铁路连续梁边跨现浇段支架设计及验算

42卷第33期 2 0 1 6 年 1 1 月

SHANXI ARCHITECTURE

山 西建筑

Vol.42No.33Nov. 2016

• 169 •

文章编号：1009-6825 (2016) 33-0169-03

铁路连续梁边跨现浇段支架设计及验算

孙焕重

(中铁十四局集团第二工程有限公司，山东泰安271000)

摘要:以某铁路连续梁边跨现浇段支架为例，介绍了支架的设计方案,并阐述了现浇支架整体模型、工字型钢、钢管连接系强度、 钢管立柱及桩基检算的方法，确保了支架的力学性能满足规范要求。关键词:连续梁，边跨现浇段，支架，钢管中图分类号:U448.215

文献标识码:A

支架采用两根钢管立柱与墩身连接，钢管采用500 mm、壁厚 8 mm的钢管桩基础，两根钢管采用系梁连接，系梁设置为500 cm X 100 cm x 60 cm的C30钢筋混凝土，系梁处地基处理采用20 cm 的C25混凝土垫;层,尺寸为600 cm X 200 cm x 20 cm,C25垫层以 下铺设60 cm惨量8%的灰土层，尺寸为700 cm x 300 cm x60 cm

〇

〇引言

支架施工指在支架上安装模板、绑扎钢筋骨架，并在现场浇 筑混凝土的施工方法。相对于其他的施工方法，支架施工易于操 作，造价较低，而且适用于整体式结构，因此在桥梁施工中得到广 泛应用。而对于连续梁的悬臂法施工，其0号块和边跨现浇段， 也往往采用支架现浇法，从经济角度来看，支架现浇法也是比较 有竞争力的一种方法。但是，由于支架属于临时工程的范畴，其 设计与施工缺乏系统的、完善的设计技术指导，因此在支架的设 计与施工中必须进行合理的设计和严密的力学检算，以保证支架 施工的安全[1_8]。

钢管支撑柱上端支撑于箱梁腹板重心附近位置处，采用直径 小=500 mm、壁厚S = 8 mm钢管置于系梁上;钢管顶部设置沙箱， 沙箱顶部安装2 I 40b主横梁，纵向采用I 32b分配梁，分配梁上 按照60 cm间距横向布置I 14,上铺底模板，各型钢材材质均为

1支架的设计

Q235钢材。为提高结构稳定性，立柱上横向联系槽钢，型号为 [16b立柱与系梁之间通过预埋钢板构成法兰盘连接，钢筋、混凝

，

某铁路特大桥为单线连续梁，梁体为单箱单室、变高度、变截

面结构。梁高在中支点处5.2 m,边支点和跨中处3.05 m,梁底按 圆曲线变化。箱梁顶宽7.1 m(切翼缘板梁除外），底宽4.2 m,顶 板厚度34 cm,腹板厚度40 cm~60 cm,底板厚42 cm~115.3 cm,现 场采用支架现浇法施工。

对于连续梁的现浇段，采用非贝雷梁支架，布置图见图1。其 支架结构形式如下：

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

土施工同〇号块。

2支架的检算

1) 主梁自重。现浇梁混凝土方量为49.1 m3,则自重集度为：

49.1 X26.5 +(5.72 x 5.2) =43.74 kN/m2。2) 模板自重。模板荷载集度按2.5 kN/m2计人。

2.1荷载计算简化

>-S SO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-S SO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-C

免产生裂缝;C.当浇筑时间间隔超过1年时，应当对混凝土待浇 节段进行清理除渣，并加强配筋。参考文献：[1 ]

杜海鑫，石雪飞，杨弋平.现浇混凝土连续箱梁早期裂缝研

究[J].结构工程师，2013,29(5) :161-165.土结合面收缩影响研究[J].结构工程师，2008,24(6) :76- 79.

面收缩效应分析[J].结构工程师，2012,28(6) :166-170.

[4] 李世伟.收缩徐变效应对大跨度连续刚构桥长期下挠影响

研究[D].成都：西南交通大学，2013.

[5] 周履，陈永春•收缩徐变[M].北京：中国铁道出版社，

1994.

[6] 傅学怡，吴兵.混凝土结构温差收缩效应分析计算[J]. 土

木工程学报，2007,40(10) :50-59.

[7] 龚勇，程涛.宽幅混凝土箱梁的横向收缩应变差分析

[J]•桥梁建设,2013,43(3) :66-70.

试与分析[_!].土木工程学报,2008,41(1):70-81.

[2] 石雪飞，冯电视，阮欣•大跨径连续刚构桥不同龄期混凝

[3] 苏祥亚,石雪飞，李森.斜拉桥桥塔不同龄期混凝土结合 [8] 汪剑，方志.大跨预应力混凝土箱梁桥收缩徐变效应测

Analysis on the shrinkage effect of concrete

segmental joint surface in low tower cable-stayed bridges

Xu Daqing Fang Zhengdong

Abstract ： Taking a low tower cable-stayed bridge as the background and applying equivalent cooling principle and finite element method, this pa­per analyzes the effect of age differences on the concrete shrinkage to the low tower cable-stayed bridge? s segmental joint surface, this study ob­tains joint surface stress distribution and puts forward the construction countermeasures to control the joint surface cracking.Key words： cable-stayed bridges, joint surface, shrinkage effect, transverse stress, time interval

收稿日期

作者简介:孙焕重（

(Anhui Transport Consulting & Design Institute Co. , Ltd, Hefei 230088, China)=2016-09-17

1976-),男，硕士，高级工程师

•

170 •

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年月

20 1 61 1

山西建筑

3)各类活载。各类施工荷载集度总和为1. 5 +2 +2 =5.5

1) 系数,41

强度验算。构件最大轴向应力为41

MPa,考虑1.3的安全

kN/m2 (分别包括施工人员、材料及施工机具荷载、振捣混凝土 xl.3 =53.3 MPa<215 MPa,结构满足强度要求。

i=

/^_±

时产生的荷载、浇筑混凝土时产生的冲击荷载）。2) 稳定性验算。钢管的回转半径为：

2.2整体模型建立

根据支架设计图纸建立有限元模型。模型所选用的材料大 多为235钢材。根据支架各截面的特点选用了不同的截面，并 模拟了相应的连接件和边界条件以确保模型准确。具体有限元 i_=0-185 m。

= 129.70

Q

其中，为钢管外径长细比：W为钢管内径。

=2-^

A=f

模型图如图2所示。

a)横断面 b)纵断面

图1现浇段支架布置图

图2支架空间有限元模型

2.3现浇支架整体模型计算

1)

强度验算。现烧段支架受力构件的最大弯曲应力为119

最大轴向应力为41

MPa,最大剪应力为39 MPa。立柱与型钢：

Q235钢容许应力：轴向应力[〇■] =215 MPa,弯曲应力[〇■„]= 215 MPa,剪应力[t] =125 MPa。

119 xl.3 =1.7 <215 MPa，39 xl.3 =50.7 <125 MPa。

考虑1.3倍安全系数强度能满足要求。2) 整体刚度计算。经仿真分析计算，全桥整体变形最8

mm

,位于立柱横梁处。

2.4 I 32b

型钢验算

1)

强度验算。构件最大弯曲应力为76

MPa,最大剪应25

MPa，考虑1. 3的安全系数，则：

76 xl.3 =98.8 MPa<215 MPa,25 xl.3 =32.5 MPa<125 MPa0

2)

刚度验算。经过计算，构件中跨最大竖向位移为0.71

悬臂端最大位移为1.4

mm(此位移为相对于型钢横梁支撑点的

位移,不是绝对位移），考虑1.3的安全系数。

0• 71 x

1.3 = 0.923 < 3 850 + 400 = 9. 63

mm,

1.4xl.3 =1.82<1 000 + 200 = 5 mm0

故刚度满足要求。2.5

I 40b

型钢验算

1)

强度验算。构件最大弯曲应力为119

MPa,最大剪应39 MPa，考虑1. 3的安全系数，则：

119 xl.3 =1.7 MPa<215 MPa,39 x 1.3 =50.7 MPa < 125 MPa〇

结构满足强度要求。2)

刚度验算。构件中跨最大竖向位移为4. 73

mm,悬臂大位移为2. 17

mm(此位移为相对于型钢横梁支撑点的位移，不

是绝对位移），考虑1.3的安全系数，则：

4.73x1.3=6.15 <3 800 +400 = 9.5 mm，2.17 xl. 3 =2.821 <700 +200 =3.5 mm0

故刚度满足要求。

2.6钢管连接系强度验算

构件最大轴向应力为26 MPa，最大弯曲应力为9 MPa,考虑

1.3的安全系数，则：26

xl.3 =33.8 MPa<215 MPa,9 xl.3 =11.7 MPa<215 MPa0

结构满足强度要求。

2.7钢管立柱验算其中,

M为杆件长度系数，取2.为杆件几何长度，取12 m。

查钢结构设计规范GB 50017—2003表C-2 ^ = 0. 387。计算压杆的应力（由上计算知钢管最大应力为41 MPa):

〇■= 41/0.387 =105.9 MPa <215 MPa。

故稳定性满足规范要求。

2.8桩基验算

桩基计算采用标准值组合进行计算，各分项荷载系数均取

1.0。钢管立柱支座反力如图3所示。

401.1

400.6

,

图3钢管柱支座反力(单位:kN)

钢管立柱fi=401.1 +400.6 +5 x0.6 x支撑在条形基础上，所以基础承受的总荷载为:

l x25 +

6x2x0.2x25 +7x3x0.6x18 = 1 163.5 kN。为

下部采用尺寸为5mX〇. 6mxlm的C25混凝土扩大基础

作为承压面，因此基地应力为：(T =---R为

A =-----------1 163. x5

73

=55. 4 kPa0

根据现场情况已对原地基进行压实处理，地基承载力大于

110

kPa。

故地基承载力满3

，

足要求。

结语

通过对支架的检算可知，支架的强度、刚度、稳定性等均满足相关规范的要求。在桥梁混凝土施工过程中，对支架的施工进行了严格的质量控制，确保了工程的施工质量和安全要求。从施工的效果来看，浇筑完的箱梁整体质量较好，箱梁的平面位置和高程均得到了精确控制，梁体线形优美，最终的控制效果也达到了设计要求。

参考文献：

[为1

] 刘家锋.我国铁路客运专线中小跨度简支箱梁架设方法综

述[J] •铁道标准设计,2010(6) :42-47.

[2] 康显荣，高少强.连续梁现浇支架方案设计与施工[J].石家

庄铁路工程职业技术学院学报,2002,1 (3) : 34-37.

最[ 3]

蒲支明.华阳特大桥0,1号块支架结构设计及验算[J

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[4] 李廷春.繁忙铁路站区密集线路条件下施工支架方案优选

[J

].铁道建筑技术，2010( 10) :23-25.

[5] 张浩.论桥梁支架方案及荷载的计算[J

].广东科技,2009

(7) ：266-267.

[6] 陈伟，李明.桥梁施工临时结构设计[M].北京：中国铁

道出版社,2002.

[7] 闫卫红.南水北调干渠某现浇箱梁桥支架施工技术方案

[•1].筑路机械与施工机械化,2016,33(5):80-83.[8] 薛保民.浅析疏港二期

QL1标现浇箱梁满堂支架设计[J].

江西建材,2016(5) =142-143.

MPa大力mm力端第

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SHANXI ARCHITECTURE

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文章编号：1009-6825 (2016) 33-0171-02

谈富水粉砂地层盾构接收端头土体加固技术

陈飞

(徐州市城市轨道交通有限责任公司，江苏徐州221000)

摘要:结合某地铁车站工程的地质和环境条件，采用了素连续墙止水帷幕与水泥搅拌法组合的盾构接收地层加固方法，并阐述 了该方法的施工技术，经实践证明，该加固方法确保了盾构端头土体的稳定性，优于冻结法加固的效果和经济效益。关键词:粉砂地层，盾构接收，地层加固，止水帷幕，素连续墙

中图分类号:U455.43

文献标识码:A

2.2 工程地质、水文地质情况

工程地质与水文地质情况见表1。2.3盾构接收端头加固原设计方案

由于北端头距团结桥桥台距离近，不能满足三轴止水帷幕施 工的要求，设计方案为:在水泥搅拌加固的基础上盾构进出洞前 实施水平冻结加固，冻结加固区为环型，纵向总长10.5 m，环底厚2.3 m，冻结壁厚1.2 m，经加固的土体无侧限抗压强度不小于3.6 MPa,抗拉强度不小于2 MPa,抗弯强度1.6 MPa,盾构到达前 应拔出洞内冻结管(原加固方案见图1)。

降水井

1概述

随着城市轨道交通的发展，盾构施工技术得到广泛的应用。

端头加固是盾构始发、盾构到达的一个重要技术环节，端头加固 的成功与失败直接影响到盾构能否安全始发、到达。因此，在盾 构施工中，应根据地质条件和施工环境，寻求切实可行的加固方 法，确保加固方案、技术措施达到预期的目标，以保证盾构始发与 接收的安全，最大限度降低工程风险。

本文根据苏州地铁4号线南门路站一团结桥站区间盾构接 收地层加固施工的成功经验为例，对复杂环境条件下加固方案的 选取进行了分析研究，希望能为以后在富水粉砂地层中进行盾构 施工地层加固提供借鉴和指导。

2方案选取

该盾构接收端为团结桥站北端头井，位于苏州市城区通往吴

2.1 工程概况

盾构井

^

中区的交通要道人民路上，为南门商业区，人流量和车流量较大， 车站建于道路,且紧邻团结桥和湄长巷河;设计图及现场实 测车站围护结构距湄长巷河团结桥桥台基础最短距离约11.8 m, 施工环境复杂，存在行人、车辆等动荷载，安全影响因素多。

表1

土层名称①3层素填土(Di层粘土③2层粉质粘土③3层粉土

标高/m5.1(地面）~0.790.79 〜-2.21-2.21 ~ -3.11-3.11 ~ -5.91

线路中线

工程地质与水文地质表

土层厚

度/m4.3130.92.9

地下水 分布情况上层滞水潜水潜水微承压水层

中等透水

盾构区间隧 道位于该层-10.55 m)

透水性微透水不透水微透水

备注

两根单重管旋喷桩 深度同止水帷幕

图1北端头盾构加固设计施工平面图(单位

:r

2.4盾构接收端头加固新施工方案

1)新加固方案。a.端头盾构加固调整为7 m,采用原设计 小850@600三轴搅拌桩进行加固，7 m加固区搅拌桩水泥掺人量 均采用原设计A区20% ;b.原三轴止水帷幕变更为600 mm厚素 砂浆浇筑施工的地下连续墙止水帷幕，北端头距车站主体长度 L = 11.6 m;C.盾构区间端头加固止水帷幕采用600 mm厚素砂架 浇筑施工的地下连续墙，M5砂浆选用配合比为（k^

@2粉砂夹粉土-5.91 ~ -15.9110微承压水层

层粉质粘土⑤2层粉土

夹粉砂

-15.91 ~ -19.41-19.41 - -43.91

3.524.5

微承压水层微透水

m3):水泥

(P. 042.5):粉煤灰（二级）：水：中砂=270: 90: 280: 1 440; d.降水

由原设计6 口降水井+结合2 口观测井,优化为4 口降水井结合

承压水层（水头 中等

标高-0. 9 m)透水

3 口观测井的降水措施，井深同原设计图（新加固方案见图2,图3)。

The design and checking calculation of railway continuous beam side span cast-in-place section bracket

Sun Huanzhong

Abstract ： Taking a railway continuous beam side span cast-in-place section bracket as an example, this paper introduced the design scheme of bracket, and elaborated the methods of cast-in-place bracket whole model, I-section steel, steel pipe connection strength, steel pipe column and pile foundation inspection and calculation, ensured that the bracket mechanical properties could meet the standard requirements.Key words： continuous beam, side span cast-in-place section, bracket, steel pipe

收稿日期:2016-09-20

作者简介:陈飞（1983-),男，工程师

{Second Engineering Limited Company, China Railway 14 Bureau Groups TaV an 271000, China)