李新獻

（中鐵二十三局集團有限公司第六工程有限公司 重慶 401121）

客運專線連續(xù)梁橋現(xiàn)澆施工支架設(shè)計檢算

李新獻

（中鐵二十三局集團有限公司第六工程有限公司 重慶 401121）

根據(jù)技術(shù)規(guī)程，計算了現(xiàn)澆支架上的作用荷載，按不同荷載組合檢算了現(xiàn)澆支架的強度、剛度和穩(wěn)定性。結(jié)果表明現(xiàn)澆支架各部位剛度和強度滿足要求，立桿穩(wěn)定性滿足要求，為客運專線連續(xù)梁橋的施工安全和質(zhì)量控制提供保障，為類似工程提供借鑒和參考。

連續(xù)梁橋 現(xiàn)澆施工支架 設(shè)計檢算

支架現(xiàn)澆法施工客運專線連續(xù)梁橋具有施工速度快、施工質(zhì)量容易控制等特點。當橋梁高度不大、支架搭設(shè)方便時，支架現(xiàn)澆法成為連續(xù)梁橋首選施工方法?，F(xiàn)澆支架的設(shè)計必須滿足結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保證各個支架構(gòu)件的強度和剛度。本文以成蒲鐵路邛崍?zhí)卮髽颍?0+64+40）m三跨連續(xù)梁現(xiàn)澆支架為例，說明現(xiàn)澆支架設(shè)計中荷載計算及荷載組合、支架各構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性的檢算等問題。

1 工程概述

圖1 最大橫截面處滿堂支架橫向布置（單位：m）

成蒲鐵路邛崍?zhí)卮髽?0#~23#墩之間上部結(jié)構(gòu)為（40+64+40）m三跨連續(xù)梁。梁體為單箱單室、等寬度、變截面箱梁，梁體全長144m，梁高2.9~5.3m，變高梁段梁底曲線按二次拋物線方程變化。箱梁頂板寬11.4m，底寬5.8m，頂板厚0.35m，底板厚40~80cm，腹板厚度按40m、55cm、70cm、75cm折線變化。梁體在支座處設(shè)置橫隔板，全聯(lián)共設(shè)4道橫隔板。主梁采用C55混凝土，采用支架現(xiàn)澆法施工，支架為滿堂碗扣式腳手支架。

根據(jù)橋梁設(shè)計圖，箱梁最大梁截面為14#和16#截面，最大梁截面處梁高5.3m，頂板厚0.6m，腹板厚0.75m，底板厚1.4m。

2 支架結(jié)構(gòu)

現(xiàn)澆混凝土模板采用竹膠板，模板下部設(shè)置縱向分配梁，采用10×10mm方木?？v向分配梁下設(shè)置橫向分配梁，采用15×15mm方木。箱梁腹板下縱向分配梁間距為0.2m，底板下間距0.25m，翼緣板下間距為0.3m。橫向分配梁間距與鋼管腳手支架立桿縱向間距相同布置。

滿堂腳手支架鋼管外徑48mm，壁厚3.5mm。在現(xiàn)澆梁最大截面處，滿堂支架橫向布置形式為（4 ×0.6+4×0.3+7×0.6+4×0.3+4×0.6）m。在全橋范圍內(nèi)，箱梁腹板下立桿縱向間距為0.3m；翼緣板下立桿縱向間距為0.6m；橋墩兩側(cè)的13#~17#截面梁段，底板下立桿縱向間距為0.3m，其余梁段底板下立桿縱向間距為0.6m。橫桿上下間距為1.2m?？v向剪刀撐每隔5空設(shè)置一道，橫向剪刀撐每隔5空設(shè)置一道，剪刀撐設(shè)置角度度為50°，剪刀撐采用搭接形式連接，連接長度不少于1.0m，連接處至少采用3個扣件連接。

3 荷載計算及荷載組合

應(yīng)選取每種支架布置形式所受荷載最大處，作為連續(xù)梁橋現(xiàn)澆施工支架的檢算截面。一般情況下每橋現(xiàn)澆施工支架的驗算截面有2~4個，限于篇幅，本文以本最大梁截面處為例，介紹客運專線連續(xù)梁現(xiàn)澆支架設(shè)計的內(nèi)容和方法。

根據(jù)文獻[1]，按澆筑混凝土工況對支架強度、剛度和穩(wěn)定性進行檢算。在此工況下，須計算荷載包括：①梁體自重；②支架結(jié)構(gòu)自重；③施工人員、材料及施工機具荷載；④振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載；⑤澆筑混凝土時產(chǎn)生的沖擊荷載；⑦風荷載；不考慮⑧水流荷載，無⑩其他荷載。

3.1 梁體自重荷載

梁體鋼筋混凝土在底模上產(chǎn)生的面荷載標準值為：

式中：pc——梁體鋼筋混凝土在底模上產(chǎn)生的面荷載標準值（kN/m2）；

γ——鋼筋混凝土容重（kN/m3），取26 kN/m3；

hx——按梁體翼板、腹板、底板（含底板上方頂板）的梁體高度分別取值（m）

根據(jù)式（1），算得最大橫截面腹板梁體自重荷載為137.8 kN/m2；底板處梁體自重荷載為52 kN/m2；翼緣板處梁體自重荷載為 19.76 kN/m2。

3.2 模板及支架結(jié)構(gòu)自重荷載

底模自重取為1.0kN/m2；內(nèi)模及內(nèi)模龍骨支架自重取為1.5kN/m2。即腹板下和翼緣板下模板自重取為1.0kN/m2；底板下模板自重取為1.0+1.5=2.5kN/m2。計算立桿軸力時，還應(yīng)加上立桿和水平桿的自重。

3.3 施工人員、材料及施工機具荷載

計算支撐模板的縱、橫梁時，施工人員、材料及施工機具均布荷載取1.5 kN/m2；計算支架立柱及其他結(jié)構(gòu)時，施工人員、材料及施工機具均布荷載取1.0 kN/m2。

3.4 混凝土振搗荷載和沖擊荷載

振搗混凝土時水平面模板上產(chǎn)生的荷載取為2.0 kN/m2；澆筑混凝土時產(chǎn)生的沖擊荷載取為2.0 kN/m2。

3.5 風荷載

風荷載標準值計算公式：

式中：sμ——風荷載體形系數(shù)；根據(jù)文獻[2]sμ=0.42；z

μ——風壓高度變化系數(shù)，取為1.0；

0

ω——基本風壓（kN/m2），根據(jù)文獻[3]成都地區(qū)平均風壓取為0.5kN/m2；

由（2）式得風荷載標準值0.147 kN/m2。

3.6 荷載組合

模板下縱橫梁和支架結(jié)構(gòu)強度計算時，組合Ⅰ：1.2×（①+②）+1.4×（③+④+⑤）模板下縱橫梁和支架結(jié)構(gòu)剛度計算時，組合Ⅱ：①+②

支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計算時，組合Ⅲ：1.2×（①+②）+0.9×1.4×（③+④+⑤+⑦）

4 現(xiàn)澆施工支架檢算

4.1 主要技術(shù)指標

根據(jù)文獻[1]，支架重要性系數(shù)γ0=1.1；步距為1.2 m時，單肢標準碗扣支架立桿的容許承載力為30.0 kN。該容許承載力已考慮了材料的強度和桿件的穩(wěn)定性。Q235型鋼和鋼管抗拉、抗壓、抗彎強度設(shè)計值f=215MPa；抗剪強度設(shè)計值fV=125 MPa

根據(jù)施工現(xiàn)場選用的木材種類，木材抗彎強度設(shè)計值fW=10MPa，抗剪強度設(shè)計值fWV=1.4MPa；方木的彈性模量Ew=9000MPa。

4.2 縱向分配梁檢算

4.2.1 強度計算

根據(jù)文獻[1]，檢算縱向分配梁的抗彎強度和抗剪強度。在最大梁截面處，腹板處縱向分配梁橫向間距為0.2m，橫向分配梁的縱向間距均為0.3m，依據(jù)荷載組合Ⅰ，縱向分配梁上的分布荷載為：

q3=[1.2（137.8+1.0）+1.4（1.5+2.0+2.0）] ×0.2=34.85 kN/m=34. 85 N/mm；L2=0.3m=300mm 10×10cm方木的截面抵抗矩為166666.7 mm3；面積為10000 mm2。

4.2.2 剛度計算

分配梁的彎曲撓度計算公式為：

式中：q4——縱（橫）梁承受的等效均布線荷載（N/mm）；

Ew——縱（橫）梁的彈性模量（N/mm2）；

I——縱（橫）梁的截面慣性矩（mm4）；

腹板處荷載組合Ⅱ：q4=(137.8+1.0)×0.2=27.76 kN/m=27.76 N/mm；L2=0.3m=300mm

同理，其他位置縱向分配梁的檢算結(jié)果均能滿足強度和剛度要求。

4.3 橫向分配梁計算

在全橋范圍內(nèi)，底板下橫向分配梁的支撐情況相同：3×0.3+7×0.6+3×0.3。橫向分配梁在縱橋向間距：13-17號梁截面底板下立桿縱向間距為0.3m，其余梁段底板下立桿縱向間距為0.6m。

最大梁截面腹板處橫向分配梁縱橋向間距為0.3m，支點間距0.3m。依據(jù)荷載組合Ⅰ，橫向分配梁上的分布荷載為：q3=[1.2（137.8+1.0）+1.4（1.5+2.0+2.0）] ×0.3=52.278 N/mm；L2=0.3m=300mm 15×15cm方木的截面抵抗為562.5 cm3；面積為22500 mm2

根據(jù)式（3）其剛度也滿足要求。

4.4 立桿檢算

4.4.1 不組合風荷載時，立桿軸力和穩(wěn)定性檢算不組合風荷載時，立桿軸力：

式中：Q1——一根立桿的計算恒載（N），Q1=（①+②）×LxLy；

Q2——一根立桿的計算活載（N），Q2=（③+④+⑤+⑩）×LxLy；Lx、Ly分別為立桿縱向間距、橫向間距（mm）。

最大梁截面腹板處，Lx=300mm；Ly=300mm；立桿高度按8m計算。

N=[1.2(137.8+1.0)+1.4(1.5+2.0+2.0)] ×0.3×0.3+1.2×8×0.85×0.3×0.3

=15.68+0.734=16.41kN＜[N]=30kN（滿足要求）

不組合風荷載時，穩(wěn)定性：

4.2.2 組合風荷載時，立桿軸力和穩(wěn)定性檢算

組合風荷載時，立桿軸力：

組合風荷載時，立桿穩(wěn)定性：

（滿足要求）

L0=1.2+2×0.6=2.4m； Lx=0.6m；則：

5 結(jié)語

本文依據(jù)技術(shù)規(guī)程，按不同荷載組合檢算了現(xiàn)澆支架的強度、剛度和穩(wěn)定性。檢算結(jié)果表明支架的剛度、強度和穩(wěn)定性均能滿足規(guī)范要求。在施工中，施工單位按本設(shè)計和《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》（TB 10110-2011）的要求，進行了地基處理、支架施工、支架檢驗驗收、支架預(yù)壓等施工流程，保障了客運專線連續(xù)梁橋現(xiàn)澆的施工安全和施工質(zhì)量。

[1]中華人民共和國鐵道部 TB10110-2011 鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程[S],北京:中國鐵道出版社,2011

[2]中華人民共和國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ 166—2008 建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008

[3]中華人民共和國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012

Design and Verification of Cast-in-situ Falsework for Continuous Beam Bridges of Passenger-Dedicated Lines

LI Xin-xian
(China Railway 23rd Bureau Group 6th Engineering Co. Ltd. Chongqing 401121 China)

According to the technical specification, this thesis verifies the loads on the cast-in-situ falsework and checks the strength, stiffness and stability of the cast-in-situ falsework based on different loadcombinations. The results show that strength, stiffness and stability of the cast-in-situ falsework meet therequirements. It guarantees the construction safety and quality control for the continuous beam bridges ofpassenger-dedicated lines and provides reference for similar projects as well.

continuous beam bridge cast-in-situ falsework design and verification

A

1673-1816(2016)04-0018-05

2016-05-14

李新獻（197-），男，漢，學(xué)士，山東人，高級工程師，研究方向橋梁與隧道工程技術(shù)。