連續剛構橋塊0#施工關鍵技術與托架計算分析

中圖分類號：U448.23文獻標識碼：A DOl：10.13282/j.cnki.wccst.2025.01.051

文章編號：1673-4874（2025）01-0173-03

0 引言

隨著連續梁橋及連續剛構橋的應用與發展，其施工階段的安全性和施工質量一直是研究人員關注的重點[1]。 塊為連續剛構梁段的起始段，其梁高通常是最高的節段，由于其自重較大，施工難度較高，通常采用現澆施工方法，因此對該施工關鍵工藝及支架計算分析具有一定的工程意義[2-3]。

對于高墩橋梁而言，落地式支架的搭設存在較大的困難，并且施工風險較大，因橋墩高度造成的成本也隨之增大。裝配式三角托架為一種懸空支架，不受施工高度以及橋梁下方地質構造的影響，但其構件較多，在澆筑狀態下各構件的受力情況是保證結構安全的重點，其相應的施工工藝通常也作為連續剛構橋施工過程中的關鍵技術[4-5]。

本文以燕尾特大橋現澆段主梁托架為研究對象，按照實際施工方案設置了最不利的荷載工況，采用MidasCivil有限元分析軟件建立了包括分配梁、斜桿、豎桿及對拉桿等構件在內的空間分析模型，對各構件的強度以及剛度進行了計算分析。

1工程概況

燕尾特大橋位于貴州省清鎮市濱湖街道辦事處燕尾村燕尾水庫，跨越燕尾水庫，場區屬溶蝕一構造地貌單元，橋地為河谷地形。橋區地面高程為 ，相對高差約為196. 2m。橋場區地下水類型為第四系松散土層孔隙裂隙水、基巖裂隙水、巖溶水。

該橋上構采用 （58+100+58）m預應力混凝土連續剛構，每幅主梁采用直腹板的單箱單室箱梁，箱梁頂面設與路拱同坡的單向坡，箱梁頂板寬 厚 ，主墩頂變厚50cm；翼緣懸臂長 4.275m ，根部厚90cm；底板寬8m，厚度由支點處100cm按2次拋物線變化；腹板厚度，墩身范圍內的 梁段為 ， 至 梁段為 梁段由80cm漸變為60cm，7#梁端至合龍段為60cm，現澆段由60cm漸變至 ，漸變均按直線變化；中邊跨合龍段長度為 2m ，主墩墩頂設置4道60cm厚度的中橫梁。

連續梁或者連續剛構橋的 塊施工作為主橋施工的控制性關鍵工程，其施工質量是技術人員關注的重點，考慮到該工程項目主墩的高度，并且綜合現場情況及經濟性，最終選擇具有結構輕盈且穩定性較好、材料可重復使用和施工方便快捷等優點的托架法進行施工。

主梁 塊施工采用托架施工方案，墩身施工時提前理設預埋件，待墩身強度達到設計強度后安裝托架，預壓完成后進行主梁 塊節段施工。根據該項目 塊結構尺寸形式、現場施工能力及調查參考資料情況，擬對 塊分兩次澆筑，每次澆筑高度為3. 1m 分界線使混凝土新舊搭接面處于箱梁截面中性軸附近截面低應力區域，有利于控制箱梁施工質量，同時方便現場施工操作及施工安全控制。主梁 塊墩梁連接處底板厚 1m ，墩間及懸臂部分底板厚 ，底板寬8m、長

2 塊托架設計概況

2.1托架結構設計參數

項目采用裝配式三角托架，上搭承重梁與縱向分配梁，托架之間設置橫向聯系。三角托架材料均采用雙拼 ，間距為1 承重梁為三拼I45a，間距為 ：縱向分配梁為I10，腹板下間距為0.17m，箱室下間距為 ，分配梁間滿鋪 10cm方木；底模為 15m m 厚竹膠板。托架布置如圖1所示。

2.2最不利工況的確定

結合主梁及托架設計方案，按照施工流程確定加載工況。本文設置兩種工況，均按照托架上方一次性澆筑混凝土為基礎進行計算：工況一設置為1.2倍恒載 +1.4 倍活載，用于結構的強度以及穩定性計算；工況二設置為1.0倍恒載 +1.0 倍活載，用于結構的剛度計算分析。

3計算模型

3.1模型的建立

本文采用MidasCivil有限元分析軟件并結合施工工況建立 塊裝配式托架的空間有限元模型，并進行整體結構受力狀態模擬分析，如圖2所示。分配梁、斜桿、豎桿及對拉桿等構件均采用梁單元模擬。本文所研究工程背景的托架材料均采用Q235鋼材，彈性模量按照 MPa進行設置，其拉壓強度設計值按215 進行計算，抗剪強度設計值按照125MPa進行計算。

3.2荷載計算方法

前文中用于強度、穩定性及剛度計算的恒載為鋼筋混凝土的自重荷載，活載包括臨時結構、施工人員及機械產生的荷載以及風荷載。其中模板自重 按照2 進行計算；施工人員以及運輸機具的荷載 按照 進行計算；傾倒及振搗混凝土產生的荷載 按照 進行計算；施工過程中結構還會受到自然風荷載 ，風荷載的標準值按照式（1）進行計算：

式中： 基本風壓，按照 取值； 一 風荷載體型系數取值1.3； 一 風壓高度變化系數取值1.82，此值按照橋墩高度為 74m 進行計算； 一 高度z處的風振系數，取值為 1.0。

4結構受力狀態分析

經過計算，托架的整體應力及變形云圖如圖3所示。以下分別對橫向分配梁I10、承重梁3I45a、橫桿以及斜桿的各項指標進行計算。

經過計算可得出橫向分配梁的最大組合正應力為109. 2MPa ，為拉應力，最大剪切應力為42.2 ，位于承重梁上方位置；承重梁的最大組合應力為30.9MPa，為壓應力，最大剪切應力為13.7MPa；橫桿的最大組合應力為20.9MPa，為拉應力，最大剪切應力為1.5MPa，主墩兩肢之間的橫梁應力相較于兩肢外側的應力更大；斜桿的最大組合應力為41.3MPa，為壓應力，最大剪切應力為0.7 MPa 。由上述計算結果可以發現，整體結構的最不利應力狀態位置位于橫向分配梁，而位于下部的斜桿的主要受力狀態為受壓，主墩兩肢內側的橫桿的受力更大，這是由于兩肢之間的荷載更大導致的。

經過計算，各構件的位移狀態如下：橫向分配梁的最大變形值為 ；承重梁的最大變形值為3.2mm；橫桿的最大變形值為 ；斜桿的最大變形為1.1m m 。由此可知，結構的最大變形位置位于橫向分配梁。

將上述計算結果統計如表1所示。各構件的材料對應的拉壓強度設計值均為215 MPa ，抗剪強度設計值均為125 MPa 。由此可知，在強度計算工況下，各構件的應力均滿足要求。對于位移計算結果，表1中給出了各構件的位移允許值 ，由于斜桿主要承受軸力，且變形較小，下文將對其進行單獨的穩定性分析，此處僅給出除 之外的各構件位移充許值。對比表1數據可知，在剛度計算工況下的各構件變形也滿足要求。

對斜桿的穩定性進行計算分析，根據斜桿的截面參數，可以計算得到其面積為7 ，截面繞 x 軸的慣性矩 為 ，繞 y 軸的慣性矩 為 3.37× x 軸的截面抵抗矩 為 y 軸的截面抵抗矩 為 ，回轉半徑 為108. ，回轉半徑 為

按照兩端鉸接的邊界條件進行計算，計算長度 按照 進行取值， x 及 y 方向上的長細比分別為15.35和25.57，經查對應的穩定系數分別為 0.982 和0.952 。對構件的穩定性進行計算，公式如下：

經過有限元分析可知，斜桿的最大軸力 N 為274.2KN，彎矩值為 5.2k N·m ，進一步計算得出 σ為42.2 MPa lt;2 15 MPa ，因此穩定性滿足要求。

綜上所述，本文工程背景采用的托架的應力變形以及穩定性均滿足設計要求，并且具有一定的安全富裕。

5施工關鍵技術

在橋梁建設中， 塊作為整個主梁的起始節段，對后續施工質量和橋梁整體的穩定性起到了至關重要的作用。因此，其施工工藝關鍵技術的準確實施顯得尤為重要。

托架施工是確保梁體在施工過程中穩定的關鍵步驟，其采用的預埋鋼盒牛腿工藝，特別強調了預埋件的定位精度。為了確保托架安裝的精確性，施工前需要對鋼筋骨架進行綁扎，使之成為一個整體。之后，在基模上放樣并定位托架頂部的牛腿，通過水平方向的鋼管來控制預埋鋼盒保持在同一水平線上。確保定位精度不僅需要技術人員的高度專注，還需要依賴精確的測量工具和方法，如吊線錘等。此外，施工過程中還需采取有效的固定措施，確保上下牛腿在同一豎直線上，從而保證托架的穩定性和可靠性。

塊的模板安裝是確保橋梁主梁線形及其起始節段質量的關鍵步驟。施工前，必須對進場的鋼模板進行全面的檢查，包括尺寸、強度、剛度、平整度和垂直度等，確保所有模板符合規范要求。在模板安裝時，不僅要根據設計提供的預拱度值和現場堆載預壓觀測值對模板的標高進行調整，還要特別關注第一節模板的安裝，包括對模板頂部的標高及線形進行全面核查，防止任何偏差影響主梁頂板的標高及線形。

6結語

本文以燕尾特大橋為研究對象，采用MidasCivil有限元分析軟件對 塊現澆托架進行受力分析，計算結果表明托架的橫向分配梁I10、承重梁3I45a、托架、橫桿1、橫桿2及斜桿的強度、剛度以及穩定性均滿足規范性。

裝配式三角托架施工簡單，施工效率高，支撐系統的可操作性、可控制性較強，能簡化安拆工序，且施工成本低，具有較好的經濟效益。同時，該應用方案的安全系數較高，施工質量可靠，具備較好的應用價值，通過總結托架施工及模板安裝的關鍵技術，可為同類型連續剛構橋的 塊現澆施工提供參考。

參考文獻

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