杜軍科DU Jun-ke

（中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司，咸陽 712000）

0 引言

目前在城市橋梁建設(shè)中，有很多橋梁需要跨越交通主干道，若傳統(tǒng)簡支梁無法滿足跨徑要求時，需在此處設(shè)計(jì)為連續(xù)梁來滿足凈空及跨度需求。對于線路為直線或大半徑區(qū)段，懸臂法連續(xù)梁不但施工工藝簡單而且對下方交通通行無影響，但當(dāng)該區(qū)段為小半徑線路時，傳統(tǒng)懸臂法連續(xù)梁由于離心偏移而無法滿足施工需求，因此小半徑線路區(qū)段多設(shè)計(jì)為支架法現(xiàn)澆連續(xù)梁。對于跨越交通主干道的支架連續(xù)梁，不但要求其支架搭設(shè)后下方滿足交通通行要求，而且要保證連續(xù)梁底部線性滿足設(shè)計(jì)要求。在天府機(jī)場高速公路TJ4 標(biāo)K 主線6 號橋現(xiàn)澆連續(xù)梁施工中，通過對橋梁周邊的交通和地質(zhì)地形充分調(diào)查，采用鋼管貝雷梁和盤扣式混合型支架對該連續(xù)梁施工，不但滿足了下方交通通行要求，而且也保證了連續(xù)梁梁底的線性要求。由于該連續(xù)梁與交通道路為斜交，盤扣式支架也彌補(bǔ)了貝雷梁支架無法觸及到的部位，使得整體受力均處于可控范圍內(nèi)，不但充分利用立有利地形和地質(zhì)條件，而且支架搭設(shè)拆除均比較簡便，降低了施工措施費(fèi)用。通過現(xiàn)場實(shí)際使用，該類型支架在跨路現(xiàn)澆連續(xù)梁施工中取得很好的效果。

1 工程概況

天府機(jī)場高速公路TJ4 標(biāo)K 主線6 號橋位于冷家河壩互通與龍泉山1 號隧道之間，起止里程為K16+717～K16+908，全長191m（含搭板），橋梁線路與下方城市主干道東分路夾角16 度，其中2#、3#墩分別位于東分路北主、輔路隔離帶和南主、輔路隔離帶內(nèi)，1#和4#墩位于兩側(cè)路邊。上部結(jié)構(gòu)采用3 跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋跨布置為（43.28+54.5+43.28）m，橋梁下部結(jié)構(gòu)：橋墩為圓柱式墩、平均墩高8m，橋臺采用肋板式橋臺；樁基為鉆孔灌注樁，橋墩樁基深28～29m、橋臺樁基深22～23m。

2 混合型支架設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

K 主線6 號橋（43.28+54.5+43.28）m 連續(xù)梁采用支架一次澆筑成型?？绲缆范沃Ъ懿捎秘惱琢褐Ъ芘c盤扣式鋼管相結(jié)合的支架形式?？缭降缆诽幵O(shè)置貝雷梁支架，盤扣式鋼管支撐在貝雷梁支架上。其余范圍盤扣式鋼管支撐在硬化地面。

貝雷梁支架的鋼管立柱每條道路通道兩側(cè)各設(shè)一排，均采用鋼管，其間距在受力較大區(qū)域?yàn)?m，其余區(qū)域?yàn)?m。鋼管立柱之間采用[14b 聯(lián)結(jié)系相連，以保證穩(wěn)定性。鋼管立柱頂部順道路方向設(shè)2 根Ⅰ45a 型鋼分配梁，其上布置貝雷梁。其中跨東分路南、北輔道處貝雷梁跨度布置均為（7.41+4.41）m。跨東分路南、北主道處貝雷梁跨度布置均為（8.91+6+8.91）m。貝雷梁橫向布置間距，在受力較大區(qū)域?yàn)?.45m，其余區(qū)域?yàn)?.9m。貝雷梁與路面之間預(yù)留通行凈高不小于4.5m。貝雷梁頂滿鋪δ18 竹膠板以作安全防護(hù)防止高空墜物。鋼管立柱下部支承在條形基礎(chǔ)上。條形基礎(chǔ)采用C30 鋼筋混凝土，斷面為1m×1m，基底為道路路面。承臺范圍內(nèi)的基坑以碎石土回填并碾壓密實(shí)，確保地基承載力不小于350kPa。

盤扣式鋼管支架采用B 型（即立桿為Φ48×3.2mm 規(guī)格）。貝雷梁支架范圍內(nèi)的立桿底座通過2 根Ⅰ10 型鋼分配梁支承于貝雷梁頂部。其余立桿底座直接支承在路面或地面。非路面范圍的原地表土換填壓實(shí)后澆筑20cm 厚C20 混凝土硬化。盤扣式鋼管支架水平桿步距為1.0m，最頂層水平桿步距為0.5m。立桿頂部伸出最上層水平桿不超過0.4m。詳見圖1 混合型支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

圖1 混合型支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

3 混合型支架受力驗(yàn)算

3.1 荷載取值

3.1.1 箱梁混凝土重量

鋼筋混凝土容重按26kN/m3取，梁體腹板底板等部位重量根據(jù)其分段體積進(jìn)行計(jì)算。加載時同時考慮線路平曲線的影響，即箱梁荷載按最小半徑的平曲線加載。

3.1.2 支架重量

鋼管+貝雷梁支架根據(jù)支架布置及型號分別計(jì)算重量，由程序自動加載。貝雷梁上盤扣支架的重量按1kN/m2計(jì)。

3.1.3 模板重量

按1.5kN/m2計(jì)。

3.1.4 施工荷載

作業(yè)人員（含手持施工機(jī)具）放荷載按1.0kN/m2計(jì)；

混凝土澆筑時振搗荷載按2.0kN/m2計(jì)（僅局部計(jì)算時考慮）。

3.2 貝雷梁支架計(jì)算

3.2.1 貝雷梁支架計(jì)算模型

以跨度較大的中跨貝雷梁支架為例，采用MIDAS 計(jì)算軟件對混合型支架進(jìn)行建模計(jì)算。貝雷梁以梁單元為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，貝雷梁之間連接銷設(shè)置為鉸接，底分配梁與貝雷梁之間設(shè)置為可轉(zhuǎn)動的剛性連接，鋼管樁嵌入地層底部邊界條件設(shè)置為嵌固樁。計(jì)算模型如圖2。

圖2 貝雷梁支架計(jì)算模型

3.2.2 貝雷梁計(jì)算

通過對上述模型運(yùn)行后的結(jié)果，在混凝土澆筑時，貝雷梁底部弦桿最大應(yīng)力為235kN，小于其極限應(yīng)力560kN，如圖3 所示，滿足要求。

圖3 貝雷梁弦桿軸力分布圖（單位：kN）

貝雷梁豎向立桿最大軸向應(yīng)力為156kN，小于其最大極限軸力210kN，如圖4 所示，滿足要求。

圖4 貝雷梁豎桿軸力分布圖（單位：kN）

貝雷梁斜向支撐桿最大軸應(yīng)力為129kN，小于其最大極限軸應(yīng)力170kN，滿足要求。

貝雷梁支架跨中部分其最大撓度值為8mm，小于其設(shè)計(jì)最大撓度值為8mm<9000/400=22（mm），如圖5 所示，滿足要求。

圖5 貝雷梁撓度圖（單位：mm）

3.3 鋼管立柱計(jì)算

通過模型計(jì)算，混凝土澆筑工況下鋼管立柱（Φ630×8）最大組合應(yīng)力83MPa<205MPa，滿足要求。詳見圖6 所示。

圖6 鋼管立柱組合應(yīng)力圖（單位：MPa）

混凝土澆筑工況下鋼管立柱（Φ630×8）最大剪應(yīng)力23MPa<100MPa，滿足要求。詳見圖7 所示。

圖7 鋼管立柱剪應(yīng)力圖（單位：MPa）

鋼管立柱最大計(jì)算長度4.5m，λ＝4500/219＝21，按照b類構(gòu)取的穩(wěn)定系數(shù)查表可得為0.97，穩(wěn)定性計(jì)算如下：，滿足要求。

3.4 盤扣式鋼管支架計(jì)算

3.4.1 考慮穩(wěn)定性的立桿軸向力設(shè)計(jì)值計(jì)算

盤扣式鋼管支架立桿截面為φ48×3.2，材質(zhì)為Q345。水平桿豎向步距為h=1.0m，其最頂部水平桿上下步距為0.5m，立桿頂部與水平桿間距不得超過0.4m。

根據(jù)《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》。

立桿計(jì)算長度取下式中較大值：

3.4.2 箱梁腹板、橫隔板下立桿計(jì)算

箱梁腹板、橫隔板最高處為3.9m，腹板下立桿布置間距為0.9m×0.3m。考慮模板、施工荷載，腹板下立桿的軸向力設(shè)計(jì)值：

滿足要求。

3.4.3 底板下立桿計(jì)算

箱梁頂、底板最厚處總厚度為1.85m，底板下立桿布置間距為0.9m×0.9m?？紤]模板、施工荷載，腹板下立桿的軸向力設(shè)計(jì)值：

滿足要求。

4 混合支架施工工藝及注意事項(xiàng)

4.1 支架基礎(chǔ)

貝雷梁立柱基礎(chǔ)采用C30 鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)高×寬均為1.0m。基礎(chǔ)頂面和底面縱向均設(shè)置HRB400Φ20 鋼筋，間距22.5cm；側(cè)面縱向設(shè)置HRB400Φ12 鋼筋，間距42.5cm；橫向箍筋均采用HRB400Φ12 鋼筋，間距為40cm。條形基礎(chǔ)上預(yù)埋8 根M24 型螺栓固定，螺栓埋入條形基礎(chǔ)長度不小于40cm，外漏長度外漏8cm。

盤扣式支架地基范圍原狀土進(jìn)行壓實(shí)，換填80cm 片石，換填時應(yīng)特別注意橋墩位置和四周邊部的壓實(shí)；施工機(jī)械不能碾壓的部位采用小型夯機(jī)人工夯實(shí)，攤平壓實(shí)完成后采用靜力觸探試驗(yàn)檢測地基承載力，地基承載力不得小于350kPa。地基承載力滿足要求后，測量放線支立模板進(jìn)行基礎(chǔ)硬化，硬化采用20cm 厚度C20 混凝土，沿現(xiàn)澆梁長度和寬度方兩端各超出1m，沿寬度方向兩側(cè)各設(shè)1%排水坡，沿長度方向設(shè)置2%排水坡。

4.2 梁-柱式支架搭設(shè)

4.2.1 立柱安裝

鋼管利用整根鋼管下料制作而成，直徑630mm 鋼管；利用吊車安裝就位，與預(yù)埋的8 根M24 鋼筋雙螺母連接，并在柱腳位置均勻焊接8 個10mm 厚加勁肋與螺母間隔布置。

4.2.2 貝雷架吊裝

貝雷梁預(yù)先在施工場地內(nèi)進(jìn)行分段拼裝，該支架貝雷片間距有45cm 和90cm 兩種形式，所選用的支撐架應(yīng)滿足要求。為保證吊裝的穩(wěn)定性，可將兩榀貝雷梁先拼裝為一個組合桁架。貝雷梁之間的連接銷軸要安裝到位，為防止銷軸脫落，需采用開口銷進(jìn)行固定。貝雷梁在吊裝前，需按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)位置在底分配梁上用油漆或記號筆標(biāo)記處貝雷片的中心位置，吊裝時要將貝雷梁吊裝至標(biāo)記位置。

4.3 盤扣式支架搭設(shè)

地基基礎(chǔ)承載力、排水坡度經(jīng)驗(yàn)收合格后，開始底座安裝。先用墨斗彈出底座安放位置，按照定位線交叉點(diǎn)位置安放，底座的軸心線需與地面垂直。底座按橫橋向0.9m、1.2m、縱向0.9m、1.2m 的間距安放可調(diào)底座，按計(jì)算標(biāo)高調(diào)節(jié)底座上的可調(diào)螺帽位置，使螺帽頂面位于同一水平面，保證其受力均勻，盤扣式支架底部支座支撐螺桿外露長度小于30cm，底層水平桿（兼做掃地桿）距離地面小于55cm。按照設(shè)計(jì)圖紙的位置將每個立桿在地面做好標(biāo)記，然后依次進(jìn)行安裝。

支架搭設(shè)時先安裝立桿，然后安裝斜桿，待該層全部安裝完畢后方可進(jìn)行下一步的安裝，立桿安裝間隔不得超過兩層。支撐架的搭設(shè)需分階段進(jìn)行，第一階段的撂底高度一般為5.0m，搭設(shè)后需檢查合格后再繼續(xù)搭設(shè)。腳手架全高的垂直度需≤L/500，最大允許偏差小于50mm。

立桿、橫桿：第一層立桿安裝時要選擇不同長度的立桿有規(guī)則的交錯安裝，相鄰兩個立桿頂部不得在一個平面上，使得立桿接頭不在同一水平面上，立桿需配置可調(diào)底座。底部橫桿嚴(yán)禁拆除。詳見圖8。

圖8 盤扣式支架與貝雷梁支架連接大樣示意圖

5 質(zhì)量保證措施

①支架基礎(chǔ)必須進(jìn)行承載力試驗(yàn)，當(dāng)?shù)鼗休d力符合要求時方可進(jìn)行下一步施工。②項(xiàng)目部對所進(jìn)場的鋼管、貝雷梁、盤扣架必須進(jìn)行嚴(yán)格檢查驗(yàn)收，并抽樣進(jìn)行送檢，符合要求后方可用于現(xiàn)場施工。③現(xiàn)場貝雷梁鋼管立柱標(biāo)高必須符合設(shè)計(jì)要求，貝雷梁下方通行凈空不得小于設(shè)計(jì)要求。貝雷梁與底分配梁及鋼管立柱受力必須垂直。④盤扣式支架位于貝雷梁上時，需確保兩者之間的工字鋼受力垂直，不得產(chǎn)生傾斜或扭曲變形。

6 結(jié)束語

通過使用混合型支架，不但滿足了連續(xù)梁下方交通通行要求，而且也保證了連續(xù)梁梁底的線性要求。盤扣式支架與貝雷梁支架的結(jié)合使用，使得支架整體受力均處于可控范圍內(nèi)，不但充分利用立有利地形和地質(zhì)條件，而且支架搭設(shè)拆除均比較簡便，降低了施工措施費(fèi)用。此方法為后續(xù)類似施工提供了借鑒和參考。