蘆 巍

（中鐵二十一局集團，甘肅蘭州 730000）

1 工程簡介

敦格鐵路魚卡立交特大橋為跨越新舊國道而設(shè)，橋梁地處戈壁區(qū)域，地勢較為平坦，地表主要為粗砂及碎石，橋梁起訖里程為DIK399+084.38～DIK399+970.5?？卓缃Y(jié)構(gòu)為3-32m+2-24m+2-32m+3-24m+1-32m+（48+80+80+48）m連續(xù)梁 +9-32m，本橋位于R=1 600 m緩和曲線和直線上，連續(xù)梁位于直線上。敦格鐵路魚卡立交特大橋主橋上部結(jié)構(gòu)采用48 m+2×80 m+48 m變高度變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，全聯(lián)長257.5 m，魚卡立交特大橋與215國道斜交角度為50°，與215國道交叉中心里程為DK399+541.7。連續(xù)梁梁截面為單箱單室，邊支點及跨中梁高3.7 m，中支點梁高6.2 m，梁底變化段采用二次拋物線。箱梁頂寬7.5m，底寬4.5 m，頂板厚0.35～0.40 m，底板厚0.40～1.0 m，腹板厚0.50～0.70 m，支座中心橫向間距3.6 m，全聯(lián)在中心和邊支點處設(shè)置四道橫隔板，橫隔板均設(shè)置過人洞，中橫隔板厚2.5 m，邊橫隔板厚1.5m。橋面橫坡為雙向2%，梁體采用C50鋼筋混凝土，橋面及附屬均采用C35鋼筋混凝土。連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力體系采用縱、橫兩向預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力采用GB/T5224—2003預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨固體系采用自錨式拉絲體系，錨具應(yīng)符合《鐵路工程預(yù)應(yīng)力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術(shù)條件》（TB/T3193—2008），張拉采用與之配套的機具設(shè)備。管道形成采用鍍鋅金屬波紋管成孔，金屬波紋管應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬波紋管》JG225—2007要求。全橋共分4個梁段，中支點處A0號梁段長度10.0 m，A1段梁段長5.0 m，中跨A2號梁段長度25.0 m，邊跨A3號梁段長度21.05 m，中邊跨合攏段A4號梁段長度1.5m。梁段施工順序為，先進行A0段施工，在進行 A1、A2、A3、A4 節(jié)段施工，最后進行 A4合攏段施工。48m+2×80m+48m連續(xù)梁采用滿堂支架現(xiàn)澆法施工，中跨設(shè)鋼棚架防護。連續(xù)梁支撐體系采用碗扣式鋼管腳手架，并在公路上下設(shè)鋼棚架留出行車通道。底模采用光面竹膠板，側(cè)模采用定型鋼模板，混凝土供應(yīng)由攪拌站統(tǒng)一拌合，混凝土罐車運輸，利用混凝土泵車泵送澆注成型。連續(xù)梁施工采用等節(jié)奏流水作業(yè)方式進行施工[1-4]。

2 支架施工方案[5-10]

2.1 地基處理

為確保滿堂支架施工安全，基礎(chǔ)必須進行處理。結(jié)合工程實際情況，基礎(chǔ)處理分兩部分進行。邊跨碗扣支架基礎(chǔ)挖去上層浮土，夯實并檢測地基承載力大于150 kPa，檢測合格后，填二八灰土墊層至原地面，整平壓實后澆注30 cm厚C20混凝土墊層。基礎(chǔ)的地基承載能力不小于150 kPa。為保證施工期內(nèi)排水暢通，地基四周設(shè)置20 cm×20 cm排水溝。

2.2 支架搭設(shè)

支架采用Φ48×3.5mm碗扣式鋼管支架，支架的步距為1.2 m，支架頂及底均采用Φ48×3.5 mm鋼管配天地托，以便調(diào)整支架高度和增強支架穩(wěn)定性。頂托上設(shè)置（即梁底）縱橫2層方木，縱向方木15 cm×10 cm,橫向方木10 cm×10 cm方木，橫向方木設(shè)置在縱向方木之下。支架縱向每3 m，橫向每6排設(shè)置一道剪刀撐。天地托絲桿外伸長度不得大于20 cm。

支架搭設(shè)原則，為了保證行車暢通，國道在左右兩側(cè)各設(shè)置一道單向行車門洞，門洞凈寬6.0 m，凈高5.0 m。門洞部分為支架搭設(shè)的重難點，門洞中間支架順橋向設(shè)置7排間距0.3 m的立桿，橫向設(shè)置49排間距0.6 m的立桿，門洞處支架步距(即支架層距)均為60 cm。支架頂部上托設(shè)I32b工字鋼作分配梁及支座，門洞橫梁用I50b工字鋼搭設(shè)，沿橋?qū)挿较蛞粋€門洞上共布30根。碗扣式支架各部件連接示意見圖1，支架橫向布置見圖2。

圖1 碗扣式支架各部件示意圖

圖2 0#段支架橫向布置圖

為了保證縱梁上作業(yè)人員安全，門洞縱梁I50b工字鋼上滿鋪竹膠板，竹膠板上間隔60 cm一道橫向設(shè)置14#槽鋼，槽鋼上再搭設(shè)碗扣式支架。要求槽鋼凹面朝上，并采取措施保持槽鋼的固結(jié)并防止槽鋼的滑動。另外，在槽鋼上設(shè)置碗扣式構(gòu)件時，底托選擇在槽鋼與工字鋼層疊處，以防止由于底托荷載集中而出現(xiàn)工字鋼之間部分槽鋼負彎，頂托部分的楞木布設(shè)與其他部分一致。

在支架前方20 m處設(shè)置安全警示牌和限高5.0 m的限高架。西側(cè)機動通道可充分利用既有跨G215國道大橋限高5.0 m的警示牌，不再設(shè)置限高架，限高警示牌達到鮮艷醒目，夜間有反光效果。

2.3 支架預(yù)拱度

在支架上澆筑連續(xù)梁時，在施工中和預(yù)壓卸載后，支架要發(fā)生一定的下沉和撓度，為保證支架在卸載后上部結(jié)構(gòu)各部位標高能達到設(shè)計要求，在支架、模板施工時設(shè)置預(yù)拱度。預(yù)拱度設(shè)置從以下幾個方面考慮：

（1）有結(jié)構(gòu)自重及活載一半所引起的彈性擾度；

（2）支架承載后由于桿件接頭的擠壓和卸落設(shè)備壓縮而產(chǎn)生的非彈性變形；

（3）支架承受施工荷載引起的彈性變形；

（4）支架基礎(chǔ)在承載后的非彈性沉陷；

（5）超靜定結(jié)構(gòu)由混凝土收縮、徐變及溫度變化而引起的擾度。

2.4 底模安裝

底模鋪設(shè)與支架搭設(shè)一樣，全聯(lián)一次鋪設(shè)完成。底模采用18 mm厚光面竹膠板。

在滿堂支架每根鋼管立柱頂部安裝頂托，掛線調(diào)整到現(xiàn)場技術(shù)交底給定的高程后在托座上安裝10 cm×15 cm的橫向枋木，最后在枋木上按間距30 cm鋪10 cm×10 cm的縱向枋木，最后在縱向枋木上滿鋪δ15 mm的光面竹膠板，注意竹膠板板縫之間必須采用雙面膠密貼，同時板與板的接縫必須位于縱向枋木頂面上，否則應(yīng)對縱向枋木的間距進行適當調(diào)整。

底模板必須進行配板作業(yè)，不允許出現(xiàn)板縫錯亂，中間夾小塊板及出現(xiàn)不均勻板塊，要求做到板縫橫平豎直、無錯臺錯縫，板縫勻稱；模板不漏漿、不變形，竹膠板用釘子固定在枋木上，模板有足夠的剛度、穩(wěn)定性。

3 支架設(shè)計

3.1 荷載計算

以0#塊計算為例（見圖3）

圖3 梁體荷載計算圖（單位：cm）

（1）梁體自重：

結(jié)構(gòu)自重在梁腹板部分產(chǎn)生的荷載集度：q=128.6 kN/m2；

結(jié)構(gòu)自重在梁底板部分產(chǎn)生的荷載集度：q=43.79 kN/m2；

結(jié)構(gòu)自重在梁翼板部分產(chǎn)生的荷載集度：q=8.91 kN/m2；

（2）模板及支架荷載：q=1.0 kN/m2；

（3）設(shè)備及人工荷載：q=3.0 kN/m2；

（4）混凝土澆注沖擊荷載：q=2.5 kN/m2；

（5）混凝土澆注振搗荷載：q=2.5 kN/m2。

通過計算得：

腹板下荷載合計：q=148.6 kN/m2；

底板下荷載合計：q=55.1 kN/m2；

翼緣板下荷載合計：q=18.09 kN/m2。

3.2 立桿檢算

（1）A0#梁段腹板下立桿

碗扣立桿分布60 cm（縱向）×30 cm（橫向），橫桿層距(即立桿步距)120 cm。

則腹板下單根立桿承受的荷載為：148.6×0.6×0.3=26.7 kN；

則立桿應(yīng)力為：

σ=N/A=26.7/489/10-6=54.6×103kPa=54.6 MPa＜0.744φ[α]×145=107.9 MPa，腹板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。

（2）A0#梁段底板下立桿

碗扣立桿分布60 cm（縱向）×90 cm（橫向），橫桿層距(即立桿步距)120 cm。則底板下單根立桿承受的荷載為：55.1×0.6×0.9=29.8 kN；

σ=N/A=29.8/489/10-6=60.9×103kPa=60.9MPa＜φ[α]=0.744×145=107.9MPa，則底板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。

（3）A0#梁段翼緣板下立桿

碗扣立桿分布120 cm（縱向）×120 cm（橫向），橫桿層距(即立桿步距)120 cm。則底板下單根立桿承受的荷載為：18.09×1.2×1.2=26.1 kN；

σ=N/A=26.1/489/10-6=53.4×103kPa=53.4MPa＜φ[α]=0.744×145=107.9 MPa，則底板下立桿強度及穩(wěn)定滿足要求。

同理可得，A1#、A2#、A3#、A4#梁段的碗扣支架間距，各梁段碗扣支架間距見表1。

表1 各梁段碗扣支架間距及受力

3.3 門洞縱梁檢算

新G215國道與魚卡立交特大橋成50°夾角，為保證省道車輛的暢通，在國道上設(shè)左右雙門洞，門洞凈寬6.0 m，凈高5.0 m的行車道門洞，門洞采用滿堂紅支架施工。設(shè)置7排Φ48×3.5 mm WJ碗扣鋼管，垂直橋向間距為30 cm，沿門洞方向間距為60 cm，每排碗扣鋼管擺放橫梁（與門洞方向一致），門洞縱梁（垂直門洞）采用I50b工字鋼,計算跨徑為8.1 m。為了防止車輛碰撞支架而發(fā)生事故，門洞兩側(cè)碗扣式構(gòu)件底部在原有的瀝青混凝土路面上增加澆筑60 cm厚的C20混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬1.2 m。門洞方向平行于公路，門洞順馬路方向長15.0 m，寬6.0 m。滿足一般車輛慢速平行通過，但決不滿足凈高超過5.0 m的車輛通過。魚卡立交特大橋門洞平面布置見圖4。

圖4 魚卡立交特大橋門洞平面布置圖

3.3.1 縱梁荷載合理力學圖式

根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)形式，在施工過程中支架的受力形態(tài)是組合式，考慮最不利荷載（腹板最大處），且現(xiàn)澆箱梁與門洞斜交，故取斜截面進行分析，計算得該橋門洞荷載分布計算力學模式見圖5。

3.3.2 縱梁間距計算

橋門洞縱梁（垂直門洞）采用I50b工字鋼,計算跨徑為8.1 m，由有限元軟件Midas/Civil 2014計算得：單寬荷載作用下I50b工字鋼縱梁的最大彎矩為450.6 kN·m，則縱梁間距可由下式計算：

圖5 門洞荷載分布計算力學模式（單位：kN/m2）

得：x＜0.603 m，綜合考慮取0.6 m。

3.3.3 縱梁內(nèi)力校核

由計算得到的縱梁間距為0.6m，則縱梁校核荷載力學模式見圖6。

圖6 縱梁校核荷載力學模式圖（單位：kN/m2）

由有限元軟件Midas/Civil 2014計算得，在校核荷載作用下縱梁彎矩最大值為270.3 kN·m，剪力最大值為159.9 kN，撓度最大值為0.019 m，則：

因此在縱梁校核荷載作用下，縱梁強度、抗剪強度剛度均滿足要求。

4 結(jié)語

根據(jù)上述驗算結(jié)果最終確定了支架的施工方案,將魚卡立交特大連續(xù)梁橋的荷載通過碗扣支架和型鋼門洞傳遞到地基上,其支架的強度、剛度和穩(wěn)定性均大于設(shè)計標準，保證了后續(xù)現(xiàn)澆梁的順利施工。結(jié)合施工實踐及其它各方面條件，此支架方案具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方法簡便、施工速度快和經(jīng)濟適用等特點。為以后同類橋型的施工提供參考。

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