李鵬

摘要：蘭州至海口國家高速公路陳家壩特大橋主跨為58m+90m+58m分幅式單箱雙室變截面連續(xù)箱梁，連續(xù)箱梁采取掛籃懸澆方法。特大橋主墩高達19m，其0號段具有大尺寸、大體積及特級高處作業(yè)等特點，故對現(xiàn)澆模板支撐方案要求非常高，需滿足承受巨大混凝土和施工荷載、沉降變形小、安全穩(wěn)定性好、經(jīng)濟合理等要求。本項目根據(jù)橋墩高度、0號段結構尺寸等情況，采用螺旋管做支架承載主體，并對支撐的其他構部件進行了設計優(yōu)化，最終設計出了符合高承載、低沉降、高安全及低成本的0號段支撐系統(tǒng)，順利完成本項目大尺寸0號段的現(xiàn)澆施工。

Abstract： The main span of Chenjiaba Bridge of Lanzhou-Haikou National Expressway is 58m+90m+58m split-type single-box double-chamber variable-section continuous box girder， and continuous box girder adopts hanging basket suspension method. The main pier of the special bridge is up to 19 meters， and the? section has the characteristics of large size， large volume and special high-level operation. Therefore， the requirements for the cast-in-place formwork support scheme are very high， and it needs to meet the huge concrete and construction load， the small settlement deformation， good safety and stability， economical and other requirements. According to the height of the pier and the structural size of No.0 section， the project adopts a spiral pipe as the main body of the support， and optimizes the other components of the support. Finally， the No.0 support system conforming to high load bearing， low settlement， high safety and low cost is designed to successfully complete the cast-in-place construction of the large size No.0 section of the project.

關鍵詞：連續(xù)箱梁;0號段模板支撐系統(tǒng);高墩;大尺寸;螺旋管立柱

Key words： continuous box girder;No.0 section formwork support system;high pier;large size;spiral pipe column

中圖分類號：U443.22? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0185-04

0? 引言

進行連續(xù)梁掛籃懸澆前，首先需進行0號段的墩頂現(xiàn)澆施工，然后以0號段作為安裝掛籃的基礎，方可以0號段作為標高、線型基準逐節(jié)懸澆連續(xù)梁的其他節(jié)段?？梢娍刂?號段的施工質量是非常重要的，其直接影響到后續(xù)其他節(jié)段箱梁的施工質量及連續(xù)梁的整體線型，故0號段的施工質量是確保連續(xù)梁整體施工質量的關鍵。

隨著設計、施工技術的進步，橋梁的連續(xù)梁向著跨度更大、橋面更寬、墩身更高方向發(fā)展，相應的0號段也更趨向于大尺寸、大體積及更高處作業(yè)等。采用傳統(tǒng)的0號段支撐方案已難以適應上述0號段現(xiàn)澆施工的需要，所以工程技術人員擴展思路、采用先進材料、技術方可解決上述難題具有非?，F(xiàn)實的工程意義。

1? 工程概況

蘭州至?？趪腋咚俟罚℅75）渭源至武都建設項目路基、橋涵及隧道工程WW20標段的陳家壩特大橋全長982.56m，特大橋主橋梁體結構為58m+90m+58m分幅式單箱雙室變截面連續(xù)箱梁，每幅箱梁頂板寬17m，底板寬12m，兩翼板懸臂長2.5m，箱梁頂板設置成2%單向橫坡，梁高在中橋墩處為5.6m，邊橋墩及跨中處為2.5m。主墩采取雙柱式直墩，墩高為19m。

其0號段具有大尺寸、大體積及特級高處作業(yè)等特點，施工難度大，對現(xiàn)澆模板支撐方案的承載能力及安全穩(wěn)定性要求非常高。

2? 連續(xù)梁0號段現(xiàn)澆施工模板支撐方案的比選及優(yōu)化

2.1 傳統(tǒng)支撐方案的適用性評估

2.1.1 墩旁托架

墩旁托架采用在墩身頂部位置預埋鋼板及錨筋，然后搭設由型鋼構成的牛腳支架等組成。因本項目0號段為大尺寸、大體積，滿足承載要求牛腿外形尺寸很大，需要耗費較多鋼材，施工成本高。且支架焊接工作量大，因高空焊接質量難以保證，存在較大的安全風險。

且墩身采用雙柱式墩，兩墩相距較遠，兩墩間牛腿最近距度達6.3m。經(jīng)驗算，需要在牛腿上鋪設大尺寸型鋼方可滿足此大跨度的承載要求，而大尺寸型鋼的使用又進一步增加了牛腿承受的荷載數(shù)量，故從技術、經(jīng)濟及施工可行性方面，墩旁托架的支撐方案適用性差。

2.1.2 滿堂支架

本項目主墩高達19m，滿堂支架需使用大量支架材料和耗費大量勞力進行搭設，施工成本高;高大滿堂支架的沉降變形量較大，0號段的施工質量難以控制，存在較大質量及安全風險;滿堂支架部分地面支撐點位于承臺以外，橋下地質條件差，支架基底的地基加固處理工程量大，成本高。故本項目不適合采用滿堂支架的形式。

2.2 最終支撐系統(tǒng)方案

結合其他類似項目的施工方案，最終采取了螺旋管支架的0號段支撐方案，螺旋管具有施工簡單，承載能力強，支架的壓縮變形量小及間距可靈活布設等優(yōu)點，同時支架的下支點均可布置在承臺上，確保了支撐的牢固安全性，免于進行地基處理加固。

本項目根據(jù)設計0號段構造、結構尺寸、橋墩高度和現(xiàn)場情況進行了優(yōu)化及創(chuàng)新，實際螺旋管支架具體設計方案見圖1、圖2所示。

在特大橋Z12、Z13號墩搭設螺旋鋼管樁平臺，螺旋管規(guī)格型號為Φ529×8，順橋向在墩身每側布置2排，排距為200cm，內(nèi)排距墩中心線為250cm;螺旋鋼管樁橫橋向每排設置5根，按間距305cm均勻布設。

在承臺上預埋20塊鋼板（80×80×2cm），用于螺旋管的底部連接。每兩螺旋鋼管之間設置14#槽鋼橫聯(lián)。鋼管頂部焊接樁頂鋼板，鋼板尺寸為80×80×2cm。為方便卸落支架，在每個鋼管樁頂部放置一個沙箱，沙箱上下為80×80×2cm鋼板，中間由Φ529×8鋼管制作而成，沙箱高度70cm。

橫橋向采用三拼I40b工字鋼作為支架主梁。在主梁上均勻分布，三拼I40b工字鋼均勻擺放32b工字鋼作為分配梁，分配梁設置間距基本為50cm，腹板下分配梁間距加密至30cm。

分配梁上設置高度不同I20、I32、I40工字鋼進行底模的調坡。調坡工字鋼上滿鋪10×10方木，方木上擺放竹膠板底模。

3? 主橋0#塊支架驗算

3.1 計算方法

①計算方法：概率論為基礎的極限狀態(tài)設計法，Midas電算結合手算。

②材料強度設計值：

Q235鋼：抗拉、抗壓和抗彎f=215MPa;抗剪fv=125MPa;彈性模量E=206GPa。

方木：抗彎fw=17MPa;抗剪fwv=1.6MPa;彈性模量E=10GPa。

3.2 荷載取值

3.2.1 恒載

恒載主要包括梁體鋼筋混凝土重和支架模板重，各材料容重如下：

3.2.2 活載

3.2.3 荷載組合（表1、表2）

3.3 荷載分布的確定

根據(jù)連續(xù)梁結構設計圖，結合支架布置情況，選擇標準截面進行各部位桿件受力檢算。

3.4 分配方木驗算

竹膠板下采用10×10cm方木，方木選用東北落葉松，方木截面特性如下：

截面積A=10×10=100cm2

彈性模量：E=1×104MPa

抗彎模量：W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3

慣性矩I=bh3/12=10×103/12=833.3cm4

根據(jù)《建筑施工計算手冊》，方木按照多跨連續(xù)梁考慮。荷載取值長度按方木間距計算，取0.2m（底板）和0.15m（腹板）。計算跨度按I30b縱梁間距取值，腹板下取0.3m，底板下取0.5m。面荷載強度計算按上面荷載組合分布取值，計算結果詳見表3。

根據(jù)計算結果，正應力均小于17MPa，剪應力均小于1.6MPa，剛度均小于l/400，所以方木強度和剛度均滿足要求。

3.5? 0號段I32b縱梁驗算

I32b縱梁受力驗算如圖6～圖8所示。

從計算結果得知：

I32b縱梁最大組合應力：213.6MPa<[σw]=215MPa。

I32b縱梁最大剪應力：116.9MPa<[τ]=125MPa。

I32b縱梁最大變形：2.23mm

因此，I32b縱梁強度和剛度滿足要求。

3.6 0號段三拼I40b橫梁驗算

從計算結果得知：

3I40b橫梁最大組合應力：163MPa<[σw]=215MPa;

3I40b橫梁最大剪應力：108MPa<[τ]=125MPa;

3I40b橫梁最大變形：5.32mm

3.7 0號段鋼管樁驗算

①鋼管樁強度驗算。

經(jīng)計算，鋼管樁受力見圖9所示。

鋼管樁所受的最大軸力N=1239.7kN，？準529×8mm鋼管樁截面積為：

式中：MP—考慮立柱垂直度和柱頂橫梁安裝誤差，由軸力對管柱產(chǎn)生的彎矩，此處不考慮安裝誤差，MP=0。

因此，鋼管樁強度滿足要求。

②鋼管樁穩(wěn)定性驗算。

鋼管樁長度因數(shù)μ=1.0，鋼管長度取l=19.0m。

4? 結束語

進行陳家壩特大橋連續(xù)梁0號段現(xiàn)澆施工時，根據(jù)設計橋墩高度、0號段構造、外形尺寸和現(xiàn)場情況，0號塊采用螺旋管樁的模板支撐系統(tǒng)。并通過承載檢算，對支撐系統(tǒng)的其他構件布設設計進行了優(yōu)化，在施工時嚴格控制質量，按時順利完成施工任務。樹立了公司品牌，并取得了良好的經(jīng)濟效益。

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