跨包茂高速65+112+65 m刚构连续梁0#块托架设计与施工

王福成

（中铁十八局集团第六工程有限公司 天津 300222）

跨包茂高速65+112+65 m刚构连续梁0#块托架设计与施工

王福成

（中铁十八局集团第六工程有限公司 天津 300222）

以包西铁路联络线工程跨包茂高速65+112+65 m刚构连续梁主墩0#块托架设计计算为例，对高墩刚构连续梁0#块托架的计算过程进行了详细的阐述，并介绍了该托架的施工及预压要点。通过有限元软件Midas对托架各受力构件进行了建模分析，结合施工现场的实际情况，表明该托架设计满足高墩0#块施工现场的要求。

刚构连续梁 临时结构 托架设计 施工技术

1 工程概况

跨包茂高速三跨悬臂浇筑预应力混凝土连续刚构桥，桥全长为243.7 m，计算跨度为（65+112 +65）m。梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。边墩为95、98号墩，采用圆端形空心墩，95号墩墩高50.5 m，98号墩墩高54.5 m。主墩为96、97号刚臂墩，采用矩形空心墩，外包圆弧端，墩顶纵、横向宽度分别采用7.6 m、7.4 m，墩顶纵、横向壁厚分别采用1.0 m、1.1 m。96号墩墩高42.5 m，97号墩墩高48.0 m，96、97号墩纵向采用直坡，横向外坡采用25︰1，内坡采用50︰1。跨包茂高速连续刚构桥主墩96、97号刚臂墩由于墩高均在40 m以上，因此选择托架作为施工的临时结构，现场施工的托架设计如图1所示。

图1 跨包茂高速65+112+65 m刚构连续梁主墩0#块托架图

2 托架设计参数取值

3 托架结构设计检算

跨包茂高速65+112+65 m刚构连续梁0#块托架设计总体布置如图2所示。

图2 主墩0#块托架设计总体布置图（mm）

3.1 墩外纵梁

断面翼缘板的最大分布荷载考虑混凝土自重、模板自重、施工人员及机械荷载、混凝土振捣荷载、工字钢自重后合计为44 kN/m，纵梁检算时由2根32 a工字钢承担，则每根I32a承担荷载计算简图如图3所示，Midas计算的支点反力、弯矩图及剪力图如图4～6所示。

图3 外纵梁受力计算简图（mm）

图5 外纵梁弯矩图（kN·m）

图6 外纵梁剪力图（kN）

计算所得应力满足设计要求。

3.2 墩外副托架

墩外侧副托架杆件手里计算简图以及计算结果如图7～10所示。

图7 副托架受力计算简图（mm）

图8 支点反力图（kN）

图9 副托架弯矩图（kN·m）

图10 副托架剪力图（kN）

由上述计算可知，位于墩顺桥向中间位置的副托架受力：

副托架采用双32a槽钢组合截面则：

计算所得应力满足设计要求。

3.3 主托架上横梁

主托架上横梁分为前横梁和后横梁两部分，检算过程相似，仅就后横梁进行介绍，计算简图及分析结构如图11～13所示。

图11 后横梁计算简图（mm）

图12 后横梁弯矩图（kN·m）

图13 后横梁剪力图（kN）

后横梁采用双40 b工字钢组合截面，通过计算可知：

计算所得应力满足设计要求。

后横梁最大位移v=20 mm（位于悬臂位置），l=1 650 mm，挠跨比：为1/82.5，此处挠度较大，主要原因是悬臂长度较大，因此再实际施工中，将外纵梁尽量靠近桥梁中心以减小悬臂长度进而减小挠度，同时为减小悬臂挠度，将前、后横梁支点处l=1 500 mm范围内上下翼缘处各补焊一块10 mm厚钢板。

3.4 主托架

（1）主托架杆件检算

图14 主托架计算简图（mm）

　图15 主托架轴力图（kN）

主托架采用双32 a槽钢组合截面焊接而成，采用销接形式，杆件与墩身通过上下支座连接，墩身两侧托架通过Φ32精轧螺纹钢对锚固定。主托架受力简图及计算结果如图14、15所示。

因斜撑杆件承受压力，故对其进行稳定性检算。

（2）主托架铰支座检算，见图16所示

图16 主托架上铰支座平面（mm）

通过计算可知，此处焊缝承受弯矩、剪力和轴力共同作用，

其中单块钢板受力为：

满足设计要求。

3.5 托架横梁计算

托架前、后横梁采用双40b工字钢截面形式，后横梁受力更不利，现对后横梁进行介绍，计算简图及计算结果如图，17～20所示。

图17 横梁计算简图（cm）

图18 后横梁弯矩图（kN·m）

图19 后横梁剪力图（kN）

图20 后横梁位移图（m）

后横梁采用双40b工字钢组合截面，通过计算可知：

计算所得应力满足设计要求。

后横梁最大位移v=18 mm，l=1 650 mm，挠跨比：1/91，此处挠度较大，主要原因是悬臂长度较大，因此在实际施工中，将外纵梁尽量靠近桥梁中心一侧以减小悬臂长度进而减小挠度，同时为减小悬臂挠度，将前、后横梁支点处=1 500 mm范围内上下翼缘处各补焊一块10 mm厚钢板。

4 托架的施工技术及预压要点

托架施工主要包括96、97号墩两个A0段的施工。现场托架一共制作两套，先使用于96、97号主墩A0段，施工完毕后利用原材料可使用于边墩A17段。

主墩墩身混凝土浇筑至36、38.5 m高度时，分别预埋托架预埋件，混凝土强度达到设计强度80 %后，安装预埋件及纵横向承重梁及分配梁（型钢），型钢之间焊接固定，满铺竹胶板，分配梁上搭设碗扣式脚手架。支架立杆对应分配梁中心布置，间距0.6 m一根；腹板处立杆间距0.3 m，横杆步距采用0.6 m，支架高度1～1.3 m，支架顶安装顶托，顺桥向铺15×15 cm方木，间距同立杆间距，横桥向铺10×10 cm方木，净距10 cm，最后铺设1.5 cm厚竹胶板做A0块底模。

托架搭设完成，经验收合格后，铺设底模，进行预压。预压采用钢筋，预压重量为墩顶外设计荷载（托架上梁段重量+模板重量+施工荷载之和）的1.2倍且与梁重分布对应。

预压加载前，先在主托架上设置水平观测点。观测点和调整模板高程计算控制点相对应。所有观测点设置完成后对各点的高程进行测量记录。

加载时按照设计荷载的120%加载，满载持荷时间不少于24h。加载用的钢筋原材按照标示重量使用，以估算每个钢筋原材的平均重量。钢筋原材采用塔吊吊至托架顶，由人工配合摆放。加载中由技术人员现场控制加载重量和加载位置，避免出现过大误差而影响观测结果。

预压荷载加载完毕后，测量各观测点高程。每两小时观测一次，确定托架稳定后方可卸除荷载。

托架变形稳定后卸除荷载前测量各点高程。卸载过程的操作与加载过程相反，对称进行。荷载卸除完毕后，测量各点高程。卸载之后应组织人员对托架进行一次全面检查，根据检查记录，及时调整接触不良或变形的杆件。

测量采用精密水准仪，测量人员用专用表格对每次测量数据进行详细记载，根据现场采集的数据及时进行计算、分析、处理，得出系统变形值。通过预压消除托架的塑性变形，弹性变形作预留处理。

5 结语

根据上述各杆件强度计算与变形的检算表明，上述设计的现浇托架满足现场施工要求。通过包西铁路联络线工程跨包茂高速65+112+65m刚构连续梁主墩0#块的施工检验，充分肯定了上述设计的可行性，以及施工预压的正确性。该设计安全可靠，并可以利用A0号托架进行边跨现浇段的施工，取得了一定的经济效益。可为同类桥梁托架施工做参考。

［1］焦钢等.大跨连续刚构桥零号块施工托架设计［J］.石家庄铁路职业技术学院学报，2005（6）：76-78

［2］徐金生.高墩连续刚构桥0#块托架设计与施工［J］.公路与汽运，2013（7）：182-186

［3］朱传娣.大跨高墩连续刚构桥0号块托架法施工技术［J］.混凝土与水泥制品，2009（8）：21-22

［4］雷俊锋.嘉陵江大桥主墩0#块施工平台托架验算［J］.陕西水利，2008科技专刊，25-26

Design and Construction of the 0# Bracket of the 65+112+65m Rigid Frame Continuous Girder of the Bridge across Baotou-Maoming Express way

WANG Fu-cheng
（No.6 Engineering Corporation Limited of China Railway 18th Bureau Group Co. Ltd Tianjin 300222 China）

Taking the calculation of the 0# bracket of the 65+112+65m rigid frame continuous girder of the bridge across Baotou-Maoming express way on the Baotou-Xi’an railway as an example， the calculation process of 0# bracket of the rigid framed continuous girder with high piers is illustrated in detail，and the key points of the construction and pre pressure are also introduced. Through the modeling and analysis of the stress component of the bracket with the finite element software --- Midas and combined with the actual conditions of construction site， the bracket design is qualified for the 0# construction of the bridge with high piers.

rigid frame continuous girder temporary structures bracket design construction technology

文献标识码：A 文章编号：1673-1816（2015）02-0011-07

2015-03-18

王福成（1975-），男，河北兴隆人，学士，工程师，研究方向施工管理与施工技术工作。