王俊武

(中國水利水電第四工程局有限公司,西寧 810007 )

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公路現(xiàn)澆箱梁滿堂紅支架結構設計

王俊武

(中國水利水電第四工程局有限公司,西寧 810007 )

根據(jù)現(xiàn)場地形條件、支架高度與安全性、支架成本等因素，對國道318線林芝至拉薩段公路改造工程之林芝至工布江達段車行橋現(xiàn)澆箱梁支架施工進行設計，采用公路現(xiàn)澆箱梁滿堂紅鋼管支架的設計方法，保證了工程的質量和安全，提高了施工進度。

公路;現(xiàn)澆箱梁;滿堂紅支架;結構設計

1 工程概況

國道318線林芝至拉薩段公路改造工程之林芝至工布江達段(K4264+800.000 m～K4296+000.000 m)位于西藏林芝市與那曲地區(qū)境內，起點為那曲地區(qū)巴青縣貢日鄉(xiāng)，向西跨尼洋河，下穿國道G318線后，2次跨越尼洋河至終點林芝市工布江達縣巴河鎮(zhèn)秀巴村(K4296+000.000 m)，全長31.651 km，全線采用雙向4車道一級公路標準，設計速度80 km/h。工程路基長度為28.084 km，主線橋長為3.961 km，共設橋梁16座。根據(jù)設計文件要求，除扎地G318分離式立交橋、百巴G318分離式立交橋、車行天橋為C50現(xiàn)澆混凝土箱梁外，其余橋梁均為“T”梁預制架設。其中扎地G318分離式立交橋(GK0+907.933 m～GK0+993.933 m)和百巴G318分離式立交橋(GK0+469.281 m～GK0+555.281 m)均上跨本工程主線，這兩座橋長各86 m，每座橋為1聯(lián)(24 m+32 m+24 m)，上部結構采用預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁，下部結構為混凝土橋臺； 車行天橋(K0+144.594 m～K0+199.594 m)全長55 m，全橋為1聯(lián)(15 m+25 m+15 m)，上部結構采用預應力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，下部采用薄壁墩、樁柱臺、肋板臺。預應力現(xiàn)澆箱梁混凝土共1 109.2 m3，其中扎地G318分離式立交橋箱梁混凝土為454.4 m3；百巴G318分離式立交橋箱梁混凝土為455.8 m3；車行天橋箱梁混凝土為199 m3。

2 支架設計

本工程路線沿尼洋河兩岸展線，大部分路段處于河流一、二級階地，分布地層主要為第四系沖洪積的砂礫、圓礫、卵石土，沿線地表水豐富，地下水位較淺。根據(jù)本工程特點和地質條件，對扎地G318分離式立交橋、百巴G318分離式立交橋和車行天橋的預應力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁，采用碗扣式滿堂紅支架的支撐體系進行施工[1-2]，確保施工質量和安全。以扎地、百巴G318分離式立交橋預應力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁為例子，介紹支架設計方法。

(1) 扎地、百巴G318分離式立交橋支架總體寬度為10.8 m，整體高度約為7.15 m，地面至箱梁底部高度約為5.35 m。

(2) 支架縱向步距為60 cm，支架立桿梁端處加密至30 cm×30 cm布置[3]。

(3) 豎向步距不大于80 cm，支架桿件均采用?48×3.5 mm鋼管[3]。

(4) 支架頂部設2層方木將模板荷載傳至支架，立桿頂部翼緣板處托撐上橫向設置10 cm×8 cm方木，縱向設置10 cm×15 cm方木[4]。

(5) 支架底部待地基處理完成后，鋪設10 cm×15 cm方木[5]。

(6) 箱梁底部步距為60 cm，翼緣板內側步距為60 cm，翼緣板外側步距為90 cm[6]。

(7) 箱梁底部處托撐上橫向設置10 cm×10 cm方木，縱向設置10 cm×15 cm方木[6]。

支架設計見圖1、2、3。

圖1 箱梁特征示意圖 單位：cm

圖2 滿堂紅支架橫向截面示意圖 單位：cm

圖3 滿堂紅支架縱向示意圖 單位：cm

2.1 計算參數(shù)

(1) 方木彈性模量E=11×103MPa(材料為東北落葉林，查路橋施工計算手冊附錄3)[7]。

(2) 方木順紋彎應力值 [σw]=14.5 MPa(材料為東北落葉林，查路橋施工計算手冊附錄3)[7]。

(3) 荷載系數(shù)：靜荷載系數(shù)1.2，動荷載系數(shù)1.4[8]。

2.2 荷載計算

百巴、扎地G318分離式立交橋箱梁混凝土設計總量為454.4 m3，邊跨箱梁混凝土設計量為140.08 m3，中跨箱梁混凝土設計量為174.24 m3。

(1) 取中跨計算：中跨箱梁質量F1=174.24×26=4 530.24 kN；

(2) 人工及材料、機具行走堆放荷載g2=2.0 kN/m2，一孔荷載F2=2×32×8.4=537.6 kN；

(3) 施工時傾倒混凝土的荷載(g3)及振搗混凝土產生的荷載(g4)均按2.0 kN/m2，一孔荷載為F3=(2+2)×32×8.4=1 075.2 kN[9]；支架荷載為773 kN

(4) 基礎所承受的力為：F=(4530.24+773)×1.2+(537.6+1075.2)×1.4=9 589.49 kN。

2.3 支架驗算

根據(jù)百巴、扎地G318分離式立交橋支架受力情況及鋼管支架設計搭設情況，對箱梁實心段、普通段、翼緣板3個部位的支架受力情況進行驗算[10]。箱梁截面參數(shù)見表1，截面見圖4，碗扣鋼管參數(shù)見表2。

表1 箱梁截面參數(shù)表

圖4 箱梁截面圖 單位：cm

外徑d/mm壁厚t/mm截面積A/mm2慣性矩/mm4抵抗拒W/mm3回轉半徑/mm每米長自重/N483.54.89×101.215×105.078×1015.7838.4

2.3.1 翼緣板

順橋向單位混凝土質量為q1=7.80 kN/m，15 mm厚膠木板及連接件質量q2=0.06 kN/m，人工及材料、機具行走堆放荷載g2=2.0 kN/m2；施工時傾倒混凝土的荷載(g3)及振搗混凝土產生的荷載(g4)均按2.0 kN/m2[12]。

(1) 橫桿(方木橫梁)

鋼管立柱的縱間距為0.6 m，橫間距為0.9 m、0.6 m[12]，小橫桿的計算跨徑取l1=0.90 m。

橫橋向作用在小橫桿上的均布荷載為：

q=q1+q2+(g2+g3+g4)×0.6=7.8+0.06+(2+2+2)×0.6=11.46 kN/m

10 cm×8 cm方木抵抗矩[13]：

10 cm×8 cm慣性矩[13]:

1) 彎曲強度[14]

2) 最大撓度[15]

(2) 大橫桿(縱向方木)

鋼管立柱的縱間距為0.6m，因此大橫桿的計算跨徑l2=0.6m，按3跨連續(xù)梁計算[16]。

小橫桿傳遞的集中力F=11.46×0.9=10.32kN，最大彎矩Mmax=0.267×Fl2=0.267×10.32×0.6=1.66kN·m

10cm×10cm方木抵抗矩[13]：

10 cm×10 cm方木慣性矩[13]：

1) 彎曲強度[14]

2) 最大撓度[15]

(3) 立 桿

2.3.2 實心段

(1) 小橫桿(方木橫梁)

鋼管立柱的縱間距為0.6 m，橫間距為0.6 m[12]，小橫桿的計算跨徑取l3=0.60 m。

橫橋向作用在小橫桿上的均布荷載為：q=q1+q2+(g2+g3+g4)×0.6=39.95+0.06+(2+2+2)×0.6=43.61 kN/m

10 cm×10 cm方木抵抗矩[13]：

10 cm×10 cm方木慣性矩[13]：

1) 彎曲強度[14]

2) 最大撓度[15]

(2) 大橫桿(縱向方木)

鋼管立柱的縱間距為0.6m[17]，因此大橫桿的計算跨徑l4=0.6m，現(xiàn)按3跨連續(xù)梁[16]進行計算：

小橫桿傳遞的集中力F=43.61×0.6=26.17kN，最大彎矩Mmax=0.267×Fl4=0.267×26.17×0.6=4.20kN·m

10cm×15cm方木抵抗矩[13]：

10 cm×15 cm方木慣性矩[13]：

1)彎曲強度[14]

2) 最大撓度[15]

(3) 立 桿

根據(jù)以上計算普通段也滿足要求。

2.4 地基承載力驗算

根據(jù)《路橋施工計算手冊》可知，對碎石土、砂土、回填土壓密實后，容許承載力為0.4 MPa[4]。方木寬度為0.1 m，按橫橋向8.4 m通長考慮，假設此面積上荷載應力直接傳給壓實后的基礎土[18]。則，百巴、扎地G318分離式立交橋單孔總荷載為9 589.49 kN，承壓面積為0.1 m×8.4 m=0.84 m2，總共有54條這樣的基礎木板，則有9589.49/(0.84×54)=0.211 MPa<0.4 MPa[4]。所以經驗算，地基承載力滿足設計要求。

3 結 語

通過對百巴、扎地G318分離式立交橋預應力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁滿堂紅支架設計和施工，使施工進度提前了半個月，并保證了工程質量和安全，達到了預期目標。

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Structural Design of Full Support for Cast-in-situ Box Girder on Highway

WANG Junwu

(Sinohydro Engineering Bureau 4 Co., Ltd., Xining 810007 , China)

In accordance with topographic conditions, support height and safety, support cost, etc, support for the cast-in-situ box girder on the carriageway bridge at Linzhi-Gongbujiang section, Linzhi-Lasha highway of G318 is designed. The design method of the full scaffolding pipe support for the cast-in-situ box girder assures the engineering quality and safety and improves the construction progress as well.Key words: highway; cast-in-situ box girder; dull support; structural design

1006—2610(2016)05—0053—04

2016-06-17

王俊武(1974- )，男,甘肅省慶城縣人，高級工程師,從事水電工程施工工作.

U445.5

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2016.05.013