跨越高速公路现浇箱梁门洞施工

□文 /窦连磊

跨越高速公路现浇箱梁门洞施工

□文 /窦连磊

上跨现有高速公路的现浇箱梁施工需要搭设满足通行要求的门洞，天津市南港工业区红旗路互通立交桥，其中第三联（Z8#墩－Z12#墩）上跨海滨大道高速。文章以此工程为例，介绍门洞支架的施工方案，重点包括地基处理、门洞支撑的受力计算与搭设等关键施工技术。

门洞；现浇；箱梁；跨越；高速公路

1 工程概况

红旗路互通式立交桥主线桥梁为东西走向，第三联跨越海滨大道高速公路，在箱梁满堂支架施工中需占用红旗路与海滨大道高速公路交叉部分道路，施工必然会对海滨大道高速公路上的车辆通行产生影响，为确保箱梁施工中不阻断海滨大道高速公路上车辆的正常行驶，需要在海滨大道高速公路上搭设门洞。该桥段为标准段，桥宽24.5m，梁高2.2m，箱梁断面见图1。

2 施工现场勘测

现场勘查海滨大道高速公路为左右双幅6车道道路，单幅路面有效行车宽度15.75m，两幅中间隔离带宽3.0m。对海滨大道高速公路路面进行实测标高，共测出32点，测点布置见图2，通过计算得出标高均值为5.643m。

3 施工方案

3.1 地基处理

为保证海滨大道高速路路基不受破坏，在海滨大道高速公路边坡段采用换填山皮石、水泥稳定碎石层和混凝土垫层分3步台阶式处理。水泥稳定碎石层为40cm，混凝土垫层为10cm。剩余为山皮石，首先清除海滨大道边坡覆土放置旁边，然后填充山皮石，山皮石分层填筑，设置50cm一层碾压，碾压完成后再进行下步施工。水沟旁50cm位置至Z9/Z11边缘将按照设计要求采用φ600mm﹫1.5m高压旋喷桩处理，旋喷桩处理面积为长25m、宽5m。其上分别铺设山皮石水泥稳定碎石层及10cm厚C10混凝土垫层来做满堂支架的基础，保证其承载力和稳定性，见图3。

在施工完毕后将换填材料进行清除，把原边坡覆土从新覆盖，回复原边坡面貌。

3.2 支撑体系搭设

跨海滨大道高速公路行车道左右幅采用支墩门洞式+满堂式支架法跨越海滨大道高速，预留汽车通道的方案进行施工。支架搭设超出箱梁翼缘板约1m设防坠钢管护栏并在钢管护栏内侧设置隔离板，外侧安装安全防落网、设置限高5.0m标识牌。

为保证车辆行驶通畅和施工安全，采用双门洞形式，确保了三车道行车顺畅，也保证门洞搭设的施工安全，初步选定采用50A工字钢搭设行车通道，单幅门洞工字钢净宽分别是8m和4m（计算荷载时取9.2m和5.6m），工字钢净高5.0m。支架底部用标准围栏围护1.8m高并安装密目网，防止施工过程中落物砸坏过往车辆，在门洞前方安装警示灯。

采用直径φ609mm、壁厚14mm的钢管作支撑柱，钢管柱每根长4.0m，搭设的门洞采用50A工字钢作为纵向分配梁，30H型钢双拼形式作为横向分配梁，下方是间距3m的钢管柱作为支撑墩，长宽为26m×1m的钢筋混凝土墩作为条形基础。门洞布置见图4。

3.3 支架受力验算

针对跨径8m门洞支架进行验算。

1)荷载计算。模板及模板支撑架荷载q1；内模（包括支撑架）取q1－1=1.0（kN/m2）；侧模取q1－2=0.8（kN/m2）；底模（包括背带木）取q1－3=0.7（kN/m2）；支撑柱的高度为4.0m，混凝土重度取26kN/m3。

施工荷载q3：施工人员及设备荷载取q3-1=1.0（kN/m2）；水平模板的混凝土振捣荷载取q3-2=2.0（kN/m2）。

考虑纵向工字钢顺桥向分别为9.2m内的荷载，计算上部荷载的方法按照分段计算，由于10#墩向11#墩方向上腹板宽度由70cm至40cm推进，则取①腹板宽70cm段的长度为6.2m，②腹板宽70cm至40cm变化段取 3m。①断面面积为18.522m2，q1=18.522×6.2×26=2986（kN）；②断面面积为 16.953m2，q2=16.953×3×26=1322.3（kN）；则总混凝土的重量为 4308.3kN，其他模板、施工荷载q’=（24.5×9.2）×（1+2+0.7+1）=1059.4（kN），考虑 1.4的系数，则总荷载q=1059.4×1.4+4308.3=5791.5（kN）。

2）50A工字钢的验算。理论重量：q自重=0.936kN/m，惯性矩Ix=46472cm4；截面模量Wx=1858.9cm3；弹性模量Ex=2100000kg/cm2。分配到32根工字钢上，则每根工字钢上的均布荷载q1=5791.5/(32×9.2)=19.7（kN/m），加上工字钢自重 0.936kN/m，q=0.936+19.7=20.6（kN/m）。

最大弯矩M=ql2/8=0.125×20.6×9.22=218（kN·m），弯曲应力σ=M/Wx=218×103/(1858.9×10-6)×10-6=117（MPa）＜[σ]=205MPa，满足条件。

挠度ω=(5×20.6×9.24)/(384×2.1×104×4.6472）=20mm＜[ω]=9.2/400=23（mm），满足条件。

3）30H双拼型钢验算。惯性矩Ix=6760cm4；截面模量Wx=4606.67cm3；E=2100000kg/cm2，单位重量为0.945kN/m；均布荷载q=2×0.945+9.2×20.6/2=96.65（kN）。

最大弯矩M=0.08×ql2=0.08×96.65×32=70（kN·m），弯曲应力σ=M/Wx=70×103/(2×450667×10-9)=78（MPa）＜[σ]=205MPa，满足条件。

挠度ω=0.677×70×33×104/(100×2.1×105×106×2×67600000×10-12)=4.5mm＜7.5mm，满足条件。

4）钢管柱的验算。钢管柱采用外径609mm，壁厚14 mm的钢管，截面积为257.736cm2，取中间一排柱计算，中间横桥向布置10根，每根钢管柱承重为171.5

kN，[σ]=178.4MPa，σ=7MPa，σ＜[σ]，钢管柱满足要求。

综上计算，门洞支撑体系符合要求。

4 结语

跨越高速公路现浇箱梁门洞支架搭设应严格进行强度、刚度及稳定性的验算，在门洞的搭设与拆除的过程中应配合交通部门维护好交通，保证行驶车辆的安全。

U448.21+3

C

1008-3197（2013）02-62-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.02.023

2012-07-04

窦连磊/男，助理工程师，天津市天政基础设施建设有限公司，从事工程技术管理工作。