中鐵十八局集團(tuán) 第三工程有限公司 陳桂娜

黃角坳大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁專項(xiàng)施工方案

中鐵十八局集團(tuán) 第三工程有限公司 陳桂娜

黃角坳大橋位于榮縣西互通區(qū)內(nèi)，為主線上跨E匝道而設(shè)，第2聯(lián)左右錯(cuò)孔布置，交角為90°。其中，大橋左幅跨徑為2×25 m＋（20 m＋30 m＋25 m）＋4×25m，右幅跨徑為2×25 m＋（25 m＋30 m＋20 m）＋4×25 m，全長(zhǎng)239 m。

一、碗扣支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)澆箱梁支架的搭設(shè)為單聯(lián)3跨、2跨整體施工，采用滿堂式碗扣支架的支撐方式。碗扣支架采用WDJ式支架，架桿外徑4.8 cm，壁厚0.35 cm，內(nèi)徑4.1 cm。支架順橋向縱向間距0.9 m，橫向間距0.9 m，橫隔板、橫梁處縱向間距0.6 m，大橋橫向間距梁底為0.9 m，縱橫水平桿步距取0.9 m，翼板部位頂桿不超過(guò)0.7 m，箱體部位的頂桿高度不超過(guò)0.6 m。支架的縱向和橫向每隔4 ~ 6 m設(shè)一道扣件鋼管剪刀撐，剪刀撐與地面的夾角為45° ~ 60°。因?yàn)槟０逯渭艿母叨却笥?.8 m，所以其頂端和底部必須設(shè)置水平剪刀撐。中間每4.8 m設(shè)置一道水平剪刀撐。鋼管頂托上縱橋向設(shè)規(guī)格為14 cm×20 cm的方木，在14 cm×20 cm的方木上設(shè)規(guī)格為10 cm×10 cm的（橫向肋木間距30 cm），橫向肋木上方鋪設(shè)頂板底模。底模板用15 mm高強(qiáng)度竹膠板，翼緣模板及外側(cè)模板用定制的鋼模板。

二、模板支撐架立桿平面布置

模板支撐架立桿平面布置如圖1所示。

圖1 模板支撐架立桿平面布置

三、支架結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算

1.計(jì)算最不利單肢立桿軸向力及承載力（以大橋左幅第2聯(lián)為計(jì)算實(shí)例）。砼按2 400 kg/m3計(jì)算，則砼自重G1＝2 400×（291.96＋391.76＋311.97）×9.8＝23 418.629 kN；鋼筋及鋼束重G2＝（64 457 ＋ 75 690＋49 297＋9 234.2＋9 246＋9 243.2 ＋3 981.2＋4 400.32＋3 452.45＋ 4 004.65＋2 649.92＋2 621.27 ＋1 996.51＋2 052.26＋3 811.5）×9.8 kN ＝ 2 412.147 kN。

現(xiàn)澆箱梁自重G3＝G1＋G2＝25 830.776 kN。箱梁自重每 平方米所產(chǎn)生的荷載q1＝25 830.776 / [ （18.568＋14.876）×75/2] kPa＝20.613 kPa。施工機(jī)具人員荷載q2＝2.5 kPa，砼施工振搗荷載q3＝2.0 kPa，砼施工傾倒荷載q4＝2.0 kPa，箱梁芯模q5＝1.5 kPa，底模荷載q6＝2.0 kPa。

2.支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算。由于腹板處受力最大，因而以腹板處為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。永久荷載結(jié)構(gòu)重力安全系數(shù)取1.2，基本可變荷載安全系數(shù)取1.4。

不組合風(fēng)荷載時(shí)，單肢立桿軸向力N＝ 1.2×（46.8 ＋ 2 ＋1.5）＋1.4×（2＋2＋2.5）×0.9×0.9 kN＝ 67.73 kN。

式（1）中，N為軸心壓力設(shè)計(jì)值，An為鋼管凈截面積，則σ＝N / An＝ 67.73×1 000 / 489＝ 138.51 N/mm2＜ 205 N/mm2，得知工程設(shè)計(jì)符合要求（桿件自重產(chǎn)生的應(yīng)力很小，可以忽略不計(jì)）。

3.支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算。N / An值根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比λ選取，長(zhǎng)度計(jì)算公式為：

式（2）中，k為計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，其值取1.155；μ為考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)；μ取1.2；h為立桿步距。則模板支架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0＝1.155×1.2×0.9＝1.25 m，按穩(wěn)定性計(jì)算立桿的受壓力（步距90 cm），長(zhǎng)細(xì)比λ＝l0/I＝1.25×100/1.58＝79.11。

軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)φ為0.728，根據(jù)式（1）有σ＝N /φAn＝ 67.73×1 000 /（0.728×489）＝ 190.26 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程設(shè)計(jì)符合要求，且翼緣板、腹板、底板等均滿足要求。

4.橫梁支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算。橫梁處受力最大，永久荷載結(jié)構(gòu)重力的安全系數(shù)取1.2，基本可變荷載的安全系數(shù)取1.4。

以4號(hào)墩中橫梁為驗(yàn)算依據(jù)，N＝ [（2×1.8×13.59）×24＋（3 981＋4 400）×9.8/1 000]/（2×13.59）＝ 46.22 kN/m2。

不組合風(fēng)荷載時(shí)，單肢立桿軸向力N＝1.2×（46.22＋2＋1.5）＋1.4×（2＋2＋2.5）×0.9×0.6 kN＝ 64.58 kN。

對(duì)于鋼管支架，有σ＝N / φAn＝ 132.07 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程設(shè)計(jì)方案符合要求（桿件自重產(chǎn)生的應(yīng)力很小，可以忽略不計(jì)）。

5.橫梁支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算。φ值根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比λ選取，計(jì)算長(zhǎng)度。

模板支架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0＝1.155×1.2×0.9＝1.25 m。

按穩(wěn)定性計(jì)算立桿的受壓力（步距90cm），長(zhǎng)細(xì)比λ＝l0/I＝1.25×100/1.58＝79.11，則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)φ＝0.728。則σ＝N / φAn＝64.58×1 000/（0.728×489）＝181.41 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程設(shè)計(jì)符合要求。

6.縱梁強(qiáng)度驗(yàn)算。縱梁為14 cm×20 cm方木，b＝14 cm，高度h＝20cm，跨徑為0.9 m，間距為0.9 m。據(jù)此可知，0.9 m長(zhǎng)縱梁上承擔(dān)3根橫梁重G＝0.1×0.1×0.9×7.5×3＝0.2 kN，作用在縱梁上的均布荷載q＝（69.46＋0.2）×0.9＝ 62.69 kN/m。

由以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算得出跨中最大彎矩M＝qL2/8 ＝62.69×0.92/8 ＝ 6.35 kN·m。

則落葉松容許抗彎應(yīng)力σ＝10.8 MPa，彈性模量E＝8.1×103MPa，縱梁彎拉應(yīng)力σ＝M/I＝6.8 MPa ＜10.8 MPa，即縱梁彎拉應(yīng)力滿足要求；縱梁撓度f(wàn)＝5qL4/ 384EI＝0.72 mm ＜f＝L/400＝2.25 mm，即縱梁彎拉應(yīng)力滿足要求。