賀 祚

(中鐵十八局集團第五工程有限公司，天津 300459)

1 工程概況

那蘇河雙線大橋為玉溪至磨憨鐵路工程跨那蘇河的雙線6跨橋，里程范圍DK245+684.59～DK246+14.1，橋梁全長329.51 m。跨越那蘇河采用(60+104+60)m連續(xù)梁，采用掛籃懸臂澆筑施工。梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁，梁體全長225.6 m，中跨中部10 m梁段和邊跨端部13.8 m梁段為等高梁段，梁高4.8 m；中墩處梁高為8.0 m，其余梁段梁底下緣按二次拋物線y=8+3.2×x2/432(m)變化。箱梁箱底寬6.6 m，一般斷面頂板寬11.9 m，接觸網(wǎng)支架處頂板加寬至14.9 m，設(shè)置避車臺處頂板加寬至14.5 m。

2 0號塊托架設(shè)計

那蘇河雙線大橋地處山區(qū)，且主墩均為高墩，不適于支架法施工。為保證施工進度，結(jié)合施工標準化要求，經(jīng)過比選，主橋0號塊選擇三角托架法施工。三角托架法的原理是通過錨固于墩身上的預(yù)埋牛腿將三角架錨固于墩身上，形成簡支結(jié)構(gòu)，在三角架上搭設(shè)托架平臺，從而實現(xiàn)0號塊的澆筑。

0號塊墩頂托架總體布置如圖1所示。0號塊長12 m，墩頂部分8 m，前后兩側(cè)各2 m懸臂段，懸臂段采用三角托架法，每側(cè)3組雙拼I40工字鋼三角托架，托架通過預(yù)埋在墩頂頂帽內(nèi)的牛腿固定在墩身兩側(cè)。托架上部按預(yù)定位置放置30 cm高砂桶，上面放置橫向主梁(雙拼I40b工字鋼)、縱向排架(I16)，安裝底模板。

圖1 托架結(jié)構(gòu)布置圖(單位：mm)

3 荷載分析

排架承受澆筑時的混凝土荷載，按照均布荷載計算，采用MIDAS軟件進行計算，采用梁單元均布荷載計算，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，荷載組合系數(shù)均取1.0。施工活載考慮如下因素：施工人員、施工料具、運輸荷載，按2.0 kN/m2計；水平模板的混凝土振搗荷載、傾倒混凝土沖擊荷載均按2.0 kN/m2計；豎向風(fēng)荷載Pv=16.66 kN/m，按照均布荷載施加在外側(cè)模及底模上，內(nèi)模不考慮風(fēng)荷載，均布荷載值為16.66 kN/m /11.9 m =1.40 kN/m2。

以橋墩外邊緣處的梁截面(最大截面)及0號塊端部截面的平均值作為檢算截面，相對實際情況，較重的荷載施加在外側(cè)，計算結(jié)果偏安全。橋墩截面之上的梁部自重由橋墩承擔(dān)。兩端的截面劃分如圖2所示。

圖2 截面劃分(單位：mm)

翼緣板面積為1.57 m2，翼緣板下兩排橫向工字鋼，間距為0.9 m。翼緣板下模板按照10 kN/m2(縱向5 m長度按照10 t)計算。翼緣板下每排橫向工字鋼所受的均布荷載值為36.61 kN/m；腹板平均面積為7.1 m2，腹板重量由5排排架承擔(dān)，則每道排架承擔(dān)20 cm范圍內(nèi)的荷載為39.71 kN/m；底板平均面積為7.08 m2，底板重量由8排排架承擔(dān)，則每道排架承擔(dān)60 cm范圍內(nèi)的荷載為29.69 kN/m。

4 托架結(jié)構(gòu)驗算

利用MIDAS有限元程序，按照托架實際結(jié)構(gòu)建立空間模型進行分析，單個0號塊按一次澆筑完成進行計算，所建模型見圖3，計算結(jié)果見表1。

圖3 整體計算模型

表1 托架結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果

注：L為變彎構(gòu)件的跨度。

(1)托架整體模型計算結(jié)果如圖4所示。

(2)橫向分配梁采用雙拼40b工字鋼，分部驗算結(jié)果如圖5所示。

(3)主梁上面采用I16b排架，排架驗算結(jié)果如圖6所示。

(4)翼緣板下縱向工字鋼采用I40b。

(5)托架為傳力結(jié)構(gòu)，將0號塊荷載傳遞給牛腿及墩身。托架由雙拼40b工字鋼組焊加工而成，其中上側(cè)橫梁提前預(yù)埋，斜撐現(xiàn)場焊接，斜撐底部焊接于支承牛腿上，頂部與提前預(yù)埋的橫梁焊接牢固。安裝時需用塔吊提升輔助安裝，保證左右對稱，底部均勻落于3個牛腿上，確保3個牛腿受力平衡。0號塊懸臂段布置6個三角架，單側(cè)3個為1組加設(shè)橫向聯(lián)結(jié)。

圖4 整體模型計算結(jié)果

圖5 橫向分配梁結(jié)果

圖6 排架計算結(jié)果

(6)托架支點最大水平反力361.0kN，最大豎向反力453.3 kN。

對拉桿檢算：為防止橋墩混凝土受拉，每個托架頂部采用4根?25 mm的精軋螺紋鋼連接，精軋螺紋鋼的承載力：N1=σ×A=1 629.7 kN；每個托架端部焊有鋼板，鋼板背面焊鋼筋鉤與梁體錨固，鋼筋采用6根?20 mm的普通鋼筋連接，普通鋼筋的承載力：N2=σ×A=678.6 kN。由于N1+N2≥361 kN，精軋螺紋鋼和普通鋼筋抗拉承載力滿足要求。

普通鋼筋和精軋螺紋鋼提供的抗彎彎矩：M1=σ×A×d>M2=F×d。式中：σ為普通鋼筋和精軋螺紋鋼的應(yīng)力(kPa)；A為普通鋼筋和精軋螺紋鋼的面積(m2)；d為水平方向力的偏心距離(m)；F為托架的最大水平反力(kN)。精軋螺紋鋼和普通鋼筋抗彎承載力滿足要求。

牛腿抗剪檢算：牛腿抗剪在整體模型中已考慮，所有剪應(yīng)力τmax=53.112 MPa<[τ]=80 MPa，抗剪強度滿足要求。承壓檢算：σ=35.976 MPa<200 MPa，牛腿局部承壓滿足要求。

5 內(nèi)模及方木驗算

內(nèi)模板采用15 mm竹膠板，按照竹膠板與方木按彈性嵌固考慮，取長度方向1 m條帶按照兩端簡支梁計算；內(nèi)模豎向方木、縱向方木、頂板下橫向方木、縱向方木(10 cm×10 cm)、縱向鋼管(2根48×3.5 mm)均簡化成對應(yīng)跨度的三跨連續(xù)梁建模分析計算。內(nèi)模板、方木和縱向鋼管的強度和剛度均滿足要求。對拉桿(M16鋼筋)驗算按照承受60 cm×60 cm范圍內(nèi)的荷載計算，對拉桿強度滿足要求。

6 結(jié)束語

跨那蘇河(60+104+60)m連續(xù)梁橋0號塊托架采用三角托架法，支架剛度大，整體性好，經(jīng)驗算托架結(jié)構(gòu)能滿足設(shè)計和一次性澆筑的施工安全穩(wěn)定要求，結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單可靠，施工簡便，節(jié)約了成本，提高了工作效率。