水中大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋超長0#塊（30 m）支架設(shè)計(jì)

馬威

（中鐵二十一局集團(tuán)第三工程有限公司，陜西西安710000）

水中大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋超長0#塊（30 m）支架設(shè)計(jì)

馬威

（中鐵二十一局集團(tuán)第三工程有限公司，陜西西安710000）

水中大跨度剛構(gòu)橋施工難度較大，對(duì)其支撐結(jié)構(gòu)體系要求較高，故支撐體系的合理設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。以某實(shí)際工程為例，對(duì)該大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的超長0#塊（30 m）按照梁式支架，立柱采用雙拼40槽鋼的支撐體系，利用M id a s軟件計(jì)算橫梁和立柱的內(nèi)力，并對(duì)橫梁和立柱的承載能力及立柱壓桿的穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)算。結(jié)果表明，按照梁式支架，立柱采用雙拼40槽鋼的支撐體系作為大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋超長梁的支撐體系是行之有效的。

鐵路橋梁；支架計(jì)算；模型試驗(yàn)；連續(xù)剛構(gòu)橋；壓桿穩(wěn)定；橋梁施工

0 引言

連續(xù)剛構(gòu)0#塊施工對(duì)橋梁的整體施工有很大的影響，0#塊的支架型式也有很多，國內(nèi)目前對(duì)大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁的施工大多數(shù)都是選擇在固定支架上就地澆筑，最常見的就是滿堂式支架和梁柱式支架[1]。已有研究表明：連續(xù)剛構(gòu)0#塊的施工支架方案不同，對(duì)其撓度變形和內(nèi)力有較大的影響[2]；在設(shè)計(jì)0#塊支架時(shí)，不僅要考慮支架施工方便，還得考慮支架的強(qiáng)度和穩(wěn)定性[3]；運(yùn)用 Midas 軟件計(jì)算支架承載能力與穩(wěn)定性有較好的準(zhǔn)確度[4]。現(xiàn)今對(duì)此類支架的研究也比較多，而對(duì)大跨度跨河連續(xù)剛構(gòu)橋超長梁的施工及支架的計(jì)算還相對(duì)薄弱。超長0#塊（30 m）無論是施工的難度還是支架的布設(shè)對(duì)實(shí)際工程來說都是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。本文以某實(shí)際工程為例，采用梁式支架的布設(shè)形式，利用M id a s軟件對(duì)該支撐體系做了詳細(xì)的計(jì)算，得出該類復(fù)雜工程的支架施工方案，并對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了研究。

1 工程實(shí)例

跨渦河連續(xù)剛構(gòu)橋位于新建商合杭鐵路551#墩～554#墩（起訖里程D K67+960.48～D K68+ 306.58），總長度346.1 m，主橋跨越渦河，邊跨跨越河岸兩側(cè)公路。該河道寬348.5 m，常水位寬269.8 m，最大水深6.3 m，常水面標(biāo)高35.10 m，河水流速0.5 m/s。渦河大堤北路頂面高程39.73 m，距離梁底20.4 m；渦河大堤南路頂面高程39.84 m，距離梁底17.48 m。該橋552#橋墩及553#橋墩處在河道中，552#墩到渦河北岸水面邊緣49.53 m，墩位處水深約1.5 m；553#墩到河水邊緣50.97 m，墩位處水深約3.0 m。

主梁采用單箱雙室、變高度、直腹板箱型截面，中跨跨中及邊支點(diǎn)截面中心處梁高4.515 m，中支點(diǎn)截面中心處梁高10.015 m，梁高按二次拋物線變化。

梁頂寬一般段16.6 m，邊支點(diǎn)處考慮與鄰跨標(biāo)準(zhǔn)梁相接頂寬線性變化為13.2 m，頂板厚0.45～0.6 m，中支點(diǎn)附近頂板加厚為1 m,邊支點(diǎn)處局部頂板加厚為0.65 m。

本設(shè)計(jì)中支架按照梁式支架，立柱設(shè)計(jì)采用雙拼40槽鋼，立柱與承臺(tái)預(yù)埋50 c m×50 c m× 1.5 c m的鋼板焊接，同時(shí)與承臺(tái)水平預(yù)埋雙40工字鋼焊接。立柱設(shè)兩道水平及縱向連接桿，連接桿采用[25槽鋼并于墩身預(yù)埋鋼板固結(jié)。在梁底3.5 m處設(shè)置縱梁，采用雙拼[40的工字鋼并與墩身預(yù)埋工字鋼焊接，縱梁上布置[25槽鋼分配梁，間距30 c m，分配梁上搭設(shè)0.3×0.3×0.3 m的鋼管滿堂支架。

由支架設(shè)計(jì)圖和梁設(shè)計(jì)圖可得橫梁計(jì)算簡圖（見圖1）。

圖1 橫梁受力簡圖（單位：cm）

2 0 #塊支架的計(jì)算

2.1 橫梁內(nèi)力計(jì)算

圖2 橫梁反力圖（單位：t）

圖3 橫梁彎矩圖（Mmax=-90.6 t·m）

圖4 橫梁剪力圖（Qmax=256.8 t）

利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的原理，通過M id a s軟件對(duì)橫梁結(jié)構(gòu)計(jì)算并得出橫梁的內(nèi)力，如圖2～圖4所示。表w=237 c m3，則根（[σ]=1.4 t/c m）2。根據(jù)構(gòu)造及偏安全考慮至少取30根。

2.2 支架受力計(jì)算

2.2.1 支架受力簡圖

由支架設(shè)計(jì)圖知采用20a工字鋼作為橫梁，查上計(jì)算知，可得支架計(jì)算簡圖（見圖5）。878.9 c m3，則滿足要求。

圖5 支架受力簡圖（單位：cm）

2.2.2 支架計(jì)算內(nèi)力圖

利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的原理，通過M id a s軟件對(duì)支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，并得出支架的內(nèi)力，如圖6～圖10所示。

RAx=-20.4 t,RAz=51 t，RGZ=95.6 t，RHz=98.2 t，RIx=20.4 t，RIz=238.6 t。

采用雙拼40槽鋼作為A F水平桿，查表w=

圖6 支架反力圖（單位：t）

圖7 支架水平桿彎矩圖（=-19.3 t·m）

圖8 支架水平桿剪力圖（=-51 t）

圖9 支架水平桿軸力圖（=20.4 t）

圖10 支架豎桿軸力圖（-107.7 t)

3 支架的驗(yàn)算

3.1 端頭主拉應(yīng)力驗(yàn)算

其中剪力Q=-51 t，查表J=17 577.9 c m4，S=則τ=主拉應(yīng)力為其中滿足要求。

3.2 壓桿應(yīng)力驗(yàn)算

壓桿采用雙拼40槽鋼，查表A g=75.05 c m2。

壓桿最大外力為E I桿則0.72 t/c m2＜[σ]=1.4 t/c m2，滿足要求。

3.3 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算

由設(shè)計(jì)圖知該支撐體系共設(shè)兩道平面、豎面連接系，并與立柱預(yù)埋件相固定，則最高節(jié)段長L=7 m，按兩端鉸接計(jì)算，μ=1.0，查表回轉(zhuǎn)半徑查表得φ=0.89，則：σ=滿足要求。

4 結(jié)論

大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋中的超長0#施工塊的施工難度及支架布設(shè)較復(fù)雜，而本文按照梁式支架，立柱采用雙拼槽鋼的支撐體系作為大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋超長梁的支撐體系是行之有效的。

[1]王愛國,楊少宏.預(yù)應(yīng)力混凝土箱型連續(xù)梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2002(3):83-87.

[2]連德攀,李斌,梁艷,等.連續(xù)剛構(gòu)橋0～#塊施工支架選型[J].四川建筑科學(xué)研究,2016(5):129-132.

[3]秦文.黃家溝大橋連續(xù)剛構(gòu)0號(hào)段托架設(shè)計(jì)與計(jì)算[J].工程質(zhì)量,2013(11):23-28.

[4]于秀娟,臧景海.高架橋連續(xù)剛構(gòu)箱梁滿堂支架的穩(wěn)定性計(jì)算與控制[J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸,2007(3):33-36.

[5]蒲黎明.三角托架在連續(xù)剛構(gòu)橋中0號(hào)塊施工的運(yùn)用[J].中外企業(yè)家,2010(10):223-225.

U448.23

B

1009-7716（2017）06-0105-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.030

2017-03-06

馬威（1977-），男，河南光山人，高級(jí)工程師，從事測(cè)量工作。