幾種連續箱梁0#段施工托架分析

熊志剛

摘要：隨著國內經濟的快速發展，橋梁技術也隨著突飛猛進，大跨度連續箱梁在鐵路、公路以及市政工程出現的頻率越來越多，連續箱梁中的0#段是整個箱梁的關鍵部位，其施工也顯得尤為重要，而托架則是0#段施工中的關鍵組成部分，本文就常見的幾種托架從結構類型、結構特點、施工過程、經濟利益進行了深入分析。

Abstract： With the rapid development of the domestic economy， the bridge technology has also advanced rapidly. The large-span continuous box girder is more and more widely used in railways， highways and municipal projects. The 0# section in the continuous box girder is the key part of the entire box girder， so its construction is also very important， and the bracket is a key component in the construction of 0# section. In this paper， several common brackets are analyzed in depth from structural type， structural characteristics， construction process and economic benefits.

關鍵詞：連續箱梁;0#段;高墩;托架;施工技術

Key words： continuous box girder;0# section;high pier;bracket;construction technology

中圖分類號：U445 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）13-0088-03

0 ?引言

隨著國內經濟的快速發展，橋梁技術也隨著突飛猛進，大跨度連續箱梁在鐵路、公路以及市政工程中出現的頻率越來越多，0#段作為整個箱梁的關鍵部位，其施工也顯得尤為重要，而托架則是0#段施工中的關鍵組成部分。

托架是固定在墩身上部，承擔0#塊支架、模板、混凝土和施工荷載的重要受力結構，其應有足夠的強度承擔混凝土自重、模板支架重量、人群機具重量、風載、沖擊荷載等荷載，且其自身的變形量應符合設計要求。

1 ?常見的托架形式介紹

第一種：如圖1拼裝焊接式托架所示，托架整體結構由左右兩個三角形組成，由工字鋼縱梁、工字鋼斜撐、槽鋼連接桿組成，左右兩側通過精軋螺紋鋼筋進行錨固。各桿件可由加工廠加工或現場下料加工，再在墩頂進行現場拼接，各桿件采用焊接進行連接，主要焊接部位有：縱梁與斜撐、斜撐與預埋鋼板、連接桿與各構件。

第二種：如圖2三角形整體吊裝式托架所示，托架整體結構由左右兩個三角形組成，兩個三角形均為組焊件，在工廠內已經加工成型，現場整體吊裝就位，三角架由縱梁、豎桿、斜撐組成。左右兩側頂部及下部均通過精軋螺紋鋼筋進行連接，墩身內預埋一定大小的鋼盒，通過插入鋼盒內的牛腿抵抗整個托架的豎向荷載。

應用項目有銀百高速公路甜永段天寧溝特大橋（95+3×180+95）m連續剛構，箱梁0號塊長度為8m，頂、底板厚度分別為0.5m和1.5m，腹板厚度為0.8m，混凝土為220m3。

第三種：如圖3拼裝銷接式托架所示，托架由縱梁、斜撐、牛腿組成，縱梁采用精軋螺紋鋼筋錨固在臨時支座或是縱梁連續進行連接，墩身內預埋鐵盒，牛腿直接插入鐵盒內，牛腿與縱梁采用斜撐通過銷子進行連接。

應用項目有：達成擴能改造工程唐家渡涪江雙線特大橋（40+64+40）m連續梁，0號梁段長12m，墩頂根部梁高6.6m。底板厚度120cm，腹板厚度72cm，頂板厚度42cm，二端懸挑長度3m，設計混凝土量為359m3。

渝利鐵路御臨河雙線特大橋（44+2×80+44）m連續梁，0號梁段長12m，墩身頂部寬6m，兩端懸挑長度3m，墩頂根部梁高6.8m。底板厚度40～120cm，腹板厚度40～80cm，頂板厚度42～75cm，設計混凝土量為297.2m3。

第四種：如圖4 Y形整體吊裝式托架所示，托架由墩身兩側組焊件組成，單個組焊件包括縱梁、斜撐和牛腿，安裝時單個直接吊裝。上部及下部直接插入墩身內預埋的鐵盒內，并采用精軋螺紋鋼筋在上部進行連接。

銀川至北海高速公路建始（隴里）至恩施（羅針田）兩溪河大橋80+150+80m連續剛構，預應力混凝土連續剛構箱梁根部高度9m，箱梁頂寬12m，底寬6.5m，頂板懸臂長度2.75m，懸臂板端部厚20cm，根部厚70cm，設計混凝土量為400m3。

為便于說明采用A、B、C、D分別代指第一、二、三、四種托架形式。

2 ?結構分析

四種托架從結構形式上分析，失穩狀態均為豎向和繞底部旋轉失穩，由于頂部均采用精軋螺紋鋼筋進行錨固，可靠性比較大，所以這里主要對豎向荷載傳遞進行分析。

2.1 豎向傳遞順序為：縱梁→斜撐及連接桿→預埋鋼板→墩身混凝土。其中關鍵部位在斜撐及連接桿與預埋鋼板的連接，焊接質量的好壞直接影響整個托架的穩定性;另外預埋鋼板是通過與鋼板焊接的鋼筋與混凝土進行連接，豎向剪力依靠鋼筋與鋼板的焊縫以及鋼筋自身的抗剪強度決定的，所以此結構設計要點在于除縱梁、斜撐及連接桿強度外，還有斜撐及連接桿與預埋鋼板的焊接、預埋件自身的抗剪強度。

2.2 豎向傳遞順序為：托架三角架→墩身混凝土。豎向傳遞過程簡單，上部荷載通過三角架直接傳遞至底部，通過插入鐵盒中的牛腿部分傳遞給墩身混凝土。由于牛腿受力面積比較小，所以此結構設計要點在于三角架強度、底部牛腿部分強度和預埋盒底部混凝土抗壓強度。

2.3 豎向傳遞順序為：縱梁→斜撐及墩頂混凝土→牛腿→墩身混凝土。此結構特點為豎向荷載通過縱梁和牛腿分兩部分傳遞至墩身混凝土，有效地解決了局部混凝土應力大的問題，主要設計要點在于縱梁、斜撐、銷子、牛腿、局部混凝土的強度，如果左右采用縱梁進行連接時，縱梁的水平位移限制也應著重考慮。

2.4 豎向傳遞順序為：組焊件→上部預埋盒底混凝土和下部預埋盒底混凝土。此結構與B結構類似，但豎向荷載分為兩部分傳遞至墩身混凝土，設計要點在于組焊件的強度和預埋盒底部混凝土抗壓強度。

3 ?施工分析

A：優點：托架構件可由加工廠加工或是現場加工;構件安裝靈活性比較大，通常是現場量取實際尺寸再現場進行下料;預埋件安裝精度要求一般。

缺點：現場施工內容多，構件的所有連接均采用現場拼裝焊接，焊接的節點比較多;高空作業時間長，安全風險大;焊接均為現場焊接，并存在立焊、倒焊等情況，焊接質量難以保證;預埋鋼板抗剪強度往往容易忽視;結構材料一次性投入，無法進行周轉使用。

B：優點：托架三角架為一個整體，安裝時單片進行吊裝，安裝速度快;三角架為組焊件，且在出廠前已加工完成，焊接質量可有效保證;現場作業內容少，安全風險低;托架為工廠標準化加工，可多次周轉使用，降低施工成本。

缺點：預埋鐵盒定位要求高，預埋盒的平面位置及標高直接影響托架安裝質量，往往出現托架水平位置發生變化以及豎向高低不一，影響托架整體受力;精軋螺紋鋼筋位置無豎向限位裝置，容易出現精軋螺紋鋼筋受剪切的狀態;豎向荷載在牛腿處過于集中，墩身混凝土容易出現局部破壞。

C：優點：該結構將縱梁、斜撐及牛腿分別進行加工廠加工，現場采用銷子進行連接，既給施工安裝提供了一定的靈活性，也減少了現場安裝工作量，結構構件質量可控;結構簡單靈活，構件均為直線形，便于運輸和周轉;可多次周轉使用，降低施工成本。

缺點：預埋鐵盒定位要求高，預埋盒的平面位置及標高直接影響托架安裝質量，往往出現托架水平位置發生變化以及豎向高低不一，影響托架整體受力。

D：優點：構件為組焊件，加工廠內一次成型，構件質量可控;結構小巧，安裝簡單，材料用量低，可多次周轉使用。

缺點：預埋鐵盒定位要求高，預埋盒的平面位置及標高直接影響托架安裝質量，往往出現托架水平位置發生變化以及豎向高低不一，影響托架整體受力;構件整體一次性加工成型，可調性差，安裝精度要求高;2m以內懸臂結構應用較好，大懸臂可用性較差。

4 ?經濟對比

材料用量計算依據參數說明：縱梁均采用40a工字鋼考慮，懸臂長度3m，預留1.5m作為施工平臺;下支點距縱梁底高度為5m;A、B、C類斜撐及B類豎桿均按雙拼25a槽鋼計算;A類連接桿按單拼25a槽鋼計算;D類斜撐按32工字鋼計算;牛腿按32a工字鋼計算。D類一般應用于懸臂2m以內的0#段施工，材料用量僅供參考。

5 ?總結

總結分析：A類托架由于是現場進行拼裝和焊接，從安全、質量以及進度方面考慮均不占優勢，一般不推薦使用;B類托架由工廠加工成形，整體安裝速度快，構件受力可靠度高，但構件整體較大，運輸較為困難，如果各節點能改裝為銷接，可大大提高其通用性;C類靈活簡單，安裝速度較快，周轉運輸簡單，但一般應用于連續梁的0#段施工，如連續剛構采用此結構時，上部支撐位置需要在墩身內預埋盒子，并對縱梁進行改進，0#段施工推薦采用此結構;D類結構一般應用于懸臂2m以內0#段施工，材料用量及安裝速度均有優勢，懸臂2m以內0#段托架可優先選用。

本文通過四種連續箱梁0#段施工托架的結構類型、結構特點、施工過程及經濟效益幾方面進行細致的介紹與分析，并結合涪江雙線特大橋、御臨河雙線特大橋、兩溪河特大橋的連續箱梁現場應用，提出了托架的各自特點以及優缺點，并進行總結分析，對連續箱梁0#段的施工托架選型有一定的參考價值。

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