程立榮 王曉莉 王余珉

（中交二公局第五工程有限公司 西安 710119）

1 工程概述

滬寧城際鐵路是長江三角洲地區(qū)城際客運鐵路規(guī)劃線網(wǎng)的主骨架，是城際線網(wǎng)寧－滬－杭－甬“Z”型主軸的重要組成。滬寧城際鐵路于里程樁號HQXDK004＋406.470～HQXDK004＋628.070處跨翔江公路，設(shè)計為60m＋100m＋60m的3跨變截面連續(xù)梁橋，采用支架現(xiàn)澆施工。主墩32和33號墩連續(xù)跨越翔江公路和顧江河（排洪河道，非洪期水深3m），與翔江公路33°斜交，與顧江河147°斜交。此處翔江公路路面標(biāo)高為＋3.597m。見圖1、圖2。

圖1 主橋布置圖（單位：cm）

圖2 主跨平面位置圖（單位：cm）

箱梁形式為變截面單箱單室連續(xù)梁，采用垂直腹板，箱梁頂寬12.2m，底寬6.0m，翼緣板長3.1m，由半徑為1.6m的圓弧段與腹板相連，梁高按圓曲線變化，圓曲線半徑R＝488.546m，支點處梁高6.83m，跨中處梁高4.53m。

2 工程特點及難點

本座大跨徑連續(xù)梁現(xiàn)澆支架的設(shè)計和施工主要存在以下特點和難點：

（1）地理環(huán)境復(fù)雜，受限制條件多，支架需跨越既有道路、橋梁、河流及地下各類管線，設(shè)計難度大。

（2）工后沉降控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高。為滿足無砟軌道高平順性、高可靠性和高穩(wěn)定性要求及線下結(jié)構(gòu)物的工后沉降要求，橋梁墩臺均勻沉降量≤20mm；相鄰墩臺沉降量之差≤5mm。

（3）支架規(guī)模大，材料投入多，施工場地狹小，施工組織困難大。

（4）翔江公路為上海嘉定地區(qū)一條主干道，車流量很大，施工過程中交通組織要求高。

（5）工期緊，任務(wù)重。由于受拆遷和圖紙的因素影響，工程開工較晚，從支架搭設(shè)到現(xiàn)澆梁施工完成只有3.5月。

3 支架設(shè)計

3.1 設(shè)計考慮因素

在支架設(shè)計時，通過對現(xiàn)場勘察，主要考慮了以下因素：

（1）翔江公路地處上海嘉定區(qū)，為雙向4車道外加2個4m寬非機(jī)動車道，是南北向主要干道，車流量大，施工過程中需確保交通的通暢。

（2）顧江河為上海嘉定區(qū)排洪河道網(wǎng)的重要組成部分，洪水期的過水?dāng)嗝嫘璧靡员ＷC。

（3）7號橋作為翔江公路跨越顧江河的既有設(shè)施，不能作為支架承力基礎(chǔ)。

（4）作為高速鐵路橋梁，線性控制嚴(yán)，撓度控制要求高。

3.2 支架方案確定

在充分考慮了以上因素后，確定了支架結(jié)構(gòu)為邊跨采用碗扣支架，主跨采用梁式支架和碗扣相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。見圖3、圖4。

圖3 支架結(jié)構(gòu)立面布置圖

圖4 支架主跨基礎(chǔ)平面布置圖

主跨路界內(nèi)為保證施工過程中翔江公路交通不阻斷，能正常運營，不減少車道數(shù)量，即布置6個門洞，因高度限制，門洞凈高5.0m，支架門洞凈寬布置原則為：2.2m人洞＋4×3.8m雙向4車道＋2.2m人洞。

箱梁形式為變高度連續(xù)梁橋，考慮到主梁標(biāo)高的調(diào)整和梁體成型后承重梁拆除便利，承重梁采取下承式，在其上鋪設(shè)工20a的分配梁后搭設(shè)碗扣支架作為橋梁線形調(diào)整和卸載結(jié)構(gòu)。

3.3 支架結(jié)構(gòu)介紹

（1）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。邊跨在路界外，整個碗扣支架基礎(chǔ)采用1m三七灰土換填分層壓實，表層采用20cm混凝土進(jìn)行硬化。

中跨路界外考慮到管線保護(hù)，采取填土后澆注鋼筋混凝土墊層做整體處理，其上于適當(dāng)位置布設(shè)條形基礎(chǔ)，跨越管線。根據(jù)公路路基承載力要求，路界內(nèi)條形基礎(chǔ)直接座落在路面上，承臺上范圍內(nèi)支架采用預(yù)埋錨板與鋼管進(jìn)行焊接。

河中支墩基礎(chǔ)為保證過水?dāng)嗝?，通常采用鋼管樁或鉆孔灌注樁作為基礎(chǔ)，在選擇時須根據(jù)河流深淺、地質(zhì)情況、施工難易程度、成本情況綜合考慮。因支架支墩布置點受限，樁端支點反力過大，采用鋼管樁打入深度過長，且后期拔出困難。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)安全風(fēng)險分析，最終確定采用直徑1.2m樁長40m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

（2）鋼管支墩結(jié)構(gòu)。路上部分鋼管立柱采用直徑820mm、壁厚10mm鋼管；河中鋼管立柱采用直徑1 020mm、壁厚10mm鋼管；平聯(lián)鋼管采用［40；剪刀撐采用［20。

（3）橫梁。支墩頂橫梁采用2HN600×200型鋼，支墩與橫梁結(jié)合部位采用鋼板作為牛腿進(jìn)行支撐加強(qiáng)。

由于支架受7號橋的影響，此處跨徑最大達(dá)到21m，為控制支架的撓度，在7號橋橋縫內(nèi)打設(shè)2根鋼管樁，樁頂采用2組16m長，每組2HW400×400型鋼做為挑梁進(jìn)行支撐。

（4）貝雷縱梁。支架上部承重梁采用貝雷梁，根據(jù)門洞跨越距離的不同布設(shè)不同數(shù)量和組合形式的貝雷梁。在翔江公路與顧江河立體相交處的7號橋，因需對7號橋進(jìn)行保護(hù)，支架需一次跨越7號橋，根據(jù)設(shè)計采用31排雙層貝雷梁，在其他跨徑處布設(shè)27排單層貝雷梁。

為增強(qiáng)貝雷支點局部抗剪能力，在貝雷與主橫梁相交部位增設(shè)下弦桿和雙［10豎桿。

（5）分配梁。貝雷梁頂面橫向鋪設(shè)I20a工字鋼，縱橋向布置根據(jù)碗扣間距進(jìn)行布置，布置間距為翼板處0.9m，底板位置0.6m，腹板位置0.3m。

（6）碗扣支架。分配梁上采用直徑48mm、壁厚3.5mm的碗扣支架，碗扣搭設(shè)在分配梁之上，立桿分布為底板處0.6m×0.6m；腹板處0.3m×0.3m；翼板處0.9m×0.9m，與分配梁腹板對應(yīng)，利用頂托調(diào)節(jié)主梁底板標(biāo)高。

4 支架計算

4.1 計算荷載

混凝土自重：包括主梁混凝土、鋼筋、鋼絞線等材料重量，混凝土容重取26.5kN／m3。根據(jù)不同斷面劃分為5個斷面取值。其他附加荷載包括模板自重、施工人員、機(jī)具荷載、振搗混凝土荷載、傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載和支架自重。

4.2 設(shè)計工況及荷載組合

根據(jù)主梁主跨施工順序，分為5個設(shè)計工況。見表1。

表1 設(shè)計工況及荷載組合表

4.3 建模計算

采用有限元分析軟件MADIS建模對每個梁段在工況下的受力進(jìn)行計算分析，在建模時考慮貝雷為梁桿混合模型，同時根據(jù)貝雷實際受力狀態(tài)，在上下弦桿銷接處釋放雙軸彎矩和轉(zhuǎn)矩；樁頂橫梁與貝雷架建模時采用彈性連接，調(diào)整彈性連接剛度SDx，保持節(jié)點之間的距離并實現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變協(xié)調(diào)；鋼管樁與樁頂橫梁接觸端釋放雙軸彎矩和轉(zhuǎn)矩。見圖5。

圖5 主跨段箱梁支架計算模型

通過對支架在實際工況中的計算，現(xiàn)將主要構(gòu)件計算結(jié)果匯總，見表2。

表2 主要桿件計算結(jié)果匯總表

通過整體模型計算分析，支架各主要桿件應(yīng)力滿足受力要求，支架設(shè)計變形滿足施工需要。

4.4 單樁豎向承載力驗算

顧江河地質(zhì)參數(shù)見表3。

表3 顧江河地質(zhì)參數(shù)

灌注樁直徑1.25m，入土深度為40m，根據(jù)土的物理指標(biāo)確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

入土41m時，樁端持力層在第6層土，取qr＝1 600kPa，將土的各項參數(shù)代入公式，計算得：

根據(jù)結(jié)構(gòu)計算，水中基礎(chǔ)最大荷載為3 780.90 kN＜［Ra］＝4 781.63kN，滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)語

滬寧城際鐵路跨翔江公路大跨徑連續(xù)梁橋利用貝雷梁支架系統(tǒng)，跨越翔江公路與顧江河，有效地解決了施工期間通車與排洪問題，采用的貝雷下承式上部碗扣的形式，解決了變截面箱梁標(biāo)高調(diào)整問題及卸載問題。本工程中支架系統(tǒng)出色地完成了使命，達(dá)到了設(shè)計及施工預(yù)期效果，成型后的混凝土箱梁線形好，質(zhì)量優(yōu)良。

［1］ 黃紹金，劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊［M］.北京：人民交通出版社，2002.

［2］ 茍明康，陶 俐.裝配式公路鋼橋設(shè)計和使用中的幾個問題［J］.工兵裝備研究，2001（1）：3.

［3］ 孫訓(xùn)方，方孝淑，關(guān)來泰.材料力學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2002.

［4］ 交通部第一公路工程總公司.橋涵：下冊［M］.北京：人民交通出版社，2000.