摘要：AK0+224駟馬互通A匝道橋橋梁總長(zhǎng)：208m，橋梁寬：8.5m，本橋最高墩柱高度為24.6米，梁高為1.4m，上部結(jié)構(gòu)采用(29+22+3×20)+（5×20）m鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁。本文介紹了現(xiàn)澆箱梁滿堂支架的設(shè)計(jì)，并對(duì)支架底模、橫梁、縱梁強(qiáng)度、立桿受力、支架壓縮變形及地基承載力等進(jìn)行了驗(yàn)算。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆箱梁；施工；滿堂支架；支架設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、工程概況

巴中至達(dá)州高速公路是《四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中》蘭州-廣元-巴中-達(dá)州-萬州東西橫線的組成路段，是我國(guó)四川省區(qū)與東北部地區(qū)、華中、華東地區(qū)相互連接的便捷通道。巴達(dá)高速公路BD05合同段土建工程部分線路起于巴中市巴州區(qū)水寧寺鎮(zhèn)天宮村K29+340處，止于駟馬隧道出口端路基K36+440處，線路全長(zhǎng)7.1km，合同工期20個(gè)月。主要工程量：路基土石挖方80.8萬m3，填方70.6萬m3，大橋2732.7m/6座，中橋57.0m/1座，涵洞9座，互通立交1處，分離式立交1座，隧道944.5m/2座。

AK0+224駟馬互通A匝道橋是互通區(qū)內(nèi)一現(xiàn)澆箱梁橋，平面位于半徑R＝1131m的左偏圓曲線、A=100m右偏緩和曲線、R=200的右偏圓曲線和A=87m的右偏緩和曲線上。縱面位于-2%下坡路段及-4%下坡路段。橋梁起點(diǎn)樁號(hào)：AK0+120；終點(diǎn)樁號(hào)：AK0+328；橋梁總長(zhǎng)：208m，橋梁寬：8.5m，本橋最高墩柱高度為24.6米，上部結(jié)構(gòu)采用(29+22+3×20)+（5×20）m鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁。梁高為1.4m，設(shè)計(jì)總工程量為：C40混凝土：1005.3m3，鋼筋289.669t。

二、支架搭設(shè)設(shè)計(jì)

該橋采用滿堂支架法施工，為避免支架不均勻沉陷，在搭支架前，對(duì)已平整的場(chǎng)地進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)后地基承載力應(yīng)達(dá)到200Kpa以上，表面采用10cmC20混凝土硬化加固和防水。

由于AK0+224駟馬互通A匝道橋位于沖溝內(nèi)，地勢(shì)起伏不平，支架搭設(shè)前將起伏不平的地方開挖成臺(tái)階狀，每級(jí)臺(tái)階的底部均置于穩(wěn)定土層或基巖上，表面采用10cmC20混凝土硬化加固和防水。

支架底部連接下旋支撐在100×100mm的方木上，立桿橫向間距為600mm，縱向間距為600mm，步距600mm，縱向方木間距為600mm，采用150×150mm的方木，橫向方木間距為300mm，采用100×100mm的方木。為了增強(qiáng)支架的穩(wěn)定性，支架縱向連續(xù)設(shè)置45度剪刀撐，橫向每5米設(shè)置一道剪刀撐。并在支架底部設(shè)置掃地桿增加支架整體穩(wěn)定性。

在支架上澆筑箱梁結(jié)構(gòu)時(shí)，施工時(shí)和卸載后，上部構(gòu)造要發(fā)生一定的下沉和產(chǎn)生一定的撓度。因此，為使上部結(jié)構(gòu)在卸架后能獲滿意的設(shè)計(jì)規(guī)定的外形，須在施工時(shí)設(shè)置一定數(shù)值的預(yù)拱度。綜合考慮A匝道橋的各種條件，20m跨橋梁按2.0cm留置施工預(yù)拱度，22m跨橋梁按2.2cm留置施工預(yù)拱度。

支架搭設(shè)后要進(jìn)行超荷載預(yù)壓，以驗(yàn)證支架搭設(shè)的穩(wěn)定性和沉落值。荷載分二級(jí)加載：第一級(jí)荷載為65%設(shè)計(jì)施工荷載，第二級(jí)加載為設(shè)計(jì)施工荷載的65%。加載方式采用砂袋將梁跨橫向分割成段，用較厚的雙層塑料布滿鋪防水，塑料布之間的搭接縫用膠水粘結(jié)防止漏水。沉降觀測(cè)采用水準(zhǔn)儀觀測(cè)，在施工點(diǎn)附近選擇合理的位置布置沉降觀測(cè)控制點(diǎn)，在施工前和施工后分別測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)與控制點(diǎn)之間的高差，以相應(yīng)的高差值計(jì)算其沉降量。預(yù)壓時(shí)間不小于7天并且最后七天累積沉降量不大于2mm。

三、滿堂式支架強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算

(一)計(jì)算說明：

1、根據(jù)“駟馬互通立交A匝道立交橋箱梁一般構(gòu)造圖”典型斷面圖計(jì)算。

2、施工時(shí)采用滿堂式碗扣支架，根據(jù)碗扣支架使用說明書，支撐立桿的設(shè)計(jì)允許荷載為：當(dāng)橫桿豎向步距為1200mm時(shí)，每根立桿可承受最大豎直荷載為40kN。

3、支架順橋向立桿間距0.6m，橫橋向立桿間距步置為0.6m。橫桿步距為1.2m。支架上端縱向方木間距為600mm，采用150×150mm的方木，橫向方木間距為300mm，采用100×100mm的方木。

4、支架按容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)檢算。

（二）取荷載最大的中橫梁處支架進(jìn)行驗(yàn)算：

1、中橫梁處砼恒載為：

g1=1.4×26=36.4KN/m2

2、傾倒砼產(chǎn)生沖擊荷載：g2=2KN/m2

3、振搗砼產(chǎn)生荷載：g3=2KN/m2

4、模板荷載：g4=1.5KN/m2

5、施工人員、施工料具運(yùn)輸堆放荷載：g5=1KN/m2

g=(g1+g2+g3+g4+g5)=42.9KN/m2

6、橫梁驗(yàn)算：

立桿縱向、橫向間距均為0.6m，因此橫梁的計(jì)算跨徑L1=0.6m，間距為0.3m，作用在橫梁上的均布荷載為:

q=g×0.3=42.9×0.3=12.87KN/m

落葉松的順紋彎應(yīng)力為σ=11Mpa，E=9×103 Mpa，100×100mm方木的截面抵抗矩為：

W=1/6×bh2=1/6×100×1002=1.667×105mm3

I=1/12×bh3=1/12×100×1003=8.333×106mm4

Sm=100×50×25=1.25×105mm3

彎曲應(yīng)力:σ=q12/（10W）=12.87×6002/(10×1.667×105)

=2.78Mpa＜[σ]=11 Mpa

剪力Q=0.6 q1=0.6×12.87×0.6=4.63 KN

剪應(yīng)力τ=4.63×103×1.25×105/（100×8.333×106）

=0.695 Mpa＜[τ]=1.7Mpa

撓度:f=q14/（150EI）=12.87×6004/(150×9×103×8.333×106)

=0.148mm＜600/400=1.5mm

橫梁彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力及撓度符合要求。

7、縱梁驗(yàn)算：

縱梁的計(jì)算跨徑L1=0.6m，間距為0.6m，作用在縱梁上荷載近似按均布荷載考慮：

q=g×0.6=42.9×0.6=25.74KN/m

落葉松的順紋彎應(yīng)力為σ=11Mpa，E=9×103Mpa，150×150mm方木的截面抵抗矩為：

W=1/6×bh2=1/6×150×1502=5.625×105mm3

I=1/12×bh3=1/12×150×1503=4.219×107mm4

Sm=150×75×37.5=4.22×105mm3

彎曲應(yīng)力:σ=ql2/（10W）=25.74×6002/(10×5.625×105)

=1.65Mpa＜[σ]=11Mpa

剪力Q=0.6 ql=0.6×25.74×0.6=9.27 KN

剪應(yīng)力τ=9.27×103×4.22×105/（150×4.219×107）

=0.618 Mpa＜[τ]=1.7Mpa

撓度:f=ql4/（150EI）=25.74×6004/(150×9×103×4.219×107)

=0.059mm＜600/400=1.5mm

縱梁彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力及撓度符合要求。

8、立桿受力及穩(wěn)定性驗(yàn)算

鋼管外徑48mm，壁厚3.0mm。

I=1.078×105mm4；

A=（π/4）（D2-d2）=424mm2；

i=（I/A）1/2=15.95mm；

長(zhǎng)細(xì)比λ=L/i=1200/15.95=75；

查《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》附表3-25，λ<[λ]=100；

查《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》得，受壓構(gòu)件彎曲系數(shù)φ1=0.682，A3鋼軸向應(yīng)力[б] =140MPa。

б=N/（φ1A）=42.9×0.62×103/（0.682×424）

=53.4MPa<[б] =140MPa

立桿受力及穩(wěn)定性滿足要求。

9、立柱地基承載力驗(yàn)算

清除表土并分層碾壓后，地基承載力達(dá)到200Kpa，在地基上澆筑10cm厚的C25混凝土基礎(chǔ)，在其上鋪設(shè)100×100mm的方木，間距600mm。鋼管支架支撐在100×100mm的方木上。

每根立桿承受的重量為：

N=42.9×0.62=15.444KN

б=N/A=15.444/(0.6×（0.1+0.2）)=85.8Kpa<200Kpa

地基承載力滿足施工要求。

結(jié)束語

通過以上驗(yàn)算證明本施工方案的支架布置是滿足施工安全要求的。立桿縱橫向間距選擇為0.6m×0.6m，縱向方木截面尺寸選用150×150mm， 間距為600mm， 橫向方木截面尺寸選用100×100mm， 間距為300mm。

鋼管支架立柱必須墊在100×100mm的方木上，或采取其他擴(kuò)散壓力的措施。支架搭設(shè)后要進(jìn)行超荷載預(yù)壓，以驗(yàn)證支架搭設(shè)的穩(wěn)定性和沉落值。

我部于2011年10月15日至2011年10月25日順利完成了該橋最高一跨支架的預(yù)壓工作，根據(jù)《鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，在全部加載完成后的支架預(yù)壓監(jiān)測(cè)過程中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初72h的沉降量平均值小于5mm時(shí)，應(yīng)判定支架預(yù)壓合格。駟馬互通立交A匝道現(xiàn)澆箱梁支架預(yù)壓數(shù)據(jù)全部滿足該規(guī)定要求，支架最高處為24m，最大沉降量為1/4