楊林樞紐立交預應力現澆箱梁墩梁式支架設計

劉東升

【摘 要】通過潮惠高速楊林樞紐立交預應力混凝土現澆梁支架設計及驗算實例，重點介紹貝雷片在現澆支架施工的受力驗算的主要思路。

【關鍵詞】預應力現澆連續梁；支架設計；邁達斯civil2011；建模驗算

0.工程簡介

潮惠高速公路楊林樞紐立交預應力混凝土現澆連續箱梁梁高為2m，上部結構采用單箱三室的截面形式，頂板寬度16.25m，底板寬度11.25m，兩側懸臂個為2.5m。全梁采用縱向預應力體系，按支架整體現澆施工，施工順序為：先澆底、腹板，在底、腹板達到70%的設計強度后再澆頂板。本次計算針對楊林樞紐立交現澆梁右幅2#-5#墩（如圖）進行施工計算，計算中鋼筋混凝土容重采用26.5KN/m。

右幅2#-5#墩側面圖

1.現澆箱梁支架設計

鑒于現澆梁處原地面高差較大，且基地軟基較厚，采用滿堂支架，地基處理較難，且安全隱患較大，因此采用鋼管貝雷片支架。

鋼管支架采用條形基礎，基礎底部地基處理滿足基地承載力要求。基礎采用C25混凝土澆筑，長度為16.1m，寬為2m，高為1m。

條形基礎上預埋1.2cm厚鋼板，與鋼管支架焊接，是鋼管牢牢的固定在條形基礎上。鋼管直徑D=529mm，高度5m-17m不等，529鋼管的橫向間距為2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m。鋼管與鋼管之間采用[14槽鋼作橫向連接在一起，從而增加鋼管的整體穩定性。

鋼管頂部采用雙拼I32工字鋼為橫梁，連接方式為焊接，橫梁上縱向鋪設7組貝雷梁作為主要的縱向抗彎承重構件，貝雷梁的縱向跨度為：10.5m，10.5m，3m，10.5m，9m，10.5m，3m，10.5m，9m，10.5m，橫向間距為2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m。貝雷梁上部為[10槽鋼，間距墩頂橫梁下為20cm，其他位置為45cm。[10槽鋼上鋪10cm×10cm方木，間距為80cm，橋墩處方木間距為40cm；方木上方滿鋪厚1.8cm竹膠板。翼緣部分采用碗扣支架，碗扣架縱向間距為90cm，橫向間距為90cm，頂托上方采用兩層方木，方木上方滿鋪竹膠板。

2.預應力現澆箱梁施工驗算

2.1計算原則

（1）滿足結構受力的強度、剛度、穩定性的要求。

（2）考慮結構的安全性。

（3）計算的模型盡量符合實際的力學模型。

2.2材料的選擇

（1）箱梁的底模、側模采用竹膠板，竹膠板下墊10cm×10cm方木。

（2）貝雷片上部分配梁采用10槽鋼慣性矩 I=198cm4，截面模量 W=39.7cm3，E=200Gpa 截面積 A=12.748cm2，型鋼自重：10.007kg/m。

（3）貝雷片參數：

銷子為30 鉻錳鈦鋼，插銷為彈簧鋼，桁片、加強弦桿、縱橫梁及支撐架材質為16 錳鋼。

16 錳鋼的拉應力、壓應力及彎曲應力：1.3*210=273MPa。

16 錳鋼的剪應力：1.3*120=156MPa。

（4）鋼管樁縱梁采用32a雙拼工字鋼：慣性矩 I=11080cm4，截面模量 W=692cm3，E=200Gpa截面積 A=67cm2，型鋼自重：52.7kg/m。

（5）鋼管采用D=529mm，壁厚0.6cm，型鋼自重：77.89kg/m。

2.3荷載取值

（1）現澆梁混凝土容重26.5KN/m3；計算時考慮結構自重。

（2）荷載組合思路：按照混凝土截面及槽鋼間距計算不同位置的荷載組合值，墩頂對應部分荷載值按照實腹計算并加載。

（3）荷載組合值：

2.4支架上部結構受力模型的建立

邁達斯civil2011建立整體模型：

2.5荷載組合設計

荷載取值考慮到墩柱在底、腹板達到70%的設計強度后澆頂板時也參與受力所以荷載組合組合值采用1.0倍恒載。

通過建模計算

（1）結構的整體受力狀態。

通過建模驗算最不利位置為：墩柱位置的貝雷片（見下圖）

（2）10[槽鋼的受力驗算。

10[槽鋼間距為0.45cm，墩頂處間距為20cm

10[槽鋼彎曲應力圖：

彎曲應力為：5.90×104KN/m2=59MPa<215MPa

10[槽鋼剪應力圖：

剪應力為：2.13×104KN/m2=21.3MPa<125MPa

（3）貝雷片的驗算。

貝雷片采用90花架連接，共用七組，間距為2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m。

貝雷片彎曲應力圖：

彎曲應力為：2.68×105KN/m2=268MPa<273MPa

在受力最不利的部位進行弦桿加強

（4）32工字鋼的驗算。

鋼管樁上部橫梁為雙拼32工字鋼，間距為：10.5，10.5，3，10.5，9，10.5，3，10.5，9，10.5。

32工字鋼彎曲應力圖：

彎曲應力為：9.7×104KN/m2=97MPa<215MPa

剪應力圖：

剪應力為：6.64×105KN/m2=66.4MPa<125MPa

（5）529鋼管的驗算。

鋼管橫向間距為2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m，縱向間距10.5，10.5，3，10.5，9，10.5，3，10.5，9，10.5

529鋼管的組合應力圖：

組合應力為：8.21×104KN/m2=82.1MPa<215MPa

529鋼管的剪切應力圖：

1.26×103KN/m2=1.26MPa<125MPa

529鋼管的縱向位移：

縱向最大位移為：2.13mm

529鋼管的橫向位移：

縱向最大位移為：0.5mm

（6）支點反力及地基承載力：

條形基礎混凝土采用C25混凝土，基礎處理要求進行動力觸探，地基承載力大于設計承載力。

3.結論

此結構受力明確合理，采用鋼管貝雷片支架能夠減少地基處理帶來的困難，尤其在雨季施工，鋼管支架能夠更好的適用于墩柱原地面高差相對較大的現澆梁，滿足施工要求。 [科]

【參考文獻】

[1]JTG/TF50-2011.公路橋涵施工技術規范.

[2]JTGF80/1-2004.公路工程質量檢驗評定標準.

[3]江正榮.建筑施工計算手冊（第二版），中國建筑出版社.

[4]路橋施工計算手冊，人民交通出版社.