熊 亮

廈門中平公路勘察設(shè)計(jì)院有限公司海南分公司 海南?？?570100

1 工程概況與支架設(shè)計(jì)

青菱鄉(xiāng)立交橋第6 聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)段箱梁為單箱三室連續(xù)箱梁，標(biāo)準(zhǔn)寬度為25m，橋最大縱坡- 3.524%。主梁的高度為3m。箱型梁頂板厚度為0.26m。箱型梁底板厚度為0.25m。中腹板、邊腹板的厚度都是0.6m，腹板位置箱梁荷載最大，此處的盤(pán)扣支架需要加密。箱梁兩側(cè)翼緣板長(zhǎng)度為2.5m，翼緣板厚度較小，對(duì)應(yīng)的盤(pán)扣支架間距可以減小。立交橋的建設(shè)時(shí)橋下有通行要求，橋梁建設(shè)時(shí)必須保證雙向四車道。因此將下部支架設(shè)計(jì)成貝雷梁門洞式支架，橫斷面設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

圖1 貝雷梁門洞式支架橫斷面設(shè)計(jì)圖

貝雷梁門洞支架，高度為12m，寬27m，以提高支架的穩(wěn)定性。采用厚10mm 的φ630 鋼管柱作基礎(chǔ)。鋼管柱順橋向間距為3m，中間采用16# 槽鋼連接，提高鋼管柱穩(wěn)定性。樁頂焊接80cm×80cm×1cm 的鋼板，鋼板上橫向安裝40a 三拼工字鋼作為支架主梁。貝雷梁的跨徑為9m，中跨有墩柱阻擋，無(wú)法通行。兩側(cè)邊跨，可以通行，且跨徑為9m，可以滿足雙向四車道要求。鋼管柱順橋梁間距為3m，即三拼工字鋼的跨徑為3m。貝雷梁每0.6m 一榀，即貝雷梁上20a 槽鋼的跨徑為0.6m，槽鋼要旋轉(zhuǎn)90°鋪設(shè)，以保證其上盤(pán)扣支架的穩(wěn)定性。

20a 槽鋼上采用承插型盤(pán)扣式鋼管支架，支架平均高5.6m，立桿外徑為60.3mm，水平桿、豎向斜桿外徑均為48.3mm，可調(diào)托座絲桿外徑為48mm。支架的立桿受力點(diǎn)必須落在有貝雷梁支撐的位置，也就是說(shuō)承插型盤(pán)扣式支架立桿順橋向距離為0.6m。與箱梁腹板位置對(duì)應(yīng)的盤(pán)扣式支架立桿加密處理，間距為0.6m。與箱梁底板、翼板位置對(duì)應(yīng)的盤(pán)扣式支架立桿根據(jù)受力大小可以適當(dāng)增加間距，并與20a 槽鋼對(duì)應(yīng)，間距為1.2m，步距1m。盤(pán)扣支架立桿頂安裝頂托，在頂托上橫橋向布置12.6a 工字鋼。12.6a 工字鋼上布置方木，木方的截面尺寸為100mm×100mm，間距30cm。在方木上鋪設(shè)15mm 厚竹膠板，為保證澆筑箱梁混凝土質(zhì)量，也方便脫模，竹膠板表面要涂抹脫模劑。

2 門洞式支架受力驗(yàn)算

2.1 荷載組合

作用在支架上的永久荷載主要有模板自重、木方自重、盤(pán)扣支架自重。作用在支架上的可變荷載主要有傾倒混凝土荷載、振搗混凝土荷載、人員和機(jī)具施工荷載。根據(jù)規(guī)范，承載力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)1.4。承載力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)等效線荷載組合見(jiàn)表1。

表1 承載力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算等效線荷載組合

根據(jù)規(guī)范，在正常使用極限狀態(tài)的撓度驗(yàn)算時(shí)只考慮永久荷載，并且荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.0。正常使用極限狀態(tài)的撓度驗(yàn)算等效線荷載組合見(jiàn)表2。

表2 正常使用極限狀態(tài)的撓度驗(yàn)算等效線荷載組合

2.2 計(jì)算模型

由于該橋?yàn)榈瓤鐝竭B續(xù)梁橋，故只對(duì)單跨支架進(jìn)行建模驗(yàn)算。貝雷梁采用16Mn 鋼，其他構(gòu)件均采用Q345鋼材，共用6 種截面模擬：貝雷梁弦桿、貝雷梁腹桿、貝雷梁支撐架、20a 槽鋼、三拼I40a 工字鋼以及Ф630×10mm鋼管柱。模型共劃分為15184 個(gè)節(jié)點(diǎn)，22342 個(gè)單元，因橋梁墩柱地方不能鋪設(shè)貝雷梁，因此支架對(duì)應(yīng)處有斷開(kāi)處理，確保模型構(gòu)造與實(shí)際情況相符。20a 槽鋼與貝雷梁上弦桿之間、貝雷梁下弦桿與三拼I40a 工字鋼之間、三拼I40a 工字鋼與鋼管柱之間采用彈性連接，X 方向約束值為108，其他方向約束值為單位1。荷載按表1 和表2 中的荷載組合進(jìn)行施加，盡量按支架實(shí)際受力狀態(tài)進(jìn)行模擬。具體模型見(jiàn)圖2。

圖2 支架模型效果圖

2.3 強(qiáng)度驗(yàn)算、撓度驗(yàn)算結(jié)果匯總

通過(guò)MIDAS 分析得出貝雷梁門洞式支架承載力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算、正常使用極限狀態(tài)的撓度驗(yàn)算，見(jiàn)表3。

表3 驗(yàn)算結(jié)果匯總

通過(guò)以上分析可知：在進(jìn)行貝雷梁門洞支架極限狀態(tài)強(qiáng)度校核時(shí)，貝雷梁上、下弦桿最大應(yīng)力134.28MPa，腹桿的最大應(yīng)力為113.24。20a 槽鋼、貝雷梁支撐架、三拼I40a 工字鋼等Q345 構(gòu)件最大應(yīng)力為88.04MPa。而Q345鋼許用值為172.5MPa，16Mn 鋼許用值為210MPa，滿足承載能力要求。貝雷梁門式支架正常使用極限狀態(tài)撓度校核時(shí)，最大撓度為13.32mm。小于允許值22.5mm，滿足正常使用要求。

3 支架施工

3.1 鋼管柱施工

根據(jù)計(jì)算，鋼管柱的長(zhǎng)度為10.1m，而現(xiàn)場(chǎng)訂購(gòu)的鋼管柱為3m、6m 或9m，因此鋼管柱需要切割或接長(zhǎng)處理。鋼管柱切割時(shí)采用氧炔焰，施工前必須做好量測(cè)工作，確保切割后誤差在3mm 以內(nèi)。鋼管柱加長(zhǎng)時(shí)同直徑的鋼管必須對(duì)其，接口平整，對(duì)中誤差應(yīng)小于1%，接口位置采用滿焊，焊縫質(zhì)量應(yīng)滿足規(guī)定要求。焊縫四周采用長(zhǎng)條形小鋼板進(jìn)行焊接加固處理，見(jiàn)圖3。

圖3 鋼管連接端加固圖

小鋼板與鋼管柱之間采用花焊。小鋼板的長(zhǎng)20cm、寬8cm，厚度為1cm，小鋼板之間的凈距為15cm。鋼管柱長(zhǎng)度滿足要求后，在鋼管柱頂焊接長(zhǎng)0.8m、寬0.8m、厚0.01m 的鋼板。

3.2 三拼I40a 工字鋼施工

三拼工字鋼順橋向布置，每3m 一跨。制作三拼工字鋼方法：將三根I40a 工字鋼兩端對(duì)齊，誤差小于1%，并排放置，采用花焊焊接。焊接質(zhì)量須滿足規(guī)范要求。工字鋼在貝雷片支點(diǎn)位置和樁頂焊接豎向加勁板，見(jiàn)圖4。

圖4 三拼I40a 工字鋼焊接圖

3.3 貝雷梁施工

單片貝雷片長(zhǎng)3m，高1.5m，本工程所需貝雷梁長(zhǎng)30m，由10 片組成。為提高貝雷梁的穩(wěn)定性，本工程采用雙拼貝雷梁拼裝，貝雷梁在加工區(qū)拼裝，貝雷梁梁長(zhǎng)為30m，兩組貝雷梁之間的間距為60cm，貝雷梁之間采用支撐架連接。采用25t 吊車多點(diǎn)起吊每組貝雷梁，吊裝應(yīng)平穩(wěn)、規(guī)范。安放在三拼工字鋼上之后，要做好三拼工字鋼與貝雷梁之間的接觸處理，設(shè)置限位器。貝雷梁之間距離按設(shè)計(jì)要求布置，順橋向間距為60cm。

3.4 模板支架拆除

模板支架拆除流程：（試件抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上）松內(nèi)模拉桿及頂撐→松芯模內(nèi)盤(pán)扣支架頂托→拆芯模頂板模板→拆芯模內(nèi)盤(pán)扣支架→拆除芯模側(cè)模→（當(dāng)現(xiàn)澆箱梁鋼絞線張拉、壓漿完成，同條件試件抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%時(shí)）松箱梁翼緣板盤(pán)扣支架頂托→拆箱梁翼緣板外?！鹣淞和饽１硯А鸪淞和鈧?cè)模板→松拆底支架及底部模板→拆盤(pán)扣支架→清理現(xiàn)場(chǎng)。非承重模板一般在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa 方可拆除，支架拆除遵循“先支后拆，后支先拆，先上后下，一步一清”的原則。

4 結(jié)論

青菱鄉(xiāng)立交橋第6 聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)段箱梁為單箱三室連續(xù)箱梁，該立交橋施工處于交通繁忙路段，為保證立交橋施工時(shí)橋下車輛能順利通行，箱梁支架設(shè)計(jì)成組合形式，上部采用承插型盤(pán)扣式鋼管支架，下部為貝雷梁門洞支架。

（1）采用Midas Civil 軟件對(duì)貝雷梁門洞支架進(jìn)行承載力驗(yàn)算和撓度驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果表明貝雷梁和其他Q345 構(gòu)件強(qiáng)度和變形均能滿足要求，支架布置形式可供日后類似工程參考。

（2）在進(jìn)行撓度驗(yàn)算時(shí)，貝雷梁門洞支架只需考慮永久荷載，且分項(xiàng)系數(shù)取1。在進(jìn)行承載力驗(yàn)算時(shí)，不僅要考慮永久荷載，還要考慮可變荷載，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2，可變荷載分享系數(shù)取1.4。

（3）在進(jìn)行支架搭設(shè)時(shí)，尤其要注意拼接和焊接質(zhì)量，確保焊接和拼接部位承載力不低于材料本身的承載力。模板支架拆除時(shí)混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，且應(yīng)嚴(yán)格遵循拆除的程序，確?！跋戎Ш蟛穑笾炔?，先上后下，一步一清”。