现浇箱梁墩梁式支架设计

周书剑

（中铁十四局集团有限公司一公司 山东日照 276800）

1 工程简介

潮惠高速公路杨林枢纽立交预应力混凝土现浇连续箱梁梁高为2m，上部结构采用单箱三室的截面形式，顶板宽度16.25m，底板宽度11.25m，两侧悬臂个为2.5m。全梁采用纵向预应力体系，按支架整体现浇施工，施工顺序为：先浇底、腹板，在底、腹板达到70%的设计强度后再浇顶板。本次计算针对杨林枢纽立交现浇梁右幅2～5#墩（如图1）进行施工计算，计算中钢筋混凝土容重采用26.5kN/m。

图1 右幅2～5#墩侧面图

2 现浇箱梁支架设计

原地面高差较大，采用满堂支架，增大了地基的处理的难度，因此本项目采用钢管贝雷片支架，支架基础采用条形基础，混凝土采用C25混凝土，条形基础下的地基承载力要满足计算的承载能力。条形基础上预埋1.2cm厚钢板，钢板与螺旋钢管焊接，螺旋钢管直径D=529mm，高度在5～17m不等，螺旋钢管横向间距为7@2.2m。螺旋钢管顶部为双拼32工字钢横梁，连接方式为焊接，横梁上面采用7组贝雷梁作为主要的纵向抗弯承重构件，贝雷片的跨度为10.5m，10.5m，3m，10.5m，9m，10.5m，3m，10.5m，9m，10.5m，横向间距为7@2.2m。贝雷梁上部为10槽钢，间距墩顶处为20cm，其他位置为45cm。10槽钢上铺10cm×10cm方木，间距为80cm，桥墩处方木间距为40cm；方木上方满铺1.8cm竹胶板。翼缘部分采用碗口支架，碗口架间距为45cm，墩柱处间距为40cm，顶托上方采用两层方木，方木上方满铺竹胶板。

图2

图3

3 预应力现浇箱梁施工验算

3.1 计算原则

（1）满足结构受力的强度、刚度、稳定性的要求；

（2）考虑结构的安全性；

（3）计算的模型尽量符合实际的力学模型。

3.2 材料的选择

（1）箱梁的底模、侧模采用竹胶板，竹胶板下垫10cm×10cm方木。

（2）贝雷片上部分配梁采用10槽钢惯性矩I=198cm4，截面模量W=39.7cm3，E=200GPa 截面积 A=12.748cm2，型钢自重：10.007kg/m。

（3）贝雷片参数：

销子为30鉻锰钛钢，插销为弹簧钢，桁片、加强弦杆、纵横梁及支撑架材质为16锰钢。

16锰钢的拉应力、压应力及弯曲应力：1.3×210=273MPa。

16 锰钢的剪应力：1.3×120=156MPa。

30鉻锰钛的拉应力、压应力和弯曲应力：0.85×1300=1105MPa。

30 鉻锰钛的剪应力：0.45×1300=585MPa。

（4）钢管桩纵梁采用32a双拼工字钢：惯性矩I=11080cm4，截面模量W=692cm3，E=200GPa 截面积 A=67cm2，型钢自重：52.7kg/m。

（5）钢管采用D=529mm，壁厚0.6cm，型钢自重：77.89kg/m。

3.3 荷载取值

（1）现浇梁混凝土容重26.5KN/m3；计算时考虑结构自重。

（2）荷载组合思路：按照混凝土截面及槽钢间距计算不同位置的荷载组合值，墩顶对应部分荷载值按照实腹计算并加载。

（3）荷载组合值。

表1

3.4 支架上部结构受力模型的建立

迈达斯civil2011建立整体模型：

图4 模型侧面图

3.5 荷载组合设计

荷载取值考虑到墩柱在底、腹板达到70%的设计强度后浇顶板时也参与受力所以荷载组合组合值采用1.0倍恒载。

通过建模计算：

图5 模型立面图

图6 模型俯视图

图7 荷载布设一（除墩柱之外）

图8 荷载布置二（墩柱位置）

（1）结构的整体受力状态

图9

通过建模验算最不利位置为：墩柱位置的贝雷片（见图10）

图10 此处的贝雷梁采用加强弦杆设计

（2）10[槽钢的受力验算

10[槽钢间距为0.45cm，墩顶处间距为20cm。

10[槽钢弯曲应力图（如图11）。

弯曲应力为：5.90×104kN/m2=59MPa＜215MPa。

10[槽钢剪应力图（如图12）。

剪应力为：2.13×104kN/m2=21.3MPa＜125MPa。

（2）贝雷片的验算

贝雷片采用 90 花架连接，共用七组，间距为 2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m。贝雷片弯曲应力图（如图13）。

弯曲应力为：2.68×105kN/m2=268MPa＜273MPa。

在受力最不利的部位进行弦杆加强。

图11

图12

（3）32工字钢的验算

钢管桩上部横梁为双拼32工字钢，间距为：10.5，10.5，3，10.5，9，10.5，3，10.5，9，10.5。

32工字钢弯曲应力图（如图14）。

图14

弯曲应力为：9.7×104kN/m2=97MPa＜215MPa。

剪应力图（如图15）。

剪应力为：6.64×105kN/m2=66.4MPa＜125MPa。

（4）529钢管的验算

钢管横向间距为 2.5，2.7，2.2，2.2，2.7，2.5m，纵向间距 10.5，10.5，3，10.5，9，10.5，3，10.5，9，10.5。

529钢管的组合应力图（如图16）。

组合应力为：8.21×104kN/m2=82.1MPa＜215MPa。

529钢管的剪切应力图（如图17）。

1.26 ×103kN/m2=1.26MPa＜125MPa。

图15

图16

图17

529钢管的纵向位移：

图18

纵向最大位移为：2.13mm。

529钢管的横向位移：

图19

纵向最大位移为：0.5mm。

（5）支点反力及地基承载力：

图20

表2

条形基础混凝土采用C25混凝土，基础处理要求进行动力触探，地基承载力大于设计承载力。

4 结论

此结构受力明确合理，采用钢管贝雷片支架能够减少地基处理带来的困难，尤其在雨季施工，钢管支架能够更好的适用于墩柱原地面高差相对较大的现浇梁，满足施工要求。

[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）.

[2]《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）.

[3]江正荣.建筑施工计算手册（第二版）中国建筑出版社.

[4]路桥施工计算手册.人民交通出版社.