跨越高速公路現澆箱梁門洞施工

□文 /竇連磊

跨越高速公路現澆箱梁門洞施工

□文 /竇連磊

上跨現有高速公路的現澆箱梁施工需要搭設滿足通行要求的門洞，天津市南港工業區紅旗路互通立交橋，其中第三聯（Z8#墩－Z12#墩）上跨海濱大道高速。文章以此工程為例，介紹門洞支架的施工方案，重點包括地基處理、門洞支撐的受力計算與搭設等關鍵施工技術。

門洞；現澆；箱梁；跨越；高速公路

1 工程概況

紅旗路互通式立交橋主線橋梁為東西走向，第三聯跨越海濱大道高速公路，在箱梁滿堂支架施工中需占用紅旗路與海濱大道高速公路交叉部分道路，施工必然會對海濱大道高速公路上的車輛通行產生影響，為確保箱梁施工中不阻斷海濱大道高速公路上車輛的正常行駛，需要在海濱大道高速公路上搭設門洞。該橋段為標準段，橋寬24.5m，梁高2.2m，箱梁斷面見圖1。

2 施工現場勘測

現場勘查海濱大道高速公路為左右雙幅6車道道路，單幅路面有效行車寬度15.75m，兩幅中間隔離帶寬3.0m。對海濱大道高速公路路面進行實測標高，共測出32點，測點布置見圖2，通過計算得出標高均值為5.643m。

3 施工方案

3.1 地基處理

為保證海濱大道高速路路基不受破壞，在海濱大道高速公路邊坡段采用換填山皮石、水泥穩定碎石層和混凝土墊層分3步臺階式處理。水泥穩定碎石層為40cm，混凝土墊層為10cm。剩余為山皮石，首先清除海濱大道邊坡覆土放置旁邊，然后填充山皮石，山皮石分層填筑，設置50cm一層碾壓，碾壓完成后再進行下步施工。水溝旁50cm位置至Z9/Z11邊緣將按照設計要求采用φ600mm﹫1.5m高壓旋噴樁處理，旋噴樁處理面積為長25m、寬5m。其上分別鋪設山皮石水泥穩定碎石層及10cm厚C10混凝土墊層來做滿堂支架的基礎，保證其承載力和穩定性，見圖3。

在施工完畢后將換填材料進行清除，把原邊坡覆土從新覆蓋，回復原邊坡面貌。

3.2 支撐體系搭設

跨海濱大道高速公路行車道左右幅采用支墩門洞式+滿堂式支架法跨越海濱大道高速，預留汽車通道的方案進行施工。支架搭設超出箱梁翼緣板約1m設防墜鋼管護欄并在鋼管護欄內側設置隔離板，外側安裝安全防落網、設置限高5.0m標識牌。

為保證車輛行駛通暢和施工安全，采用雙門洞形式，確保了三車道行車順暢，也保證門洞搭設的施工安全，初步選定采用50A工字鋼搭設行車通道，單幅門洞工字鋼凈寬分別是8m和4m（計算荷載時取9.2m和5.6m），工字鋼凈高5.0m。支架底部用標準圍欄圍護1.8m高并安裝密目網，防止施工過程中落物砸壞過往車輛，在門洞前方安裝警示燈。

采用直徑φ609mm、壁厚14mm的鋼管作支撐柱，鋼管柱每根長4.0m，搭設的門洞采用50A工字鋼作為縱向分配梁，30H型鋼雙拼形式作為橫向分配梁，下方是間距3m的鋼管柱作為支撐墩，長寬為26m×1m的鋼筋混凝土墩作為條形基礎。門洞布置見圖4。

3.3 支架受力驗算

針對跨徑8m門洞支架進行驗算。

1)荷載計算。模板及模板支撐架荷載q1；內模（包括支撐架）取q1－1=1.0（kN/m2）；側模取q1－2=0.8（kN/m2）；底模（包括背帶木）取q1－3=0.7（kN/m2）；支撐柱的高度為4.0m，混凝土重度取26kN/m3。

施工荷載q3：施工人員及設備荷載取q3-1=1.0（kN/m2）；水平模板的混凝土振搗荷載取q3-2=2.0（kN/m2）。

考慮縱向工字鋼順橋向分別為9.2m內的荷載，計算上部荷載的方法按照分段計算，由于10#墩向11#墩方向上腹板寬度由70cm至40cm推進，則取①腹板寬70cm段的長度為6.2m，②腹板寬70cm至40cm變化段取 3m。①斷面面積為18.522m2，q1=18.522×6.2×26=2986（kN）；②斷面面積為 16.953m2，q2=16.953×3×26=1322.3（kN）；則總混凝土的重量為 4308.3kN，其他模板、施工荷載q’=（24.5×9.2）×（1+2+0.7+1）=1059.4（kN），考慮 1.4的系數，則總荷載q=1059.4×1.4+4308.3=5791.5（kN）。

2）50A工字鋼的驗算。理論重量：q自重=0.936kN/m，慣性矩Ix=46472cm4；截面模量Wx=1858.9cm3；彈性模量Ex=2100000kg/cm2。分配到32根工字鋼上，則每根工字鋼上的均布荷載q1=5791.5/(32×9.2)=19.7（kN/m），加上工字鋼自重 0.936kN/m，q=0.936+19.7=20.6（kN/m）。

最大彎矩M=ql2/8=0.125×20.6×9.22=218（kN·m），彎曲應力σ=M/Wx=218×103/(1858.9×10-6)×10-6=117（MPa）＜[σ]=205MPa，滿足條件。

撓度ω=(5×20.6×9.24)/(384×2.1×104×4.6472）=20mm＜[ω]=9.2/400=23（mm），滿足條件。

3）30H雙拼型鋼驗算。慣性矩Ix=6760cm4；截面模量Wx=4606.67cm3；E=2100000kg/cm2，單位重量為0.945kN/m；均布荷載q=2×0.945+9.2×20.6/2=96.65（kN）。

最大彎矩M=0.08×ql2=0.08×96.65×32=70（kN·m），彎曲應力σ=M/Wx=70×103/(2×450667×10-9)=78（MPa）＜[σ]=205MPa，滿足條件。

撓度ω=0.677×70×33×104/(100×2.1×105×106×2×67600000×10-12)=4.5mm＜7.5mm，滿足條件。

4）鋼管柱的驗算。鋼管柱采用外徑609mm，壁厚14 mm的鋼管，截面積為257.736cm2，取中間一排柱計算，中間橫橋向布置10根，每根鋼管柱承重為171.5

kN，[σ]=178.4MPa，σ=7MPa，σ＜[σ]，鋼管柱滿足要求。

綜上計算，門洞支撐體系符合要求。

4 結語

跨越高速公路現澆箱梁門洞支架搭設應嚴格進行強度、剛度及穩定性的驗算，在門洞的搭設與拆除的過程中應配合交通部門維護好交通，保證行駛車輛的安全。

U448.21+3

C

1008-3197（2013）02-62-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.02.023

2012-07-04

竇連磊/男，助理工程師，天津市天政基礎設施建設有限公司，從事工程技術管理工作。