李會賓

（中鐵十局集團西北工程有限公司　陜西　西安　710200）

淺談大跨度現(xiàn)澆梁門洞設(shè)計與施工

李會賓

（中鐵十局集團西北工程有限公司陜西西安710200）

本文結(jié)合西咸北環(huán)高速公路高陵北互通樞紐立交橋的施工，對現(xiàn)澆箱梁跨越高速公路的門洞支架方案進行設(shè)計，并介紹了門洞支架的搭設(shè)施工方案，并進行了強度、剛度及支撐系統(tǒng)的檢算，為大跨度門洞施工提供參考依據(jù)。

橋梁工程；大跨度；門洞

1　工程概況

西咸北環(huán)高速公路高陵北樞紐互通立交工程位于高陵縣藥惠鄉(xiāng)中王窯村，與京昆線西安至禹門口高速公路相交，交叉樁號K25+824.449=JKK24+335.682，主線與西禹高速公路采用主線上跨環(huán)形匝道加半定向匝道組合式立交。其中高陵北樞紐F匝道橋梁第七聯(lián)上跨西禹高速，上部結(jié)構(gòu)采用3×36.04m預(yù)應(yīng)力C50混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，跨線墩柱墩10.7m，上跨現(xiàn)澆寬度12m，梁高1.9m。

由于西禹高速公路車流量較大，不能長時間封閉交通，因此施工時在西禹高速左右幅各搭設(shè)凈寬8.0m、凈高5.5m的單門洞，以滿足施工過程中西禹高速通行的要求。

2　門洞支架搭設(shè)總體設(shè)計

現(xiàn)澆梁支架采用盤扣式支撐系統(tǒng)作為模板施工支撐架體，門架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為C30混凝土防撞墩，條形基礎(chǔ)尺寸為600×1000mm。壁厚10mm的φ426鋼筒柱為立柱作為臨時支撐柱，立柱間距以上方架體間距為準(zhǔn)，單排7根，支撐柱頂部鋪設(shè)I40B工字鋼作為分布梁，然后轉(zhuǎn)換分配到頂部主橫梁。因門洞跨度較大，上方荷載較重，所以使用雙排單層貝雷梁作為縱向主梁，貝雷梁上方鋪設(shè)[20A槽鋼作為二次分布梁。門架頂部采用木模板進行全封閉，兩側(cè)采用密目安全網(wǎng)封閉。

3　門洞支架搭設(shè)方案

箱梁底與西禹高速公路路面最小高差為9.67m，在西禹高速公路左右幅各搭設(shè)一個凈寬8.0m，凈高5.5m的門洞式支架，每側(cè)搭設(shè)單門洞搭設(shè)方法如下：

（1）橫橋向豎向支撐擬采用間距3m，壁厚10mm的φ426鋼筒柱為立柱。立柱設(shè)在截面0.6×1m的鋼筋混凝土地梁基礎(chǔ)上，地梁長度同箱梁寬度，地梁澆筑前清理干凈路面雜物，地梁表面預(yù)埋600×600×20鋼板與鋼柱電焊連接。橫向采用交叉拉桿（10#槽鋼）連接，斜撐拉桿與鋼柱的夾角為45～60°。

（2）鋼柱豎向支撐上，橫橋向采用兩道I40B工字鋼并焊雙拼作為橫梁。

（3）橫梁上順橋向用雙排單層貝雷梁搭設(shè)跨徑8.0m×1門洞，間距1.5m（翼板處1.8m）。并與橫梁焊接連接，形成整體。

（4）在其上橫橋向鋪20A槽鋼，凈間距0.35m。上鋪5×10木方間距0.15m。

（5）木方上鋪設(shè)厚度15mm的竹膠板。

（6）在混凝土基礎(chǔ)前后兩端澆筑長1.5m、底寬0.8m、上寬0.4m、高1m的混凝土防撞墩。

為了施工安全，在西禹高速公路左右單門洞行車道距施工腳手架800m處設(shè)凈高5.5m、凈寬8m的限高架。在支架上設(shè)置反光標(biāo)志和警示標(biāo)志，以防車輛撞擊門洞。并設(shè)置2km、1km、500m警示和限速標(biāo)志和夜晚設(shè)置警示燈。為防止意外沖架，安排門架看護值班人員，防止超高車進入施工段高速道路。

4　門洞支架計算

門洞要求凈寬為8m，條形基礎(chǔ)寬為1m，因此施工臨時保通門架貝雷梁之間垂直凈寬為9m（8+1），由于F匝道與西禹高速斜交41°，因此計算凈寬為12m（9.426÷cos（41°））。

4.1主跨橫梁貝雷梁驗算

由架體驗算得知立桿傳遞下來的軸力為N=76.04kN，主梁凈跨度為12m。

4.1.1鋼梁抗彎強度驗算

鋼梁上方的荷載按照均布荷載模式進行計算（集中荷載均布到7個點，已接近均布荷載狀況）

雙排單層貝雷梁上方的均布荷載：q=76.04×7/12=44.356kN/m；

貝雷梁的抗彎強度設(shè)計值：[f]=215N/mm2；

貝雷梁的最大應(yīng)力計算值為111.56N/mm2小于抗彎強度設(shè)計值215N/mm2，滿足要求。

4.1.2貝雷梁的剛度驗算

貝雷梁最大允許撓度[ω]=12000/400=30mm；

貝雷梁的最大撓度計算值11.6mm小于最大允許撓度30mm，滿足要求!

4.1.3貝雷梁抗剪強度驗算

貝雷梁所受剪力為：Qmax=44.356×12/2=266.136kN＜[Q]= 490.5kN

貝雷梁抗剪強度滿足要求!

4.2分布梁40b型工字鋼驗算

4.2.1鋼梁抗彎強度驗算

鋼梁上方的荷載按照集中模式進行計算（主梁上傳遞的力均勻分布到4個分布梁上），鋼梁按荷載在跨中的簡支梁進行驗算（最不利情況驗算）。

工字鋼梁上方的荷載：

最大應(yīng)力計算值：σ=99800000/1139000=87.6N/mm2；

鋼梁的抗彎強度設(shè)計值：[f]=215N/mm2；

鋼梁的最大應(yīng)力計算值為87.6N/mm2小于抗彎強度設(shè)計值215N/mm2，滿足要求!

4.2.2鋼梁的剛度驗算

撓度計算公式為：w=Fl3/48EI工字鋼梁上方的集中荷載點已達5個，因此采用均布荷載模式來進行計算：

鋼梁最大允許撓度[ω]=3000/400=7.5mm；

鋼梁的最大撓度計算值 1.564mm小于最大允許撓度7.5mm，滿足要求!

4.2.3支撐系統(tǒng)的驗算

一個門洞鋼管共16根，一邊8根，I40b工字鋼每米重73.84kg，單個鋼管受到的最大力為269.5kN。

采用426鋼管作為橫梁支撐。外徑取426mm，壁厚取10mm。

鋼管回轉(zhuǎn)半徑為：

截面積為：

鋼管樁長度按5m計算，長細比為：

根據(jù)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50018-2002）得，穩(wěn)定系數(shù)為：0.974。

鋼管許用壓應(yīng)力為：

鋼管樁驗算合格。

5　結(jié)語

通過本項目的實施，為中鐵十局集團西北工程有限公司在大跨度門洞設(shè)計和施工方面提供強有力的施工經(jīng)驗，通過對高速公路高架橋建設(shè)中各項施工參數(shù)的優(yōu)化，力爭在保證安全的前提下盡量降低施工成本，取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益，同時為以后類似工程提供了寶貴的參考依據(jù)。

[1]江正榮.建筑施工計算手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ166-2008）[S].

[3]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB5007-2003）[S].

U455.35

A

1673-0038（2015）44-0218-02

2015-10-13