崔明鑫 CUI Ming-xin

（中鐵十五局集團第三工程有限公司，成都 611730）

1 工程簡介

廣中江高速公路第TJ10合同段黃圃雁林1#高架橋21#、22#和23#墩橫跨既有道路橋梁，共有懸臂單墩蓋梁3片，均為懸臂單墩預應(yīng)力蓋梁。該處蓋梁位于大魁河大橋南岸，YZ22#、YY21#蓋梁處于新建大魁河橋（中山市規(guī)劃黃圃新區(qū)縱四線）左右幅中央分隔帶處，蓋梁與既有大魁河橋（原有老橋，新橋修建完畢進行拆除）凈空高度為10.5m（除支架占有空間外，凈空6.5m），重疊交叉寬度1.5m。

表1 懸臂單墩蓋梁參數(shù)明細表

2 支架設(shè)計

圖1 懸臂單墩蓋梁結(jié)構(gòu)示意圖

懸臂單墩蓋梁施工采用鋼管支架現(xiàn)澆，鋼管立柱外徑630mm，壁厚8mm 8根鋼管樁下口均支承在承臺上，支架頂部利用I40型鋼連接成整體橫梁，在鋼管樁中間高度焊接平聯(lián)，卸落梁采用16個32t螺旋千斤頂，主梁采用單側(cè)4排貝雷梁，分配梁用I18，間距60cm，鋼管樁為φ63cm，壁厚8mm，斜撐三腳架采用[20槽鋼進行焊接，三角桁架片間凈距40cm，橫向采用L10cm角鋼連接成整體。支架結(jié)構(gòu)詳細設(shè)計見圖2-圖4。

圖2 懸臂單墩蓋梁支架設(shè)計立面示意圖

圖4 懸臂單墩蓋梁支架設(shè)計側(cè)面示意圖

3 支架計算

選取最不利支架進行演算，黃圃雁林1#高架橋YZ23#墩蓋梁混凝土重量114.1方（方量最大），懸臂長度6.95m為最不利安全支架蓋梁。

3.1 荷載說明

懸臂單墩蓋梁支架設(shè)計荷載說明：

荷載一：蓋梁自重，設(shè)計時取容重26kN/m3

荷載二：模板重量：每平米按120Kg

荷載三：分配梁重量：根據(jù)所用材料取值，常用的為I18

荷載四：施工荷載，主要考慮施工時支架上的人員，材料以及振搗力，取2.5kN/m2

3.2 支架計算

325鋼管連系桿焊縫處理：

對接焊縫呈T形連接，拉應(yīng)力角度取值θ角＝21.6°σ=Nsin90°/（δ×LW）。

σ為焊縫抗拉應(yīng)力值。

N為水平推力，計算取值按照集中點受力取值，（懸臂端結(jié)構(gòu)重＋橫梁）×tanθ。

δ為325鋼管壁厚，取值7.5mm。

LW為焊縫長度，取值1020mm

焊腳尺寸取1.5×sqrt（tmax）=4.7mm，由于操作因素等，取1.5倍焊腳長度8mm施焊。

圖3 懸臂單墩蓋梁支架設(shè)計平面示意圖

故采用325鋼管滿足支架承重設(shè)計要求。

圖5 鋼管連接件焊縫示意圖

托架計算設(shè)計荷載及組合：

3.2.1 荷載系數(shù)

靜載系數(shù)取值1.2；活載系數(shù)取值1.4；

托架正常使用時采用的安全系數(shù)為2。

3.2.2 作用于托架的荷載

①混凝土荷載：取混凝土截面計算；

②托架自重：由midas系統(tǒng)根據(jù)定義截面自行取值。

3.2.3 荷載組合

荷載組合：①+②；

荷載組合主要用于托架結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性計算。

所有荷載均按照線載荷施加。

1）蓋梁自重荷載P1，P1蓋梁為變截面，荷載為梯形荷載，計算時取蓋梁橫向一半的最不利邊

2）模板、分配橫梁自重

分配橫梁采用I18，間距60cm，q5=0.241×1.6×2.4/2=0.462kN/m；

模板自重q6=1.2×（2.65+1.2）=4.62kN/m；

3）施工荷載（人員、機具、材料、其它臨時荷載）

按q7=2.5kN/m2×1.2=3kN/m均布荷載計；

荷載組合：

軸力：拉力為正，壓力為負；

應(yīng)力：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負；

其它內(nèi)力規(guī)定同結(jié)構(gòu)力學的規(guī)定。

圖7 懸臂單墩蓋梁支架應(yīng)力計算結(jié)果

連系桿橫梁與螺旋鋼管連接設(shè)計：采用20mm鋼板焊接在630螺旋管頂，將I40工字鋼放置在鋼板中心，I40工字鋼兩側(cè)采用10mm鋼板加筋補強，I40工字鋼與鋼板連接滿焊，并在工字鋼肋板兩側(cè)分別打設(shè)4個孔，采用M24高強螺栓連接固定，目的為了消除橫向位移產(chǎn)生負彎矩應(yīng)力，是支架最大受力點滿足結(jié)構(gòu)受力要求。

利用Midas Civl整體建模計算，計算采用整體模型，主構(gòu)架各節(jié)點的連接釋放銷軸的自由度，計算模型如圖6-圖8所示。

圖6 懸臂單墩蓋梁支架計算

圖8 懸臂單墩蓋梁支架位移計算結(jié)果

經(jīng)計算，最大應(yīng)力為138.2MPa，符合要求。

經(jīng)計算，最大位移為2.209mm，小于L/400，符合要求。

計算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)強度、剛度等滿足施工需求。

鋼管柱基礎(chǔ)與承臺相容，承臺砼強度為C25，基礎(chǔ)承載能力遠遠大于支架承載力要求，故此處不再驗算。

4 結(jié)束語

在橋梁施工中，支架設(shè)計尤為重要，本文通過詳細地闡述在特殊工況條件下懸臂單墩蓋梁支架的設(shè)計和驗算，證明了懸臂單墩蓋梁支架設(shè)計的可行性，其能夠充分保證在橋梁建設(shè)中的安全適用性、經(jīng)濟合理性，為類似工程的施工提供參考依據(jù)。