(40+56+40)m悬臂浇筑梁边跨现浇及合拢支架设计

（４０＋５６＋４０）ｍ悬臂浇筑梁边跨现浇及合拢支架设计　张珑　（中交一公局海威工程建设有限公司，北京１０１１１９）　摘要：本文通过介绍跨杭瑞高速公路特大桥（４０＋５６＋４０）ｍ悬臂浇筑连续梁边跨现浇及合拢施　工支架设计过程及受力分析验算方法，为类似工程施工提供参考。　关键词：悬臂浇筑；连续箱梁；边跨现浇；边跨合拢；支架设计；强度；刚度；挠度　Ｕ　刖　昌　留辅助施工孑Ｌ洞及预埋辅助施工构件，影响梁体结　构耐久性。　悬臂浇筑连续梁现浇施工中，支架的设计不仅　关系桥梁外观质量，还直接影响结构和施工安全。　如何在保证施工安全及质量的前提下，缩短工期、　节省材料及降低费用，是工程技术人员的职责。本　文将结合（４０＋５６＋４０）ｍ悬臂浇筑连续梁边跨现浇及　３支架设计　钢管支撑柱采用直径ｑ￣３ＯＯｍｍ、壁厚ｔ＝ｌＯｍｍ　钢管，上下座板采用钢板加工制作。钢管支撑柱安　装前，先施工钢管支撑柱临时桩基础。钢管支撑柱　临时桩基础桩径１．０ｍ、桩长ｌＯｍ；钢管支撑柱临时　桩基础施工时，须预埋４根ｑ￣３２ｍｍ精轧螺纹钢筋，　将钢管支撑柱锚固于临时桩基础之上，精轧螺纹锚　合拢工程施工实例，论述边跨现浇及合拢支架设计　与验算。　１　工程概况　跨杭瑞高速公路特大桥甜～７＃为（４０＋５６＋４０）ｍ　单箱单室、变高度、变截面结构。边跨现浇段长　１　１．７５ｍ。顶板宽７．６ｍ，底板宽４．２ｍ。梁高２．８ｍ，顶板　厚度６５ｅｍ～３５ｅｍ，腹板厚８０ｅｍ～４０ｃｍ，底板厚度　固钢筋伸人临时桩基础长度《１．０ｍ。墩身施工时按　图纸要求在墩身预埋好钢管支撑柱桁撑与墩身连　接件，要求预埋件预埋尾锥准确无误。墩身预埋连　接件采用２００ｍｍｘ２ＯＯｍｍｘｌＯｍｍ钢板，钢板上焊接　四个Ｃ１６钢筋锚爪，以增强预埋件锚固能力。钢管　支撑柱之间、钢管支撑柱与墩身之间连接桁撑采用　ｑ￣ｌＯＯｍｍ、壁厚ｔ＝５ｍｍ钢管，水平斜撑采用／＿７５ｘ　５ｍｍ角钢对拉。　６ｃｍ５～３５ｃｍ。边跨合拢段长２．０ｍ，顶板宽７．６ｍ，底　板宽４．２ｍ。梁高２．８ｍ，顶板厚度３５ｃｍ，腹板厚　４０ｅｒａ．底板厚度３５ｅｒａ。　２设计思路　跨杭瑞高速公路特大桥（４０＋５６＋４０）ｍ悬臂浇　筑连续梁边跨现浇及合拢拟采用钢管支撑架现浇　施工：由于边墩高度超过２０ｍ，在同等条件下采用　钢管支撑架比碗扣或盘扣支架所需材料及基础处　理费用低。　边跨现浇段长１１．７５ｍ、边跨合拢段长２．Ｏｒｅ，计　划边跨现浇和边跨合拢采用同一支撑架进行施工：　挂壁托架采用￣＝２０ｍｍ钢板焊接制作，通过墩　身预埋６根‘ｐ５Ｏ钢管穿‘Ｐ３２精轧螺纹钢筋锚固，精　轧螺纹钢筋伸人墩身长度《１．５ｍ。　纵向工字钢主梁采用３根Ｉ４５ａ工字钢组合，　Ｉ４５ａ工字钢主梁采用￣＝ｌＯｍｍ钢板连接成整体，纵　向工字钢主梁上铺设Ｉ２０ａ横向分配梁。　挂壁托架与钢管支撑柱上安置标高调节砂筒，　砂筒采用直径ｑ￣４５０ｍｍ、壁厚ｔ＝ｌＯｍｍ钢管制作，标　高调节砂筒调节高度３０ｃｍ，上下座板采用５３０ｍｍｘ　避免因采用传统吊架施工边跨合拢段，于梁体上预　作者简介：张珑（１９８８一），男，江西南昌人，南昌大学本科毕业，工程师，主要从事项目管理工作。　・２５・　５３０ｎｕｎｘ２Ｏｍｎ１钢板：标南捌　砂简＿Ｉ　下Ｊ　板分５＝ｊｌＪ　ｒ　嶝挂托架、钢符支撑柱及纵Ｉｎ，Ｊ＿『　亨铡主梁焊接　ｆ　Ｉ－　定　，　—　三　蜩　ｌ　ｌ　图１　４＃　７＃墩侧边跨现浇段钢管支撑架纵横向图　蠹　・２６・　２００８）规定．模板及　是架　重荷找标准值收１．１　ｋＮ／ｍ　；　（６）托架临时结构倚裁按怂错段粱重ｌ５％　；　（７）根据《建筑施１　模板安个＝技术规范》（．ＩＧＪ　１６２—　２００８）规定．施Ｔ人　及没备茼载标准值取１．０ｋＮｈｎ　；　（８）根据《建筑施　模板安个技术规范》（－Ｉ（　Ｊ　ｌ６２—　２００８）　，振捣混凝一¨坩产生的简　嗡椎ｆ　２』）ｋＮ／ｍ　；　（９）十ｌ｛　《建筑施Ｉ　模板安个技术规范》（Ｊ（　－ｌ　ｌ　６２—　２００８）　定．水久荷找分顺系数墩ｌ２，町变筒绒分项系　数取１．４　４．２荷载计算　●　４．２．１计算横断面确定　边跨现浇段Ｋ　ｌＩ．７５ｍ、边跨合拢段２－（）ｌＩＩ，汁　０　边跨脱浇和边跨合拢采川同一史撑架进仃施　边　跨现浇段　梁段４．３ｍ　边跨介拢段均为　敲嘶　边跨脱浇段距粱端１．８ｍ处玎始怂丁墩外，为　便　汁箅拟采川距梁Ｙ　‘ｌｈ。ｊ　１．６ｍ处戡　（　梁端１．６ｍ处截　面截Ｉ　１＝！＿１人于１．８１ｕ处）和等截　进行汁算　浇筑边跨现浇段和边跨合拢段时，纵向一Ｔ　字钢　主梁Ｎ２荷载分布计‘算简冈如罔４所示　每组纵向１一　字钢主梁Ｎ２于支撑处支反力分别为Ｎ　１、Ｎ２、Ｎ３．　．１　Ｊ　Ｊ　ｊ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　Ｉ　ｌ　ｌ　ｊ　ｊ　ｌ１’　ｊ　ｌ　Ｉ　ｌ　ｌ　ｊ　Ｉ　ｌ　Ｉ　ｌ　ｆ’　ｆ。ｏｌ　，●）　ｌ∞　，　伽　图４纵向工字钢主梁Ｎ２荷载分析简图　南力矩平衡原理可得：　（１）１节点处：Ｎｌ＝７５４．５５／２＝３７７．２７５ｋＮ；　（２）２节点处：Ｎ！＝２１６６．２８／２＝１０８３．１４ｋＮ；　（３）３节点处：Ｎ３＝９２３．６／２＝４６１．８ｋＮ。　４．３．２纵向工字钢主梁Ｎ２内力　一　Ｉ　７０　“Ｉ　２０　．Ｉ１Ｉ１　１．　１＿　…　。【１　ｎ　图８悬出部分平均横截面图荷载图　（２）计算横向分配梁Ｎ３最大内力　横向分配梁的内力计算冈如图９～罔１　１所　纵向：Ｉ　字钢主梁Ｎ２内力训‘箅图如图５、６所示　纵向＿＿Ｔ　字钢主梁Ｎ２最大弯矩为Ｍ　＝　ｌ　１４８．６８ｋＮ・１１＂１．最大剪力为ｒ　ｒ『　ｌ＝ｌ０２８．１２ｋＮ。　ｌ　Ｋ　山Ｉ　ｊ』ｌ』”＂州”　１ｌ　Ｊ　ｌ　ｌ　４　Ｊ，ｔ　＿　下—　ｎ　ｋ　１９．１ｌ　８　』’釜！三三丰　ｌ＊ｓ　Ｂ　一　图９横向分配粱Ｎ３荷载分析简图　　，Ｊ　：ｌ６　Ｉ　２ｌ　　ｌ＼　｛ｌ９一’　ｌ　。‘¨　＼　＼　３　Ｉ３Ｉ１６　一‘■＂ｍ删　图５纵向工字钢主梁Ｎ２剪力计算简图　ｕＩ●ｊ。＿　ｌ０：９　４０　、　＼　图１０横向分配梁Ｎ３剪力计算简图　ｌ卜＼／ｆｎ　ｅ　图６纵向工字钢主梁Ｎ２弯矩计算简图　图１１横向分配梁Ｎ３弯矩计算简图　４．３．３横向分配梁Ｎ３内力　横向分配梁Ｎ３最大弯矩为Ｍｍａｘ＝４９６ｋＮ・１１１，　横向分配梁最大剪力为Ｔｍａｘ＝１０２９．４ｋＮ。　４．４结构强度和刚度验算　４．４．１铜管支撑柱Ｎ１　（１）计算悬　１　１．９５ｍ梁段平均横断面荷载图　截取边跨现浇及边跨合拢段悬ｆＪＪ墩身ｌＪ．９５ｍ　段的平均断面面积，平均横断面面积及横断面荷载　网如图７、８所示。　钢管支撑柱受压高度：４＃墩侧１９５０．４ｅｍ、７｛≠墩　・２７・　侧２０００．４ｅｒａ，ｒｆ１问增加　道水平桁约束，最大自由　受　高度降低为５００ｅｍ。桁撑约束形式视为铰接。　钢管支撑柱每排采用两根直径ｑ￣３００ｍｍ、壁厚ｔ：　１　０ｍｍ螺旋钢管柱，钢管柱材质为Ｑ２３５　单根钢管　柱实际承受的最大压力为Ｎｍａｘ＝Ｎ２＝１０８３．１４ｋＮ。　钢管支撑柱长细比ｈ＝ＬＪｉ　＝５００／１０．２５９＝４８．７，属　于短　杆，查表内插得钢管支撑柱轴心受压稳定系　数　＝０．８６２。　钢管支撑柱允许支撑能力：ｌＲ】＝ＣＡｔ’＝　１６８８．４６７ｋＮ＞Ｎ…＝１０８３．１４ｋＮ，安全储备系数Ｋ＝　ｌ６８８．４６７／１０８３．１４＝１．５５９＞１．３。满足要求　４．４．２中间桁撑Ｎ４　Ｉ１１间桁撑可能受压，也可能受扣，是双向性杆　件。按最不利丁况的受压杆件为对象设置，桁撑只　是起到约束作用　，根据《建筑施Ｔ模板安全技术规　范》（ＪＧＪ１６２—２００８）“５．１．６”条规定：模板结构受　构　件的连系构件的长细比不应大于２００。根据设计　纸可得桁撑最大支撑间距Ｉ￣）＝５５０ｃｍ．最小回转半径　ｉ　ｌ　／ｈ＝２．７５【．Ｉｌｌ；桁撑采用直径（ｐｌＯＯｍｍ、壁厚ｌ：　５ｒａｍ钢管，其同转半径ｉ　＝３．３６３ｃｍ＞ｉ　．　＝２．７５ｃｍ，满足　要求　水平斜撑按拉杆设置，采用　７５￣５ｍｍ角钢对　托，抗拉能力Ｆ＝Ａｆ＝１　５８．６７ｋＮ　、根据《钢结构设计‘规　范》（ＧＢ５００１７—２００３）“５．１．７”条规定：用作减小轴心　受』　构件（柱）自南长度的支承，当其轴线通过被撑　构件截面剪心时，沿被撑构件屈曲方向的最大支撑　力为：　Ｆｉ　＝Ｎ／［３００ｌ１＋１）】＝ｌ６９６．３０３／［３０（３＋１）ｌ＝＝１４．１４ｋＮ　７５　ｘ５１Ｉ１１１１角钢抗拉能力Ｆ＝１５８．６７ｋＮ＞　１４．１４ｋＮ，满足要求　一／＼　《　一　图１２桁撑平面图　４．４．３顶层桁撑Ｎ５及正面桁撑Ｎ７　顶层桁撑　５及正面桁撑Ｎ７验算满足长细比　不应大于２００　ｌ￣ｌＪＮ。此处顶层桁撑Ｎ５按拉杆设置，　采川　７５ｘ５ｍｍ角钢对托；正面桁撑Ｎ７采用直径　Ａ１００ｍｍ、壁厚ｔ＝５ｍｍ钢管．　．・２８・　４．４．４临时桩基础Ｎ６　支撑架基础采用混凝土灌注桩基石｝ｆ｛，桩基按摩　擦桩设置．桩基直径Ｄ＝１００ｃｍ。根据设计图纸给ｍ　地质条件。支架施ｌＴ范同内一定深度范罔内地基承　载力。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（＿ｒｒＧ　Ｄｌ６３—２００７）“５．３．２”条规定：摩擦桩单桩轴向承受压　承载力容许值为：　ＩＲａ】＝　Ｈ∑‰ｆ　ｉ，ｑ　ｒ＝下１“幻　ｆＪｒ／　厶　ｉ＝，　厶　根据安全储备取１　３及支撑钢管承受最大　力　ｘ，￥１１￣ｉ时桩基础进行没计，计算桩长最小值１＝９．６ｍ，　设计桩长为ｌ＝１０ｍ，满足条件　、　４．４．５纵向工字钢主梁Ｎ２及横向分配梁Ｎ３　纵向工字钢主粱Ｎ２没置两组，每组均为３根　Ｉ４５ａ　Ｔ　字钢组成：横向分配梁Ｎ３采川Ｉ２０ａ工字　钢，边跨现浇及边跨合拢段悬出墩身外ｌ１．９５ｍ段　设置２５根横向分配梁。　（１）弯『ｆｆｉ应力及剪应力验算　根据纵向Ｔ字钢主梁Ｎ２最大弯矩、最大剪力，　进行弯曲应力及抗剪强度验算　表１弯曲应力及剪应力汇总表　根据表格数据可知，Ｎ２、Ｎ３弯ｆｆｌ１臆　及抗剪强　度验算满足规范　求，安全储备＞１３　（２）弯曲挠度验算　利用位移相似比例法进行计算，验算（１）、（２）单　元最大弯矩处的挠度变形值　表２挠度汇总表　杆件　（１Ｊ　．、（ＩＩ｜ｎ１）　际值　容许值　５．４０７　１３。２５　Ｎ２　（悼元　（２１单元　４．０Ｉｌ　ｌ３．７５　１．９６６　８．３０９　Ｎ３　跨中　悬臂端　４．１５９　５．３４６　根据表格数据可知，Ｎ２、Ｎ３弯曲挠度验算满足　规范要求。　４．４．６挂壁托架　挂壁托架采用￣＝２０ｍｍ钢板弯曲、焊接而成，６　根￣３２ｍｍＰＳＢ８３０型精轧螺纹钢筋锚Ｉ舌１于墩顶。壁　托｛１二　钠板果川　边Ｉ’ｆ『『｛饷　，舱竹沿　缝Ｋ　Ｊ　‘　５　结　语　的　Ｊ、　，Ｊ：　跨抗瑞高述公路特人￣（４０＋５６＋４０）ｍ悬惜浇筑　Ｔ　ｆ　ｉ　连续梁边跨　浇搜合拢　施　拖『　Ｈ怀　支　ｆ　Ｉ　Ｉ或盘扣支架ｆ　协Ｉ　』戊，丛刮预期没汁　汁竹　；ｆ　缝ｌ　Ｊ业力　的翦Ｊ、　，Ｊ为６．Ｉ５２ＭＩ＇ａ、　发个＝　箭乃２６．００７８，Ｊ－＂Ｊｉ；ｊ足　求　４．４．７幸　寺Ｌ螺纹｛冈筋　较ｌ　ｌ１ｆ＇果ＪＩ　Ｊ俐竹支撑　较腕　；　边跨　浇段较Ｉ　、边跨　今后类似ｒ　合拢段较　的情　下，采川¨一是摊架进　施Ｉ　．　绗　Ｉ　｛ＪｆＪ、１　竹材料及降低　川　施ｆ　提供参与‘　参考文献：　Ｉ　Ｉ　ｌ（；Ｂ　５００ｌ７－２００３，｛１ｑ　ｌ　｝勾没ｉ　ｆ‘　｛　’Ｉ　１．　川、（　１６２—２００８，让筑施ｌ　个＝　ｆ　】．　｝Ｉ　十巴　通过６十Ｉ！￣ｐ３２ｍｎｄ：＇ＳＢ８３０』｛　轧』　纹　钠筋锵　『Ｊ：墩　一ＰＳＢ８３０掣　轧螺纹钠筋机　曲　轧９ｉ　ｌＪ　ｌ：；凡￣．钢　收　Ｊｌｌ　…１　Ｊｉ一１￣　，Ｊ　ｎ０　５０％～６０　，多　筋＇Ｉ￣Ｊ９　Ｊ受　Ｊｊｊ￣－＇ｊ；－茈系数经验伉取（）＿７　扣　，验　：：ｒ（ｉ．ｆＩ　ｑ￣３２ｎｍｄ３ＳＢ８３０　Ｊ　ｊ：Ｌ　纹｛刊　，Ｒ受　，Ｊ　：Ｔ＝ｌ　５６．３８ＭＰａ＜０．７ｆ，＝２９０．５Ｍ　，　个　ｆｆ啬箭Ｋ＝２９０．５／ｌ　５６．３８＝１．８６＞１．３，满址要求　一＂　Ｊ　’　　Ｉ【３１．¨、Ｉ；１）６３—２００７，公路　１地Ｊ＾　ｊ＾川｛　ｉｆ　【４ｌ≈ＩＪ尔跃．施ＩＭｉ¨　ｊ　。ｉｆ￣Ｊ，　０刖　｝　术，Ｊ　麓ｌＭ１．１’Ｉ　ｊ：ｆ　２：ｊ－ｋ　…版什．　图１　３　４＃、７＃墩侧边跨现浇段挂壁托架设计图　技补　，进免水　：ＩＩＬ　／－Ｉ　　Ｉ｜－ｌ、＂Ｉ｝ｆ次发　｛　圳　（ｉ－ｉｉｌ　’雾等做端恶劣人　卜、　ＪＪＩ１人巡　力　本案例『１１『』『ｌ朴返仆『丫Ｉ　没仃瞍叫‘＿发现险　ｆ　，　将，ＦＪｆ设想：　／更时组织　施，　（２）发现险情　及时ｔｌｌ　ｌ　家进ｆ　科学沦　，ｍＩｊ　造成ｍ水｝『｝，￣ｉｌＩＪ进一步ＪＪｌ【　，　定抢险和永久藤　ｌ，Ｉ（）处治　案，　进饱　火进・步扩人：　（３）书后心认　总　验敦洲，’　一反　，行刈　达到Ｊ　桥梁进行安　枪　，排除焚似发个隐心　奉次　桥电站人侨除险』Ｊｌｌ…　的效果，消除ｒ洪水埘侨墩Ｊ　的／『　利影响．　护　Ｊ’侨梁结中勾，保障ｒＩ岛述公路　１　安个＝　图６桩基除险加固工程基本完成　Ｈ、『　以Ｊ　类似桥梁机　涂险ＪＪＩＩ　Ｉ提供ｒ　贵的　验ｆＩ　１参　资料．　参考文献：　４　结语　诬过ｒ　侨【Ｕ站人侨除险加…Ｉ　的　施．１ｌＪ‘以　总　…以Ｆ　３力‘ｍｍ，Ｊ　验：　ｌ　１】ｌｌ　。１（。　１）６３—２００７．　ｆ｝｝斥；　Ｊ也　ｌ２Ｉ｜Ｊ。１（。。　Ｃ３０—２００２．公路ｌ　Ｉ　水殳　Ｊ　｛ｉ　ｆ　Ｊ　【一　ｉ　ｉ　ｌ　Ｊ：　ｊ　ｌ’、１．　（１）公路返什１　：州　似应积极　ｆ　巡　职　．特　１３　ｌ＇Ｊ０４１—２０００．公ｊ】！｝｝惭　施１　技术姚池ｌｌ、ｊ．　・２９・