超宽超重变截面跨河道现浇箱梁落地支架施工

邱 新 强

(山东省昌邑市县乡公路管理处，山东 昌邑 261300)

超宽超重变截面跨河道现浇箱梁落地支架施工

邱 新 强

(山东省昌邑市县乡公路管理处，山东 昌邑 261300)

介绍了超宽超重变截面连续箱梁采用落地支架现浇施工技术的制定和实施的方案，全面叙述了落地支架的各项指标检算、支架搭设以及保证措施，最终取得了良好的施工效果。

超宽超重箱梁，河道，落地支架施工

目前，我国高速公路的建设越来越多，高速公路建设中的桥梁建设任务相对加大。但是，现在我国的桥梁工程建设施工中出现了一些问题。因此，研究大跨径变截面连续箱梁施工具有重大意义。

1 工程简介

某高速公路大桥现浇箱梁结构形式为一联单箱单室(30+45+30)m的变截面现浇连续梁，桥梁宽度为单幅13.1 m，高度1.5 m～2.5 m不等。其中一跨30 m的现浇箱梁位于河上，该河流下3 m处为弱风化岩层，针对高速公路施工工期短，质量要求严等特点。在确保质量的情况下，如何快速施工大跨度、变截面、大体积钢筋混凝土连续现浇箱梁成为该大桥的控制要点。为加快施工进度，在河流上改悬灌浇筑为落地支架浇筑。

2 施工方案的比选

1)根据现有器材和现浇箱梁的施工经验，在初步的方案比选过程中主要考虑了菱形挂篮施工方案、钢管桩贝雷片碗扣式脚手架施工方案、钢管脚手架工字钢施工方案(落地支架施工方案)。

2)比选的指标。方案比选主要从方案的可行性、安全性、工期、临时工程量及设备、器材投入的大小等方面进行。

3)制定各种形式的具体方案。方案制定的主要做法是:根据工程地质条件要求、现浇梁的截面尺寸、高度、跨度确定;根据支墩跨度确定支墩基础所受荷载，主要包括梁体重量、模板、支架及施工荷载;根据地质条件及荷载确定基础形式并计算基础尺寸。

a.菱形挂篮方案:跨河流段采用悬灌法施工，悬灌法多采用菱形挂篮进行施工，而挂篮具有制作工艺复杂，配重需要适时不断调整，变截面段标高不易控制，施工速度慢，合龙段高差不易控制、制造成本高等特点。b.钢管桩贝雷片碗扣式脚手架施工方案:利用钢管将贝雷片架立地面，然后在贝雷架上支立碗扣件，构成支架。该支架利用贝雷片代替基础处理，材料周转利用率高，适用性强，安全可靠，但材料投入较大。c.落地支架施工方案:用普通的φ48钢管作支撑，上面铺设工字钢，工字钢上采用碗扣件形成满堂脚手架，该方案的优点是受力均匀，安拆方便，临时工程量小，工期可以保证，同时由于下沉均匀，便于控制箱梁线性。

由于本桥地质良好，河流常水位较浅，30 m段内常水位平均约为30 cm～50 cm，水位下2 m处为弱风化岩层，适宜于支架施工，支架施工具有搭设速度快，标高易于控制，成本低，在满足地基承载力要求的情况下，是施工现浇梁改良的施工方法。

通过各项指标的比较(见表1)，初步选定了落地支架施工方案。

表1 方案指标对比表

3 落地支架施工工艺

1)河道基础处理。根据地质勘测情况和地质承载力的检算，采用如下的施工方法对河流段进行处理，在河流上插打φ48普通钢管作为临时支撑，钢管布设为顺桥向底板间距为30 cm×30 cm，共搭设3排，形成梅花点布置，支架间距平均为纵横向30 cm，构成矩形柱，横向搭设为翼缘板处3.3 m×6.5 m×3.3 m，共4道。

2)排架之间每4排用φ48钢管作斜撑，搭设成45°角的剪刀撑。

3)支架搭设完毕后，上面沿纵向铺设15 cm×15 cm的方木每侧5排，方木上沿横向铺设Ⅰ40C工字钢，每60 cm铺设一道纵向工字钢，方木与工字钢之间用连接件连接牢固，纵向工字钢上沿横向铺设15×15方木，方木间距为30 cm，横向方木上按支架搭设距离铺设纵向方木，整个支架形成受力均匀的简支梁。

4)在方木与横梁工字钢的交叉点处搭设WJD碗扣式脚手管，脚手管用天地托支撑在方木上，在脚手管顶端用天地托铺设方木两道和60×80方木，用天地托对箱梁结构进行找坡与起拱。

普通支架搭设步骤:a.测量放出纵轴两侧最外边线。b.铺设10×10方木。c.在两侧用墨线弹出支架搭设边线，保证立管架设时呈一条直线，使每根立管依次而立，在横轴外侧线交点处，安放第一根钢管，并离底部200 m处用直角扣件连接纵横钢管。d.立管在离水面1.2 m高度内搭设纵横向水平联系钢管，立管用φ48钢管及扣件连接。e.测标高，分别按90 cm间隔用粉笔标在每根钢管上。f.顶部钢管应严格控制标高。g.支架搭设好以后，按设计荷载进行预压检测:逐段施加荷载至设计荷载，对测点每隔2 h进行一次观测，利用7 d时间完成。

4 6.5 m跨落地支架方案计算

材料用量：1)6 m长150×150方木共需180根。2)纵梁:用12 m长40C工字钢，每跨需要30根。3)φ48钢管支架需要500根。

5 计算说明书

1)支架承载力计算：500×40 kN(查表)=20 000 kN。

2)箱梁半幅总质量:箱梁钢筋总质量(半幅)(17 250.9×240 830+30 025.2)×0.5=144 053 kg。

混凝土总质量(半幅)894.5×2.45=2.191 5×106kg。

钢绞线(半幅)44 527.15 kg。

模板质量估计为5 000 kg。

总质量为:144 053+2.191 5×106+44 527.15+5 000=2 385 080 kg。

3)箱梁每延米平均荷载:

q=(2 385 080/105×13.1)×9.8×10-3=17 kN/m。

4)经验算钢管支架满足要求。

5)梁跨中最大弯矩为:

Mmax=1/8ql2=1/8×17×8.12=139.42 kN·m。

铰接处最大剪力值:

Vmax=1/2ql=1/2×17×8.1=68.85 kN。

6)初选截面:

梁所需的载面抵抗矩为:

W=Mmax/σW=139.42/145×103=9.6×102cm3。

σW为A3钢的弯曲应力。

根据热轧普通工字钢截面表可查出Ⅰ40C型工字钢符合要求，同时可得出:Ⅰ40C工字钢截面特性:

截面惯性矩Ix=23 847 cm3。

截面抵抗矩Wx=1 192.4 cm3。

半截面面积矩Sx=711.2 cm3。

腹板厚度σ=14.5 mm。

140C梁自重为q=0.801 2 kN/m。

7)对所选工字钢截面进行验算:

梁自重所产生弯矩值:

Mg=1/8×0.801 2×8.12=6.57 kN·m。

总弯矩值:Mx=Mmax+Mg=139.42+6.57=145.99 kN·m。

弯矩正应力:

σ=Mx/Wx=145.99×103/(1 192.4×10-6)=122.43 MPa<145 MPa。

铰接处总剪力值:

Qx=68.85+0.5×0.801 2×8.1=72.09 kN。

Tmax=Qx×Sx/(Ix×δ)=(72.09×711.2)/(23 847×14.5)=14.82 MPa<1.3×85 MPa(85 MPa为A3钢剪应力设计值)。

8)梁跨中挠度计算:

梁单位长度的荷载:

q=17+0.801 2=17.801 2 kN/m。

ω=5ql4/(384EIx)=(5×17.801 2×8.14×103)/(384×2.1×105×238 47)=19.9 mm<1/400=8 100/400=20.25，刚度能够满足要求。

6 安全措施

1)插打钢管采用人工插打，搭设马凳，打至弱风化岩层为止。2)工字钢用φ25螺纹钢进行横向连接，每1.5 m一道，采用双面焊接。3)为保证整体受力稳定，在工字钢上满铺设木胶板，使之形成一受力均匀稳定的整体。

7 施工效果及体会

该大桥浇筑现浇梁混凝土，通过沉降观测，支架稳定性较好，沉降量在1.8 cm～2.0 cm，完全满足施工规范要求。同时也为类似工程施工提供了简便快捷的施工方法，具有一定的推广价值。

[1] 王 震.桥梁主桥合龙段施工工艺分析[J].黑龙江交通科技，2011(8)：95-96.

[2] 张新旺.现浇混凝土连续箱梁施工技术探讨[J].平顶山工学院学报，2004(2)：131-132.

Discussion on cast-in-situ box girder landing bracket construction of ultra-wide overweight varying section river

Qiu Xinqiang

(ShandongChangyiCountyRuralHighwayAdministrationDepartment,Changyi261300,China)

The thesis introduces cast-in-situ box girder landing bracket construction technology formulating and implementation scheme of ultra-wide overweight varying section river, comprehensively describes various landing bracket indicators checking, bracket erection and guarantee measures, and finally achieves good construction effect.

ultra-wide overweight box girder, river, landing bracket construction

2015-04-26

邱新强(1981- )，男，工程师

1009-6825(2015)19-0179-03

U448.213

A