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(1.湖南路橋建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.長(zhǎng)沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410205)

預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋中，箱梁0號(hào)塊施工常采用落地支架或預(yù)埋托架的施工方法[1]。預(yù)埋托架中又以三角托架較為常見(jiàn)，如宜賓柏溪金沙江大橋 0號(hào)塊施工采用了三角托架[2]，但其具有構(gòu)造復(fù)雜、成本較高等缺點(diǎn)[3]，在一些墩柱較高、搭設(shè)鋼管落地支架或托架成本較高，或墩柱為花瓶型，不適宜采用預(yù)埋托架的施工方案時(shí)，懸挑托架成為一種有效的施工方法[4]。懸挑托架施工方法在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中已應(yīng)用非常廣泛[5]，在預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁的0號(hào)塊懸澆中也有應(yīng)用，仝有榮[6]介紹了重慶魚洞長(zhǎng)江大橋采用的大剛度型鋼焊組件托架的特點(diǎn)和施工方法，其實(shí)質(zhì)是大型型鋼直接貫穿雙肢墩身從而增大其剛度，其自身的水平梁可以作為牛腿安裝的工作平臺(tái)兼作后期掛籃安裝的工作平臺(tái)，市場(chǎng)容易購(gòu)置加工，組裝操作較為方便。

本項(xiàng)目結(jié)合工程實(shí)際和結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)，充分利用墩柱頂和箱梁底之間的間隙，直接在墩頂搭設(shè)型鋼支架作為0號(hào)塊的懸挑支架。

1 工程概述

某預(yù)應(yīng)力懸澆箱梁主墩0號(hào)塊設(shè)計(jì)為單箱三室斷面，長(zhǎng)度為9.0 m、高6.0 m、頂寬29.5 m，底寬15.67 m，頂板厚度30 cm，底板厚90 cm，邊腹板為斜腹板，厚90 cm，中腹板厚65 cm。0號(hào)梁段中腹板之間為實(shí)體混凝土，其頂面為索塔。0號(hào)梁段設(shè)1道中橫梁，厚250 cm，橫梁下設(shè)4個(gè)支座，砼方量為667 m3/墩。墩柱高30 m左右，為花瓶式橋墩，墩頂與箱梁同寬，見(jiàn)圖1。

圖1 橋墩一般構(gòu)造圖(單位：cm)

2 總體施工方案

因主墩箱梁下設(shè)有4個(gè)支座，支座與支座墊石高度為100 cm，為考慮經(jīng)濟(jì)效益性及加快施工進(jìn)度，直接利用墩柱與箱梁之間的空間搭設(shè)支架的方案。

3 施工工藝

1)在墩頂預(yù)埋鋼板，焊接卸模墊塊，墊塊主要起到調(diào)節(jié)標(biāo)高和卸模的作用[7]。

2)在墊塊上放置I36b工字鋼縱梁，共設(shè)置5排，其中除邊上2排外，在工字鋼縱梁下均設(shè)置牛腿斜撐，減少工字鋼縱梁的受力。

3)工字鋼縱梁上放I45b工字鋼橫梁，橫梁上再放[10槽鋼底模骨架。

4)翼側(cè)模骨架的搭設(shè)。

翼緣側(cè)模采用骨架進(jìn)行支撐，骨架利用[10槽鋼和[20槽鋼制作而成，在工字鋼橫梁放放置3排2I36b工字鋼，骨架支撐在I45b工字鋼橫梁上。

具體方案見(jiàn)圖2。

圖2 0號(hào)塊支架方案圖(單位：cm)

4 受力計(jì)算

支架結(jié)構(gòu)從上自下依次為：6 mm鋼模板→10槽鋼→I45b工字鋼橫梁→I36b工字鋼縱梁→卸模墊塊，支架布置如圖3、圖4所示。

4.1 支架有限元整體建模

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)，直接對(duì)現(xiàn)澆支架進(jìn)行有限元分析[8]。以順橋向里程增大方向?yàn)閅軸正向，豎直向上為Z軸正向，X軸正向按照右手規(guī)則確定，工字鋼縱梁、工字鋼橫梁等采用梁?jiǎn)卧M，模型建立時(shí)，2根工字鋼、4根工字鋼等組合構(gòu)件簡(jiǎn)化成同等抗彎系數(shù)的單根工字鋼模型(偏安全考慮)，鋼模板和分配梁采用帶肋板單元模擬，工字鋼橫梁與工字鋼縱梁、工字鋼橫梁與鋼模板均建立彈性連接。采用midas/civil 2012建立0號(hào)塊支架整體模型。

圖3 支架體系平面布置圖(單位：cm)

圖4 現(xiàn)澆支架體系立面布置圖(單位：cm)

4.2 荷載工況

1)荷載分析 (見(jiàn)圖5)。

① 體系自重q1。

② 梁體砼自重：鋼筋砼容重取γ=26 kN/m3翼板區(qū)：q21=26 kN/m3×0.525 m(平均)=13.65 kN/m2，空腹區(qū)：q23=26 kN/m3×1.30 m=33.8 kN/m2，實(shí)腹區(qū)由于全部位于橋墩上方，其荷載假定全部通過(guò)橋墩上方的墊塊傳至橋墩自身承擔(dān)。

③ 施工荷載(施工人員、機(jī)具、材料等):q3=2.5 kN/m2。

④ 振搗混凝土?xí)r對(duì)水平模板產(chǎn)生的豎向荷載:q4=2.0 kN/m2。

2)荷載組合 。

考慮以下荷載：①模板、支架和拱架自重；②新澆筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的重力；③施工人員和施工材料、機(jī)具等行走運(yùn)輸或堆放的荷載；④振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。

強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，恒載取1.2的分項(xiàng)系數(shù)，活載取1.4的分項(xiàng)系數(shù)；當(dāng)支架搭設(shè)完畢，而主梁未開(kāi)始作業(yè)時(shí)，支架自重小，整體穩(wěn)定性最差，選擇此狀態(tài)進(jìn)行支架整體穩(wěn)定性計(jì)算。

荷載組合1：1.2×(①+②)+1.4×(③+④)(強(qiáng)度驗(yàn)算)；

圖5 荷載情況圖

荷載組合2：1×(①+②) (剛度驗(yàn)算) 。

4.3 支架計(jì)算

運(yùn)用MIDAS根據(jù)建立的整體支架模型輸入相應(yīng)荷載工況并進(jìn)行分析計(jì)算。

圖6 分配橫梁應(yīng)力云圖

4.3.1 分配橫梁(I45b)

分配橫梁最大組合應(yīng)力σmax=97.0 MPa(見(jiàn)圖6)，最大位移10.5 mm(見(jiàn)圖7)。

圖7 分配橫梁位移圖

4.3.2 工字鋼縱梁(I36b)

工字鋼縱梁最大組合應(yīng)力σmax=184.0 MPa(見(jiàn)圖8)，最大位移10.2 mm(見(jiàn)圖9)。

圖8 工字鋼縱梁應(yīng)力云圖

圖9 工字鋼縱梁位移圖

4.3.3 斜撐

鋼管樁斜撐的最大組合應(yīng)力σmax=92.0 MPa(見(jiàn)圖10)。

圖10 斜撐應(yīng)力云圖

匯總計(jì)算結(jié)果并進(jìn)行分析如表1所示(根據(jù)相關(guān)規(guī)范中規(guī)定材料應(yīng)力允許值用于臨時(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)放大1.2倍，撓度允許值取L/400)。

表1 計(jì)算結(jié)果計(jì)算對(duì)象構(gòu)件模板：δ6mm鋼板+[10槽鋼骨架0號(hào)塊支架體系I45橫梁I36縱梁斜撐強(qiáng)度/MPa剛度/(N·m-1)計(jì)算值允許值計(jì)算值允許值135 40 5220 87597 0205×1 210 511 2518410 211 2592 7

綜上所述，通過(guò)對(duì)本現(xiàn)澆箱梁支架方案進(jìn)行受力計(jì)算，均滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)實(shí)踐證明，該支架施工進(jìn)度快，而且能滿足設(shè)計(jì)使用要求，其變形基本上與計(jì)算相吻合，在施工中通過(guò)預(yù)壓和設(shè)置預(yù)拱度的方法可確保0號(hào)塊的設(shè)計(jì)標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求。相對(duì)于采用鋼管支架和預(yù)埋托架的方案，該方案在經(jīng)濟(jì)性和施工進(jìn)度方面都有顯著的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于類似橋梁有很好的借鑒作用。

[1] 雷俊卿.橋梁懸臂施工與設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社,1999．

[2] 宋永安,張崇彬,虞業(yè)強(qiáng).高墩大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋0號(hào)塊的托架法施工[J].公路，2005(8):52-56.

[3] 陳磊.高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋0號(hào)塊施工托架設(shè)計(jì)及施工[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào),2014,27(S):87-91.

[4] 胡剛.高墩大跨連續(xù)梁0號(hào)塊懸挑托架的設(shè)計(jì)與施工[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2014,58(2):46-50，47.

[5] 程顯風(fēng).高空懸挑結(jié)構(gòu)模板支架設(shè)計(jì)與施工控制[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué),2011.

[6] 仝有榮.重慶魚洞長(zhǎng)江大橋主橋0號(hào)塊施工技術(shù)[J].山西交通科技,2007(3):45-47.

[7] JTG/TF50-2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[8] GB 50017-2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].