黃角坳大橋現澆連續箱梁專項施工方案

中鐵十八局集團 第三工程有限公司 陳桂娜

黃角坳大橋現澆連續箱梁專項施工方案

中鐵十八局集團 第三工程有限公司 陳桂娜

黃角坳大橋位于榮縣西互通區內，為主線上跨E匝道而設，第2聯左右錯孔布置，交角為90°。其中，大橋左幅跨徑為2×25 m＋（20 m＋30 m＋25 m）＋4×25m，右幅跨徑為2×25 m＋（25 m＋30 m＋20 m）＋4×25 m，全長239 m。

一、碗扣支架結構設計

現澆箱梁支架的搭設為單聯3跨、2跨整體施工，采用滿堂式碗扣支架的支撐方式。碗扣支架采用WDJ式支架，架桿外徑4.8 cm，壁厚0.35 cm，內徑4.1 cm。支架順橋向縱向間距0.9 m，橫向間距0.9 m，橫隔板、橫梁處縱向間距0.6 m，大橋橫向間距梁底為0.9 m，縱橫水平桿步距取0.9 m，翼板部位頂桿不超過0.7 m，箱體部位的頂桿高度不超過0.6 m。支架的縱向和橫向每隔4 ~ 6 m設一道扣件鋼管剪刀撐，剪刀撐與地面的夾角為45° ~ 60°。因為模板支撐架的高度大于4.8 m，所以其頂端和底部必須設置水平剪刀撐。中間每4.8 m設置一道水平剪刀撐。鋼管頂托上縱橋向設規格為14 cm×20 cm的方木，在14 cm×20 cm的方木上設規格為10 cm×10 cm的（橫向肋木間距30 cm），橫向肋木上方鋪設頂板底模。底模板用15 mm高強度竹膠板，翼緣模板及外側模板用定制的鋼模板。

二、模板支撐架立桿平面布置

模板支撐架立桿平面布置如圖1所示。

圖1 模板支撐架立桿平面布置

三、支架結構的驗算

1.計算最不利單肢立桿軸向力及承載力（以大橋左幅第2聯為計算實例）。砼按2 400 kg/m3計算，則砼自重G1＝2 400×（291.96＋391.76＋311.97）×9.8＝23 418.629 kN；鋼筋及鋼束重G2＝（64 457 ＋ 75 690＋49 297＋9 234.2＋9 246＋9 243.2 ＋3 981.2＋4 400.32＋3 452.45＋ 4 004.65＋2 649.92＋2 621.27 ＋1 996.51＋2 052.26＋3 811.5）×9.8 kN ＝ 2 412.147 kN。

現澆箱梁自重G3＝G1＋G2＝25 830.776 kN。箱梁自重每 平方米所產生的荷載q1＝25 830.776 / [ （18.568＋14.876）×75/2] kPa＝20.613 kPa。施工機具人員荷載q2＝2.5 kPa，砼施工振搗荷載q3＝2.0 kPa，砼施工傾倒荷載q4＝2.0 kPa，箱梁芯模q5＝1.5 kPa，底模荷載q6＝2.0 kPa。

2.支架結構強度驗算。由于腹板處受力最大，因而以腹板處為計算標準。永久荷載結構重力安全系數取1.2，基本可變荷載安全系數取1.4。

不組合風荷載時，單肢立桿軸向力N＝ 1.2×（46.8 ＋ 2 ＋1.5）＋1.4×（2＋2＋2.5）×0.9×0.9 kN＝ 67.73 kN。

式（1）中，N為軸心壓力設計值，An為鋼管凈截面積，則σ＝N / An＝ 67.73×1 000 / 489＝ 138.51 N/mm2＜ 205 N/mm2，得知工程設計符合要求（桿件自重產生的應力很小，可以忽略不計）。

3.支架結構穩定性驗算。N / An值根據長細比λ選取，長度計算公式為：

式（2）中，k為計算長度附加系數，其值取1.155；μ為考慮腳手架整體穩定因素的單桿計算長度系數；μ取1.2；h為立桿步距。則模板支架立桿的計算長度l0＝1.155×1.2×0.9＝1.25 m，按穩定性計算立桿的受壓力（步距90 cm），長細比λ＝l0/I＝1.25×100/1.58＝79.11。

軸心受壓件的穩定系數φ為0.728，根據式（1）有σ＝N /φAn＝ 67.73×1 000 /（0.728×489）＝ 190.26 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程設計符合要求，且翼緣板、腹板、底板等均滿足要求。

4.橫梁支架結構強度驗算。橫梁處受力最大，永久荷載結構重力的安全系數取1.2，基本可變荷載的安全系數取1.4。

以4號墩中橫梁為驗算依據，N＝ [（2×1.8×13.59）×24＋（3 981＋4 400）×9.8/1 000]/（2×13.59）＝ 46.22 kN/m2。

不組合風荷載時，單肢立桿軸向力N＝1.2×（46.22＋2＋1.5）＋1.4×（2＋2＋2.5）×0.9×0.6 kN＝ 64.58 kN。

對于鋼管支架，有σ＝N / φAn＝ 132.07 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程設計方案符合要求（桿件自重產生的應力很小，可以忽略不計）。

5.橫梁支架結構穩定性驗算。φ值根據長細比λ選取，計算長度。

模板支架立桿的計算長度l0＝1.155×1.2×0.9＝1.25 m。

按穩定性計算立桿的受壓力（步距90cm），長細比λ＝l0/I＝1.25×100/1.58＝79.11，則軸心受壓件的穩定系數φ＝0.728。則σ＝N / φAn＝64.58×1 000/（0.728×489）＝181.41 N/mm2＜205 N/mm2，得知工程設計符合要求。

6.縱梁強度驗算。縱梁為14 cm×20 cm方木，b＝14 cm，高度h＝20cm，跨徑為0.9 m，間距為0.9 m。據此可知，0.9 m長縱梁上承擔3根橫梁重G＝0.1×0.1×0.9×7.5×3＝0.2 kN，作用在縱梁上的均布荷載q＝（69.46＋0.2）×0.9＝ 62.69 kN/m。

由以上數據可以計算得出跨中最大彎矩M＝qL2/8 ＝62.69×0.92/8 ＝ 6.35 kN·m。

則落葉松容許抗彎應力σ＝10.8 MPa，彈性模量E＝8.1×103MPa，縱梁彎拉應力σ＝M/I＝6.8 MPa ＜10.8 MPa，即縱梁彎拉應力滿足要求；縱梁撓度f＝5qL4/ 384EI＝0.72 mm ＜f＝L/400＝2.25 mm，即縱梁彎拉應力滿足要求。