W=3575÷39.7=90.05Mpa<［σ］=210Mpa 　　

安全系數(shù)K=2.33 滿足要求!　　

　4.3.2　 跨中底板處　　

在跨中槽鋼的最不利布設(shè)方法與橫隔梁一致,而荷載跨中并沒有橫隔梁大。根據(jù)上述驗(yàn)算可知，其滿足要求!　　

4.4 跨滬杭H鋼門架計(jì)算　　

H鋼為HM（500×300）型中截面尺寸為482×300 H鋼：　　

其力學(xué)性質(zhì)為：截面積：A=　146.4cm　2　　

慣性矩：Ix=　60800cm　4　　

截面抵抗矩：Wx=　2520cm　3　　

彎曲應(yīng)力：[σw]=145MPa　　

剪應(yīng)力：[τ]=85MPa　　

彈性模量：E=210000MPa　　

根據(jù)上述數(shù)據(jù)與砼分配荷載計(jì)算H鋼的間距：　　

砼在底板以上的在效面積為A1=　8.904m2　　　

故底以上的砼總重為:8.904×11×26=2546.544KN　　

模板荷載：（1.15×11×2+12.75×11）×0.6KN/ m2=99.33KN　　

施工、砼振搗荷載：（12.75×11）×4KPa=561KN　　

施工總荷載為:G=2546.544+99.33+561=3206.874KN　　

分配到H型鋼上的均布荷載為:　　

q=G÷[12.75÷(2x+0.3)]÷11 =(45.72x+5.26)KN/m　　

安全系數(shù)取K=1.5計(jì)算　　

　4.4.1　 剪力計(jì)算　　

H型鋼所受最大剪力在支點(diǎn)處　　

ql÷2≤[τ]×A÷1.5 由此可得出Ｘ=　4.8m　　　

　4.4.2　 彎曲計(jì)算　　

H型鋼所受最大彎曲在跨中處　　

ql2÷8≤[σw] ×Wx÷1.5 由此可得出Ｘ=　0.41m　　　

　4.4.3　 撓度計(jì)算　　

取X=　0.4m　進(jìn)得撓度計(jì)算　　

　　　　　　　　　　= 代入上面數(shù)據(jù)可知　 　　　=　0.05mm　<l/400　　

從對(duì)H型鋼的力學(xué)驗(yàn)算可知H型鋼的垂直布設(shè)間距為　0.8m　(邊對(duì)邊)，能夠滿足施工要求。　　

4.5預(yù)拱度計(jì)算　　

　4.5.1　支架的彈性變形　　

取門架受力的平均值進(jìn)行支架的彈性變形計(jì)算　　

δ1＝Lσ/E；σ=N/A；得到δ1＝LN/EA　　

　　

δ1＝　 　　　(mm)
翼板下　　 (N=12.4KN)	跨中底板下　　 (N=17.37KN)	橫隔梁下板(N=26.15KN)
L=　6784mm	L=　5634mm	L=　5634mm
0.9	1.1	1.6

　　

注:表中所列荷載N為單根鋼管受的軸向力，即為單榀門架受力的一半。E取210000MPa，A為　4.278cm　2。　　

　4.5.2　其他非彈性變形　　

鋼管的接頭產(chǎn)生的接縫壓縮產(chǎn)生的變形，在本支架中取3個(gè)接頭，每個(gè)接頭壓縮量取值　1mm　，共計(jì)δ3－1＝　3mm　；模板與分配梁間取　1mm　，分配梁與支架取　1mm　，頂托與支架取　1mm　，門架與支墊方木取　2mm　，地基取　5mm　。　　

共計(jì)：3+1+1+1+2+5=　13 mm　　　

4.6地基承載力計(jì)算　　

采用輕型觸探儀進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)承載力小于100KPa時(shí)，則采用換填加固，處理后承載力要求不小于200KPa。驗(yàn)收合格后再在地基上澆筑　10cm　厚的C15混凝土墊層。　　

支架支撐在枕梁上，枕梁為　100mm　×　100mm　的木方，若按照45°的進(jìn)行擴(kuò)散，混凝土墊層與地基接觸的面積應(yīng)按　300mm　×　600mm　，即　0.18m2　，取橫隔梁處受力最大的單根鋼管進(jìn)行計(jì)算，那么產(chǎn)生的最大基底應(yīng)力為　　

　　　　　　　　＝(52.3÷2×1.03)÷0.18＝149.6Kpa　　

取跨中受力最大的單根鋼管進(jìn)行計(jì)算，那么產(chǎn)生的最大基底應(yīng)力為　　

　　　　　　　　＝(34.7÷2×1.03)÷0.18＝99.3Kpa 　　

當(dāng)?shù)鼗休d力為200Kpa時(shí)安全系數(shù)K=2.1，故要求地基處理后其承載力達(dá)到200Kpa滿足要求。　　

4.7另，如有必要，需對(duì)支架及模板進(jìn)行在風(fēng)荷載作用下支架及模板的穩(wěn)定性驗(yàn)算，在此就不做敘述。　　

5．結(jié)束語(yǔ)　　

根據(jù)不同的地形及要求，對(duì)跨滬杭高速公路現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架采用HR型重型門架、WDJ碗扣式管架、H型鋼門式支架三種支架組合形式，充分發(fā)揮各種支架的優(yōu)勢(shì)，為施工的順利進(jìn)行創(chuàng)造良好條件。現(xiàn)該工程已順利實(shí)施完成。 　　

由于作者水平有限，文中難免有不少錯(cuò)誤，望各位讀者批評(píng)指正。　　

　　

參考資料：　　

1、 《建筑施工手冊(cè)》（第四版、縮影版） 　　

中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ISBN7-112-05972-0　　

2、 《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》(周水興、何兆益、周毅松等著) 　　

人民交通出版社 ISBN7-114-03855-0　　

3、 《橋梁施工百問》（劉吉土著）　　

人民交通出版社　　

4、 國(guó)標(biāo)GB/T 11263-2005《熱軋H型鋼和剖分T型鋼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》　　

5、 《簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)》（江正榮、朱國(guó)梁編著）　　

中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ISBN7-112-00720-8