基于懸澆箱梁0#塊施工的一種三角托架裝置

彭通洲(四川路橋華東建設有限責任公司)

基于懸澆箱梁0#塊施工的一種三角托架裝置

彭通洲(四川路橋華東建設有限責任公司)

摘要:結合具體實例，闡明一種結構安全、施工高效、可重復使用的三角托架裝置在掛籃懸澆箱梁0#塊施工過程中的運用，以達到降低成本、節約資源、減少能耗的目的。

關鍵詞:三角托架;懸澆; 0#塊施工

1　前言

隨著公路交通建設的不斷發展，國家高速公路、高速鐵路的不斷完善，路網建設不斷向西部、向山區、向高原挺進，橋隧比例不斷提高(最高橋隧比的高速公路:汶(川)－馬(爾康)高速公路，86.5%)，高墩、大跨不斷涌現，尤其是跨徑200 m以下的連續梁在跨越深谷、河流、主要道路的工程中以其施工工藝成熟、造價低、所需特種設備少等優勢成為首選。結合實例詳細闡明可重復使用的三角托架在懸澆箱梁0#塊的施工中的運用。

2　問題說明

常規連續梁橋、連續剛構橋在0#甚至1#塊的施工時采用落地式支架法和托架法兩種。落地式支架簡單，適用于墩側地基基礎較好、墩柱高度不高的情形;托架法則主要適用于墩側地基基礎處理難度較大、墩柱高度較大或處于水中不便施工的情形。

在托架法施工過程中則多采用在墩柱施工時預埋型鋼或預埋鋼板的樣式。在0#塊、1#塊施工時采用型鋼與預埋件進行焊接連接，施工完成后采用氣割割除墩柱表面以外的支架部分。其優點使用簡單直接、受力分析明確，受到廣大工程技術人員的“青睞”;然而其缺點也給不少施工人員帶來不少煩惱。

首先墩柱施工時要預埋較大截面的型鋼或者較大面積的鋼板及錨筋與墩柱結構鋼筋相互影響，預埋費時，精度不高;其次支架安裝時需要高空焊接，操作不易、作業時間較長，焊接質量不易保證，安全風險較高;最后施工完成后會在墩柱表面留下一道面積不小的“傷疤”，其留下的型鋼、鋼板需采用特殊防腐處理，否則影響墩柱的耐久性。

對此結合工程實例提出使用一種可重復使用的三角托架裝置可避免以上問題，以達到結構安全、施工高效、節約資源、減少對橋梁耐久性影響的目的。

3　實例介紹

3.1簡述

杭新景高速公路是《浙江省公路水路交通建設規劃》(2003－2010)公路主骨架“兩縱兩橫十八連三繞三通道”中的“一連”。杭新景高速公路衢州段(建德壽昌至浙贛省界開化白沙關)，全長105.053 km，設計速度100 km/h，橋梁總長24 337 m/80座。

本例方家亭大橋全橋上部結構共3聯:左幅: 3×30 + (30 +50 +30) +2×30 m;右幅20 + 3×30 + (30 + 50 + 30) +30 m。第1、3聯采用預應力混凝土(后張)先簡支后連續T梁;第2聯采用預應力混凝土現澆連續箱梁。箱梁采用C50混凝土，左右雙幅，半幅橋寬12.5 m，單箱單室斷面，其中箱底寬6.5 m，兩側懸臂翼緣板寬3.00 m。箱梁根部梁體中心線梁高H根=3.1 m，跨中及邊跨現澆段中心線梁高H中= 1.8 m。

箱梁0#塊長10 m，墩柱寬3 m，0#塊于墩前后端各懸挑3.5 m，混凝土176.8 m3，通過對比施工難以程度、經濟性、環保與耐久性等，選擇如(圖1)所示的施工方案，即采用可重復使用的三角托架裝置。

該橋左右兩幅共計4個0#塊，按計劃先施工左幅2個0#塊，共需投入2對三角托架及連接拉桿，待左幅0#塊施工完成，臨時錨固措施到位后，拆除三角托架，進行后續懸澆施工的同時，可安裝右幅三角托架，先行右幅0#塊施工以達到工期計劃合理，資源有效配置及合理利用的目的。

3.2三角托架構造

通過擬選細部結構尺寸及試算結果，選擇三角托架采用雙拼2I25b工字鋼組合而成，兩支間凈距6 cm，以利于φ32精軋螺紋鋼筋對拉連接及拆除作業，同時也提高工字鋼y軸方向的抵抗矩，兩支間連接采用連接板間距1 m，同時對主要受力集中部位對工字鋼進行加勁處理。

精軋螺紋鋼用于錨固托架豎桿，只承受拉力，不承受剪力。托架豎桿上部錨固螺紋鋼主要承受拉力，采用Φ32 mm的精軋螺紋鋼，下部螺紋鋼僅作為錨固托架用，故采用Φ25 mm的精軋螺紋鋼。剪力栓采用2根一組100 mm的Q235鋼柱，承受托架傳遞全部豎向荷載。

3.2.1三角托架驗算

路橋施工計算手冊中荷載組合系數為: 1.2DEAD +1.4q活為最不利荷載，根據其最不利荷載組合驗算雙I25托架計算結果如下。

最大彎矩Mmax=55.4 kN·m;彎曲應力σmax=69.4 MPa ＜145 MPa;滿足要求。

最大軸力Nmax= 612.3 kN·m;軸向應力σmax= 63.7 MPa＜145 MPa;滿足要求。

組合應力(軸力+彎矩)σmax= 88.2 MPa＜145 MPa;滿足要求。

最大剪力Qmax= 259.0 kN;剪應力τmax= 74.3 MPa＜［τ］=85 MPa;滿足要求。

變形位移

fmax=2.7 mm＜L/400 =5 mm;滿足要求。

3.2.2對拉桿驗算

軋螺紋鋼所受最大拉力為343 kN，則精軋螺紋鋼最大拉應力σmax= 343 000/(3.14×32×32/4) = 426.5 MPa＜650 MPa;滿足要求。

為減小精軋螺紋鋼生伸長量對結構穩定性的影響，應對精軋螺紋鋼施加預緊力，取張拉控制力為1.2倍最大拉力，即412 kN。

3.2.3剪力栓驗算

剪力栓所受最大剪力Qmax=439.1 kN

［τ］=85 MPa

滿足要求。

3.3實用價值

通過測算常規預埋鋼板或預埋連接工字鋼等，一個0#塊施工單從不可回收材料消耗1萬余元，左右兩幅4個節約4萬元，同時采用該三角托架裝置避免高空焊接施工降低了施工難度，減小了人力、機械設備消耗，也避免了后期結構物外露防腐處理，也增強了墩柱的美觀形象。

4　結論

從簡單的結構受力驗算，到實物三角托架的加工、安裝、使用及拆除，通過實踐證明該托架裝置是可行的，達到了預期的目的。雖然從單座橋梁施工中的使用情況看成本節約不是很明顯，但隨著高速公路向西部、向山區不斷挺進，同類橋梁結構不斷重復涌現，總體價值是可觀的。對企業來說降低了施工難度又節約了成本，對全社會來說節約了資源又降低了能耗。

參考文獻:

［1］周水興，何兆益，鄒毅松，等.路橋施工計算手冊［M］.人民交通出版社，2001.

［2］杭新景高速公路施工圖.浙江省交通規劃設計研究院，2011.

收稿日期:2015－03－31

中圖分類號:U442

文獻標識碼:C

文章編號:1008－3383(2015)05－0089－01