變截面預應力混凝土連續箱梁鋼管樁支架結構計算分析

2014-10-21 19:57:28高建科

基層建設 2014年25期

高建科

摘要：鋼管樁支架現澆施工為橋梁工程重點和難點工程之一。某橋主橋為五跨變截面預應力混凝土連續箱梁，全長823米，橋梁施工支架的搭設對于工程建設結構安全至關重要。本文結合變截面預應力混凝土連續箱梁施工方法和特點，對鋼管樁支架結構承載力和穩定性進行計算，給出施工監測和控制要點，可為同類型工程施工提供參考。

關鍵詞：變截面;箱梁大橋;鋼管樁;結構計算

1、前言

據統計，每年都有橋梁因為支架的倒塌而產生人員傷亡[1]，通常發生事故原因有兩個，一是設計荷載不足，安全失效，二是施工管理不到位，工作人員蠻干，導致施工安全事故。橋梁施工支架的施工方法和技術對于工程建設的順利進行以及結構的安全至關重要。

隨著橋梁技術不斷發展，變截面大體積預應力混凝土箱梁得到越來越廣泛的應用，其設計及施工單位更加重視施工計算和腳手架培訓工作。例如李明星[2]結合某市政變截面曲線匝道橋滿堂門式支架施工，詳細介紹了滿堂門式支架的構架方法和穩定性計算。文瑜謝瑋[1].對橋梁施工臨時支架倒塌的常見原因進行了分析，對影響支架穩定性的因素和支架穩定性計算方法進行了總結。劉明軍，林志軍[3]介紹田安大橋主橋拱面部分的梁段安裝支架鋼管樁的設計計算與施工。希文峰，黃羚[4]根據滿堂支架的結構及受力特征，分析了滿堂支架荷載計算方法以及立桿、底模、縱向方木、橫向方木等主要組成構件的計算模型。

2、工程概況

某橋工程樁號分別為K0+000，終點樁號K2+300，全長2.3km。主橋上部構造：混凝土C55：16293.6m3Ⅰ鋼筋606t，Ⅱ鋼筋2747t，預應力鋼絞線841t。該橋左幅設計為：（4×32m）等截面預應力砼連續箱梁+（58+3×96+58）變截面預應力砼連續箱梁+（3×24）等截面預應力砼連續箱梁+（4×32）等截面預應力砼連續箱梁+（3×32）等截面預應力砼連續箱梁;右幅設計為：（3×32m +24.175m）等截面預應力砼連續箱梁+（58+3×96+58）變截面預應力砼連續箱梁+（25.825+2×27）等截面預應力砼連續箱梁+（4×32）等截面預應力砼連續箱梁+（3×32）等截面預應力砼連續箱梁。

該橋主橋設計為58m+3×96m+58m五跨變截面預應力混凝土連續箱梁。主跨箱梁單“T”共分12段懸臂澆筑，0號梁段長12m，其余1-12號梁分段長為7×300+5×400cm，邊跨、次邊跨、中跨合攏段都為2m，邊跨現澆段長10m。0號梁段和邊跨現澆段采用鋼管樁支架現澆施工，主跨T構采用對稱掛籃懸臂現澆施工，懸澆最重梁段為1794kN。

3、鋼管樁支架計算

主要臨時支架破壞形式為失穩破壞，即支架倒塌。倒塌主要是由于支架承受的施工臨時荷載時位移變形過大而造成，即幾何非線性的影響十分明顯。為保證臨時支架結構體系，整體穩定性滿足要求是設計過程的首要問題。支架現澆方案，采用布架靈活、搭拆方便、承載力大。如圖2所示，取單根鋼管樁受力進行分析。