现浇梁曲线变截面施工技术难点控制

路林振

（中铁一局集团有限公司第三工程分公司，陕西 宝鸡721000）

1 工程概况

互通主线2 号桥中心里程K32+630，桥梁总长度97m，由2 跨40m 箱梁构成上部结构，左右侧箱梁宽度分别为12.75m与23.74m。1 号箱梁上跨省道206 改路，2 号上跨A 匝道，依据实际环境与工程需求，设计净高10.5m。工程中使用到碗扣式支架，具体规格为φ48mm×3.5mm。

2 工程施工的特点和难点

本工程为变截面曲线桥，整体构成较为复杂，施工难度相对较大，主要体现在以下3 个方面：（1）施工所在区域地形复杂，加大了支架基底处理难度，主要发生于复杂的地质环境中，同时地势起伏较大，明显提升了支架施工难度。存在大量的滑坡，加之地段的稳定性欠佳，因此，在该处施工作业并非易事。总体来说，受地形过于复杂的影响，明显增加了支架施工难度，成为桥梁施工的一大难点。（2）支架搭设高度过大，存在大量的跨河道支架，基于支架法展开施工作业时，主要建设在滑坡地段，该处的河道深度偏大，考虑到整体稳定性要求，随之加大了支架高度，因此，支架施工难度也随之加大。（3）挠度变化明显，现浇大跨度变截面连续箱梁施工需考虑多方面因素，柔体线性控制难度大，受预应力过于复杂的影响，对应的桥梁挠度变化错综复杂，与此同时挠度变化不具备规律可循，因此，不利于梁体线形控制，成为阻碍桥梁施工的关键因素。

3 施工工艺

3.1 施工流程

施工流程具体内容为：测量放样→地基处理→支架搭设→箱梁底模板铺设→支架预压及观测→复核中线、高程及几何尺寸→调整标高、安装腹板外模板→绑底、腹板钢筋、安装波纹管→钢绞线下料及穿束→安装内侧模→浇筑底、腹板混凝土→拆除内侧模、安装顶模→绑扎顶板翼板钢筋→浇筑顶板翼板混凝土→覆盖洒水养护→拆除内外模→张拉、压浆→落模、拆除支架。

3.2 满堂支架设计及搭设

1）碗扣式支架平面布置，不同区域布置的纵横间距存在差异，梁底与腹板为60cm×30cm，其余各个翼缘板间距相对更大，为60cm×60cm。

2）斜撑基于6m 长钢管搭建而得，控制支架剪刀撑放置角度，纵横向倾角均稳定在45°～60°，支架四边与中间以4 排支架立杆为间距分别安装纵向剪刀撑结构，从底部开始连续安装到顶部区域；超出4m 的支架，需安装水平剪刀撑，要求从顶部开始每隔2 步持续安装[1]；搭接长度至少达1m，且适配3 个及其以上扣件以提升稳定性。

3）于立杆底部增设底托装置，底部15cm 处增设扫地杆。

4）纵梁铺设边长15cm 方木，基于相同材料展开木楞铺设施工，方木边长10cm。

5）桥梁端部增设之字形人形爬梯（工艺参数为宽度1m 以上，坡度1：3 以内），采用独立脚手架形式，并于坡道脚手板下方安装横杆[2]。处理拐弯处，为之设置2m 宽平台，且要超过斜道宽度，设置防护栏杆并铺设密目网，要求踢脚板高度至少达18cm。脚手板上以30cm 为间距安装适量防滑条，厚度控制在20～30mm。

4 支架体系稳定性计算

4.1 荷载计算

为创设安全施工环境，针对第一联最大截面展开分析，箱梁终端实心截15.73m2，关于本工程的箱梁容重，将其设定为2.6t/m3，实心截面长度1m，对应质量40.898t。综合分析箱梁底部宽度，可求得单位面积的重力P1=56.77kN/m2。

模板采用1.8cm 厚的木胶板，满足箱梁底部面积重力值P2=0.13kN/m2。

关于横向分配梁：（1）10cm 方形松木，容重6.0kN/m3，自重0.06kN/m；（2）纵向分配梁：为10 号工字钢，自重0.112kN/m；（3）因工程需要，考虑人行荷载P3，此处取值为1.0kN/m2；（4）冲击荷载P4，此处取值为2.0kN/m2。

2016年秋，全县召开义务教育均衡发展迎国检大会，布置了具体任务。她放弃了外出学习进修的大好机会，决定留在学校与同事们一起奋战6个月。她深入各个教研组、各个微团队，精细化研究，与同事们加班加点，以致她的眼疾又复发了，钻心地疼，她吃点儿药，打几针，咬紧牙关继续坚持着。付出终于得到了回报，县教育局在这里召开了迎接均衡发展检查现场大会，学校以优异的成绩通过了国家级义务教育均衡发展检查验收。

4.2 风荷载计算

基于本工程环境状况，施工现场风压设定ω0=0.45kN/m2，基于高度H=40m，地面糙度8 类的工况展开分析，综合参考现行行业规范可求得单位风压高度系数μz，本工程中为1.56，同时获得风荷载体型系数μs，即1.0。

1）风荷载标准值w，按式（1）计算：

2）针对本工程支架体系，高度上限值10m，间距最大处1.2m，梁高2.1m，则Fwf、Fwm值分别按式（2）、式（3）计算：

式（2）、式（3）中，Fwf为风荷载作用在架体上产生的水平力标准值，kN；la为门架间距，m；Hw为不组合风荷载时脚手架搭设高度，m；Fwm为风荷载作用在竖向栏杆围挡模板上产生的水平力标准值，kN；Hmw为组合风荷载时脚手架搭设高度，m。

3）倾覆力矩Mwq按式（4）计算：

式中，H为风荷载时脚手架搭设高度，m。

4）门架立杆附加轴力Nwn（基于第一联第一跨进一步验算）见式（5）：

式中，n为门式脚手架作用于一榀门架的轴向力设计值，kN。

4.3 横向分配梁强度、刚度验算

从结构受力分析，横梁承受混凝土与模板的重力，同时受到人员荷载的影响，下部基于12 号工字钢采取支撑措施，视为简支梁形式展开计算。所有工字钢间距最大处d2=0.6m，因此简支梁长度L1=0.6m，分析松木的性能情况，最低抗弯架强度σs1=12 000kN/m2，弹性模量E1=10GPa，由此形成创建计算模型。具体如图1 所示。

图1 计算模型

所用方木截面尺寸为宽×高=b1×h1=10cm×10cm，彼此间距控制为d1=0.3m，重点针对长度≤1.2m 的松木展开分析，其线荷载Q1=18.03kN/m，进一步求得第一联箱梁处产生的最大弯矩值，如式（6）～式（8）所示：

式中，W1为截面模量，m3；σ1为弯应力，MPa。

故满足要求。

截面处产生惯性矩，具体有I1=b1h31/12=0.833×10-5m4，建立在最大荷载Q1工况下，确定此时的挠度值f1以及截面水平间距L1，具体有：

满足要求。

将方木替换为钢管，基于迈达斯平台展开模拟分析，得知最大支座反力达到13.2kN。

4.4 纵向分配梁强度、刚度验算

工字钢间距有所差异，最大处d3=0.6m，最大跨度L2=0.9m，以此为基础计算，得知较为安全，在此基础上做进一步验算，分析长度在1.8m 内的工字钢，所受荷载除自重（0.112kN/m）外还包括集中荷载（考虑横梁最大支座反力，为13.2kN）。创建模型并分析其应力、应变情况，具体如图2、图3 所示。

图2 应力应变情况（单位：MPa）

图3 反力情况（单位：MPa）

经上述分析得知，最大弯曲应力σ=92.4MPa，最大剪应力τ=53.01MPa，最大挠度为0.48mm，最大反力达到57.7kN。

5 结语

本文针对满堂门式支架展开分析，针对各部分受力加以验算后得知其均满足工程要求，在安全性、稳定性等方面都较为良好，支架可靠性高。实际工程表明，各环节均有序推进，未出现任何安全事故，具有优良效益性。