老橋橋面上搭設滿堂支架驗算分析

李耀東

(昆山市交通工程質量監督站，江蘇 昆山 215300)

1 引 言

在城市高架橋建設中，利用老橋橋面進行支架搭設的案例越來越多。某項目主線高架橋第14聯位于老橋以上，老橋橋垮布置為(2×16+22+2×16)m，單幅橋寬度13.25 m，上部結構形式為空心板，橋梁建設投入使用僅十余年，整體使用性能良好，可以作為搭設支架使用。該項目主線高架橋MB42、MB43號墩位于老橋跨河內。為避讓老橋基礎，主線高架橋采用33 m+38 m+35 m橋跨布置，主線橋支架現澆施工時擬采用在老橋上部搭設滿堂支架。為保障主線高架橋支架搭設安全可靠，需對老橋板梁基礎的進行承載力驗算及沉降觀測，可為類似項目建設提供經驗。

2 老橋承載力驗算

2.1 模型建立

通過查看原設計圖紙，對老橋板梁的設計參數進行收集。老橋1#～12#板梁的橫截面積分別為0.405 m2、0.406 m2、0.552 m2、1.054 m2、0.733 m2、0.47 m2、0.47 m2、0.798 m2、0.9 m2、0.47 m2、0.47 m2、0.985 m2。本文采用通過利用橋梁博士進行建模，對原老橋板梁承載力進行驗算，并通過人工計算進行校核。此處，對老橋最大跨徑的22 m板梁進行驗算，即最不利情況進行承載力驗收。22 m板梁建模共分25個節點，24個板梁單元。

計算模擬共分為三個施工階段：第一施工階段，即板梁預制安裝及橋面鋪裝層施工階段；第二施工階段，即板梁的收縮徐變階段，第三施工階段為主線高架橋箱梁支架現澆階段。單元信息和鋼束信息均按設計圖紙施加。

利用橋梁受力的對稱性，以主線橋箱梁一半截面進行分析。

2.2 板梁受力分析

對應的作用在老橋各片板梁上的荷載表1所示，其中恒載作用于板梁全斷面，活荷載作用范圍按1.0 m計。根據現場施工方案，施工時為提高安全性能在板梁上部立桿下方鋪設貝雷支架，貝雷支架上部立桿位置鋪設方木，支架立柱鋼管作用在貝雷支架上部。綜合現場施工情況，板梁承載力驗算主要包括荷載因素有：①混凝土自重N1、②模板楞木自重N2、③碗扣支架自重N3、④貝雷支架自重N4、⑤人員機械荷載N5、⑥混凝土振搗附加荷載N6、⑦混凝土傾斜沖擊荷載N7。其中恒載組織=①混凝土自重N1+②模板楞木自重N2+③碗扣支架自重N3+④貝雷支架自重N4，活載組合=⑤人員機械荷載N5+⑥混凝土振搗附加荷載N6+⑦混凝土傾斜沖擊荷載N7。

表1 地面橋板梁荷載計算表

根據板梁鉸接板法計算出每片板梁的影響線。根據各片板梁的受力及影響線可推算出每片板梁的受力，如圖1所示。由圖可知，活載作用在第12#板梁為最不利情況，該板梁為板梁橫向布置最中間位置的板梁，12#板梁的承受荷載大小為20.8 KN/m。

圖1 每片板梁受力情況

2.3 最不利板梁強度及變形驗算

選取第12#板梁作為分析對象，通過橋梁博士電算輸出截面強度驗算結果，各截面極限強度、最大彎矩如圖2所示。

圖2 12#板梁各單元最大彎矩及極限抗力

根據圖2可知，12#板梁各單元在荷載作用下，均表現為下拉受彎的受力情況。最大彎矩及極限抗力從1#單元到12#單位逐步增大，13#單元處均達到最大值，14#單位到24#單位逐步減小。各單元最大彎矩均在極限抗力內，最接近極限抗力的為13#單元，即12#板梁跨中單元為最大彎矩最大處，為最不利點，此處最大彎矩為2.60e+03 KN·m，極限抗力為2.61e+03 KN·m，該單元最大彎矩小于極限抗力。因此，板梁各單元的承載力滿足規范要求。

通過橋梁博士電算輸出各節點位移計算結果，如圖3所示。

圖3 12#板梁各節點位移情況

由圖3可知，豎向位移最大在13單元，即該板梁跨中處，最大位移值為13.5 mm。根據橋梁規范要求，最大允許變形為22 000/400=55 mm，最大位移值滿足規范要求。

綜上所述，經驗算板梁承載力及變形均滿足規范要求。

3 支架預壓情況

施工時為提高安全性能，在板梁上部立桿下方鋪設貝雷支架，設置在橋梁橫截面中部位置，貝雷支架上部立桿位置鋪設方木，支架立柱鋼管作用在貝雷支架上部，可增加有效的分擔板梁的承載力。通過在施工前對支架進行預壓，采用等載預壓，消除支架的非彈性變形，同時檢驗老橋基礎的承載能力。

根據規范，判斷支架基礎預壓合格的條件需滿足下列之一:(1)布設的監測點連續24 h沉降量平均值小于1 mm；(2)布設的監測點連續72 h的沉降量平均值小于5 mm。施工現場布置10個預壓監測點，通過各監測點與上一次觀測沉降量滿足要求，可以判斷出支架在板梁上的預壓合格，滿足施工安全需要。

4 結 語

該項目主線橋梁施工順利，在施工過程中通過對老橋板梁的承載力及變形進行驗算和對支架預壓變形情況進行沉降觀測，保障了主線高架橋梁支架搭設施工的質量和安全，并且大大縮短了工期，起到了較好的經濟效益。