连续梁悬臂施工边跨现浇段支架设计

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连续梁悬臂施工边跨现浇段支架设计2011年第5期铁道建筑RailwayEngineering文章编号:1003—1995(2011)05—0031—02连续梁悬臂施工边跨现浇段支架设计朱建军(屮铁二十一局集团第四工程有限公司，西宁810000)摘要:支架是现浇梁施工过程中的支承结构，支架的强度，刚度，稳定性直接影响到结构质量及安全性.3支架高度超过15m时採用碗扣式满堂支架，将很不经济，且支架的稳定性将难以保证，这吋较优的方案是选用钢管柱支架.木文结合工程实例对连续梁悬臂施工边跨现浇段支架进行了设计，确定了荷载分布，建立了受力分析模型，验证了方案的可行性,为以后同类桥型的施工提供参考.关键词:箱梁钢管支架荷载分布力学检算施工技术中图分类号:U445文献标识码:B在桥梁分段施工的儿种类型中，悬臂现浇法是连续梁采用最广泛的一种施工方法，其主要优点是投入设备少，施工方便，施工时可不中断桥下交通，资金投入也相对较少•但由于连续梁的边跨长度一-般为中跨长度的0.60〜0.65倍，所以，边跨直线段混凝土多用支架现浇的方法•支架是现浇梁施工过程中的支承结构，支架的强度，刚度，稳定性及变形直接影响到结构质量及安全性•现浇支架除基础以外绝大部分使用钢结构，其优点是支架弹性变形和非弹性变形量很小，支架的刚度和强度也较大,因而能保证现浇混凝土的质 量•钢结构支架的结构形式主要有两大类:一类是多支点支架(如碗扣式满堂支架),另一类是少支点钢梁支架•前者是将现浇梁混凝土的荷载通过每一根钢管比较均匀地分布到地基上，地基承载力比较容易得到保证，每根竖向钢管所受的垂直荷载较小;而后者是将现浇箱梁混凝土的荷载,通过支架的少数支撑(如直径500mm的钢管)传给地基基础，每一个支撑钢管受到的垂直荷载较大，为此必须在钢管柱底设置扩大基础或桩基础.当支架高度超过15m时，采用碗扌II式满堂支架，将很不经济，且支架的稳定性将难以保证，这时较优的方案是选用少支点支架结构.1工程概况新建铁路工程北京至石家庄客运专线四北联络线设计为单线I级铁路，设计时速为200km/h.跨越京广铁路采用一联(60+100+60)m预应力混凝土连续梁，桥梁全长221.5m(含两侧梁端至边支座中心各收稿日期:2010・10・14;修回日期:2011-02-24作者简介:朱建军(1973—)，男，山东单县人，高级工程师.0・75m).桥面横向布置为:0.25m挡块+1.0m人行道+0.2m挡祚墙+4.5m道祚+0・2m挡祚墙+1.0m人行道+0.25m挡块,桥梁顶面总宽7.4m.箱梁端支座及边跨直线段和跨中处梁高为4.5m,中支点处梁高为7.5m,梁底下缘按圆曲线变化.梁体为单箱单室,变高度，变截面直腹板结构.各T构除合龙段长2m和0号段长12m外，其余均对称划分为12个悬臂现浇段，最长现浇段为4.0m.箱梁1〜12号块采用挂篮对称悬臂逐段浇筑，悬臂浇筑时最大梁段质量136t,边跨直线段混凝土采用支架现浇.由于边墩高22m,所以采用少支点支架结构.桥墩基础采用钻孔灌注桩，主墩桩径为l・5m,边墩桩径为1.25m.主墩墩身高度分别为18.0m和19.0m,边墩墩身高度分别为15.0m和22.0m,桥墩采用单线圆端形桥墩•西北联络线跨京广特大桥在西北联络线DK4+658.28处与既有京广铁路(K274+245)相交，斜交角为4&56.2钢管柱支架的设计与预压施工时选择6根6500mm(6:10mm)钢管组成的格构柱作为支撑•钢管分两排布置，每排3根，两排钢管之间的距离为440cm,钢管的横向间距为280cm.钢管与钢管之间纵横向均用20号槽钢连接，并且毎隔5m均设置一道纵横向连接系,共设置3道，以增加整体稳定性.第一排钢管放置于承台上，第二排钢管放置于直径1.2m的挖孑L灌注桩上.底部采用法 兰盘与承台固结，其钢筋伸人承台混凝土里•临吋支柱顶部设置托盘，托盘上面安装预压过的砂筒,砂筒上沿纵桥向放置双拼LOb74字钢作为主梁，并与托盘焊接，在140b工字钢上面横桥向每隔50cm放置一根I25b32铁道建筑工字钢作为横向分配梁.支架预压是一道非常重要的工序,也是对整个支架(含支架基础)搭设质量的一次全面检查，考验其结构的强度，刚度，稳定性是否满足要求•通过支架预压基本消除非弹性变形，同时测定支架的弹性变形且与理论计算值进行分析比较，调整支架，使其符合设计和施工技术规范的质量要求,从而保证现浇梁的高质量.支架预压采用等载预压，采用尼龙袋黄砂加载,准确过磅，并按箱梁混凝土浇筑程序采用纵向分块，水平分层（两层）对称加载的次序•预压时，除观测支架整体变形外（垂直变形），还须观测支架内主要部分的相对变形，以便进一步采取加强措施•一般情况下，在预压过程中，测得支架顶的总垂直变形包含两部分，即弹性变形和非弹性变形•当预压荷载卸除后，测得的支架回升值即为弹性变形，其中没有恢复的部分即为非弹性变形（主要是支架接缝压密和地基等产牛的不可恢复的塑性变形等）.为此，必须沿纵,横方向布设固定的沉降观测点,预压前，预压过程中，以及卸荷以后不问断定时观测,并做出详细的记录.3支架检算根据施工技术方案主要计算各构件受力情况及支架的整体稳定性是否满足要求,根据计算验证方案的可行性，并根据验算结果指导编制施工方案•计算方式采取由上至下,逐个验算杆件受力是否符合要求.采用手算和有限元讣算相结合的方式.3.1连续梁边跨现浇段荷载分布的确定根据《路桥施工计算手册》及《铁路混凝土与砌体工程施工规范》，模板及支架荷载取1.OkN/m,设备及人工荷载取3.0kN/m,混凝土浇筑冲击荷载取2.5kN/rn,混凝土浇筑振捣荷载取2.5kN/m计算.混凝土重度（酉己筋率>2%）取26kN/m,混凝土超灌系数取1.05.根据设计图纸，确定支架受力最大横断面，见图1.腹板下分布荷载合计为106.5kN/m,底板部位分布荷载合计为44.0kN/m,翼缘板部位分布荷载合计为21・61kN/m.根据以上计算荷载，节段荷载分布示意如图2.3.2强度验算根据上节的计算荷载，对边跨现浇段下横梁I25b工字钢，纵梁Lob工字钢以及6500mm（6:l0mm）钢管柱进行强度验算,计算结果均满足规范要求. 钢管柱下的钻孔灌注桩单桩容许承载力［P］二995.65kN,也大于计算出的实际轴向压力P二819.7kN540.一一..图1最大横断面（单位:CIII）lo65kN/m:440kN/m:2161kN/m:］_n4o山山山山,,il打图2横向荷载分布（单位:cm）支架预压的结果也证明支架的强度，刚度及稳定性满足规范要求.4结语根据上述验算结果确定了支架的施工方案，将箱梁的荷载传递到承台和桩基上,在施工过程中未出现任何问题•墩柱强度，刚度和稳定性均大于设计标准，保证了后续现浇段箱梁的顺利施工•结合施工实践及其它各方面条件，此支架方案具有结构简单，施工方法简便，施工速度快和经济适用等特点.为以后同类桥型的施工提供参考.参考文献［1］中华人民共和国交通部・JTJ041—2000公路桥涵施工技术规范［s］•北京:人民交通出版社,2004.[2]中华人民共和国铁道部.TZ213-2005客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].北京:屮国铁道出版社,2005.[3]范有强•成渝铁路高架系杆拱桥的支架设计与施工[J]•铁道建筑,2009(4):28—29・[4]孙坤.黄石特大桥连续箱梁支架法现浇施工技术[J].铁道建筑,2008(10):5—8.[5]天滓市市政工程局.道路桥梁工程施工手册[M].北京:屮国建筑工业出版社,2003.(责任审编赵其文) 斗”,”02,—量”,f