■曾小玲

（福建通乾建設(shè)有限公司， 龍巖 364000）

1 工程概況

土樓互通A 匝道橋左右分幅設(shè)計，左幅橋型布置為5×20 m 的PC 連續(xù)現(xiàn)澆箱梁， 橋長107 m；右幅橋型布置為4×20 m 的PC 連續(xù)現(xiàn)澆箱梁， 橋長87 m。 平曲線線型為緩和曲線和R=120 m 的圓曲線，縱斷面上跨高頭溪，屬于典型V 型峽谷，最大墩高15.1 m。 上部結(jié)構(gòu)為等截面單箱雙室結(jié)構(gòu)，梁高1.5 m，橋面寬度12 m。 下部構(gòu)造采用柱式橋墩，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 本橋上跨高頭溪，上游設(shè)置有水力發(fā)電站，根據(jù)當(dāng)?shù)厮馁Y料，暴雨期最高水位約為1.5 m。

2 支撐形式的選取

因橋梁最大墩高15.1 m，橋?qū)?2 m，高寬比小于2， 較適合的方案為滿堂碗扣支架或鋼管貝雷梁支架方案。 現(xiàn)就兩種方案進行比選。

鋼管貝雷梁方案采取將基礎(chǔ)下方夯實后，現(xiàn)澆混凝土條形基礎(chǔ)作為承載基礎(chǔ)；滿堂碗扣支架方案采取將原地面開挖臺階，并用混凝土全部硬化作為承載基礎(chǔ)[1]，具體如圖1～3 所示。

圖1 鋼管貝雷梁方案立面圖

圖2 滿堂碗扣方案立面圖

圖3 A 匝道支架橫斷面圖

滿堂支架方案頂托以上，鋼管貝雷梁支架方案貝雷片以上結(jié)構(gòu)形式類似，在此不作對比。 僅對鋼和混凝土材料用量作對比分析（表1、2）。從經(jīng)濟性、安全性、環(huán)保方面綜合對比分析，采取鋼管貝雷梁支架方案的材料用量略低，經(jīng)濟性略高；阻水面積小，較安全；且無需大面積開挖，較環(huán)保（表3），因此采取鋼管貝雷梁支架方案最優(yōu)。

表1 2 種支架方案用鋼量對比

表2 2 種支架方案混凝土用量對比

表3 2 種支架方案綜合對比

3 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計驗算

根據(jù) 《路橋施工計算手冊》 及JTG D60-2015《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》 對支架結(jié)構(gòu)進行設(shè)計驗算[2-3]。

3.1 材料設(shè)計參數(shù)

（1）竹膠板（規(guī)格1220 mm×2440 mm×18 mm）。竹膠板密度為γ=8.0 kN/m3；抗彎強度[σW]=35 MPa，彈性模量為Em=9.0×103MPa；（2）木材（馬尾松）。 方木密度為γ=8.0 kN/m3， 方木抗彎強度為 [σW]=12 MPa，方木橫紋抗剪強度[τj]=1.5 MPa，彈性模量E=9.0×103MPa。（3）型鋼（Q235 鋼材）。[σ]=215 MPa，[τ]=125 MPa，彈性模量E=2.06×105MPa。（4）荷載取值。 為簡化計算，按照相關(guān)規(guī)范及工程經(jīng)驗選定以下參數(shù)作為荷載取值。 竹膠板自重：q11=0.018×8.0=0.144 kN/m2。 橫向方木自重：q12=0.10×0.10×1×5×8.0=0.4 kN/m2。鋼筋混凝土自重：q2=26.5 kN·m3。施工人員、材料、機具荷載：q31=2.5 kN/m2。 計算模板時， 取均布荷載q31=2.5 kN/m2， 另以集中荷載P=2.5 kN 進行檢算。 計算支撐模板的橫向方木分配梁及桁架時，取均布荷載q32=1.5 kN/m2。計算支架立柱及其它結(jié)構(gòu)時，取均布荷載q33=1.0 kN/m2。振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：q4=2.0 kN/m2。 澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載：q5=2.0 kN/m2。箱梁內(nèi)模荷載：采用碗扣式滿堂支架系統(tǒng)，q6=2.0 kN/m2。荷載分項系數(shù)：永久荷載的分項系數(shù)取γ永=1.2。 可變荷載分項系數(shù)取γ變=1.4。

3.2 構(gòu)件驗算

3.2.1 模板驗算

3.2.2 方木驗算

（1）荷載計算。 腹板下次分配梁的均布線荷載設(shè)計值為：強度驗算荷載：q=[1.2×（26.5×1.5+0.144+0.4）+1.4×（1.5+2.0+2.0）]×0.3=16.8 kN/m； 剛度驗算荷載：q=1×（26.5×1.5+0.144+0.4）×0.3=12.1 kN/m。

3.2.3 工14 工字鋼縱梁驗算

貝雷頂分配梁采用工14， 查表得截面抵抗矩W=101714 mm3，截面慣性矩I=7120000 mm4。線荷載：q=[1.35×（26.5×1.5+0.144+0.4+2.0）+1.4×（1.5+2.0+2.0）]×0.6=39 kN/m， 計 算 簡 圖 如 圖4 所 示。 通過Midas 建模分析，正應(yīng)力為22 MPa＜215 MPa，計算簡圖如圖5 所示。

圖4 工14 工字鋼縱梁線荷載計算簡圖

圖5 工14 工字鋼縱梁正應(yīng)力計算簡圖

3.2.4 貝雷梁驗算

主承重梁采用321 型貝雷片， 單片貝雷片長3.0 m，高1.5 m。 查表得單排單層貝雷片，最大彎矩值為1687 kN·m，最大剪力為245 kN。 腹板下貝雷片 的 均 布 線 荷 載 設(shè) 計 值 為：q=[1.35×（26.5×1.5+0.144+0.4+4）+1.4×（1.5+2.0+2.0）]×0.7=47.2 kN/m，計算簡圖如圖6 所示。 通過Midas 建模分析，彎矩計算結(jié)果488 kN·m＜1687 kN·m，滿足要求，計算簡圖如圖7 所示。 貝雷兩端剪力計算結(jié)果216 kN＜245 kN，滿足要求，計算簡圖如圖8 所示。

圖6 貝雷梁均布線荷載計算簡圖

圖7 貝雷梁彎矩計算簡圖

圖8 貝雷兩端剪力計算簡圖

3.2.5 墩頂橫梁驗算

鋼管立柱頂采用雙拼I40a， 取單根進行計算，則荷載為216÷2=108 kN，計算簡圖如圖9 所示。 最大應(yīng)力165 MPa＜215 MPa，滿足要求，計算簡圖如圖10 所示。 最大變形3 mm＜3000÷400=7.5 mm，滿足要求， 計算簡圖如圖11 所示。 支點反力N=2×584=1168 kN，計算簡圖如圖12 所示。

圖9 墩頂橫梁荷載計算簡圖

圖10 墩頂橫梁最大應(yīng)力計算簡圖

圖11 墩頂橫梁最大變形計算簡圖

圖12 墩頂橫梁支點反力計算簡圖

3.2.6 鋼管驗算

3.2.7 基礎(chǔ)驗算

根據(jù)設(shè)計圖紙，地基承載力250 kPa；基礎(chǔ)面積A=1.3×12=15.6 m2；（338.1+338.1+584+584）×2=3688 kN＜15.6×250=3900 kN，滿足要求。

4 鋼管貝雷梁支架施工[3]

根據(jù)JTG/T 3650-2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》對鋼管貝雷梁支架進行施工[4]。

4.1 施工工藝流程

橋梁下部結(jié)構(gòu)施工完畢后，對支架基礎(chǔ)部位整平并夯實，采用汽車吊安裝支架體系，并按規(guī)范預(yù)壓。 具體施工流程見圖13。

圖13 支架安裝流程圖

4.2 鋼管立柱基礎(chǔ)施工

在系梁兩側(cè)設(shè)置兩條形基礎(chǔ)（尺寸：長12 m×寬1.3 m×高1.0 m）， 條形基礎(chǔ)采用C25 鋼筋砼，主筋、箍筋均采用φ12 鋼筋，間距20 cm。 底鋼板與條形基礎(chǔ)的采用膨脹螺栓連接（圖14）。

圖14 連接鋼板結(jié)構(gòu)圖

本標(biāo)段現(xiàn)澆箱梁最大跨度為20 m，在跨中設(shè)置中支墩。 立柱基礎(chǔ)施工前先清除表層土，采用重型壓路機壓實整平，地基平整時做成2%雙面坡，進行試驗檢測壓實度達95%以上后，澆筑10 cm 厚C20砼，以避免雨水浸泡地基而影響承載力，基礎(chǔ)承載力必須經(jīng)過檢測能夠滿足容許承載力P≥250 kPa的要求， 如承載力達不到要求應(yīng)進行換填碎石，地基承載力達到要求后方可進行立柱基礎(chǔ)施工。

4.3 立柱安裝

支架立柱采用φ630 mm×8.0 mm 鋼管，立柱中心間距300 cm， 從線路中心向兩側(cè)進行對稱布置，墩柱的大里程與小里程側(cè)各布置1 排，跨中設(shè)置1 排中支墩，每排4 根立柱。立柱底部和頂部分別布設(shè)1 塊900 mm×900 mm×10 mm 的鋼板，鋼板與立柱接觸位置進行環(huán)形滿焊。 立柱安裝前先檢查承臺的立柱安放位置是否平整，如不平整需對承臺進行打磨平整后再安裝立柱，確保立柱底部鋼板與承臺完全密貼。 立柱安裝前還需對立柱的外觀進行檢查，破損嚴(yán)重或者變形的鋼管立柱嚴(yán)禁使用。 立柱安裝采用25 t 汽車吊進行吊裝，在立柱吊裝過程中設(shè)專人指揮，指揮人員需經(jīng)過培訓(xùn)且持證上崗。 吊裝應(yīng)保證立柱安放的位置準(zhǔn)確。 立柱安放到位后應(yīng)用水平尺進行垂直度檢驗，確保立柱豎直，使立柱以承壓的形式受力；避免因立柱不垂直使立柱承受額外的彎矩，增加危險系數(shù)。 立柱安裝到位后，將承臺預(yù)埋筋與立柱底部鋼管進行滿焊固定，立柱與立柱、橋墩連接采用[10 槽鋼抱箍連接，由下至上每3 m 設(shè)置1 道。

4.4 ［10 槽鋼剪刀撐安裝

同排立柱與立柱之間每3 m 用［10 槽鋼焊接成剪刀撐， 布設(shè)個數(shù)按剪刀撐中心距離墩頂小于3 m為止進行布設(shè)，［10 槽鋼與螺旋管相接處進行滿焊。

4.5 調(diào)平沙桶安裝

調(diào)平沙桶為活絡(luò)端， 作用于立柱高度的調(diào)整，調(diào)整高度為0.45～0.75 m。 沙桶底座采用800 mm×800 mm×10 mm 方形鋼板， 沙桶底座四周與立柱鋼板之間采用滿焊。 沙桶采用直徑φ630 mm、 壁厚δ8 mm 的鋼管，沙桶直徑及材料與立柱相同，根據(jù)計算好的支架整體高度往沙桶內(nèi)添加或減少干砂，從而達到調(diào)整立柱高度的目的，為加大與橫梁的接觸面積，沙桶上加焊800 mm×800 mm×10 mm 方形鋼板作為拖座（圖15）。

圖15 砂桶結(jié)構(gòu)圖

4.6 樁頂橫向分配梁安裝

調(diào)平沙桶安裝完成并調(diào)整好立柱標(biāo)高后再安裝橫梁，橫梁采用雙拼I40 工字鋼。為使I40 工字鋼連接成整體， 采用5 mm 鋼板將雙拼I40 工字鋼焊接成整體，每隔2 m 焊接1 道。 在立柱支點正上方I40 工字鋼兩側(cè)加焊筋板， 筋板采用10 mm 鋼板，每20 cm 1 道，共設(shè)置5 道。雙拼I40 工字鋼安裝完成后，為加強橫梁穩(wěn)定性，以φ16 鋼筋為材料彎制成U 型， 在調(diào)平沙桶拖座與橫梁之間加焊三角斜撐，每個立柱頂上設(shè)置2 道。

4.7 貝雷梁安裝

本工程現(xiàn)澆箱梁貝雷支梁標(biāo)準(zhǔn)尺寸為：長3 m，高1.5 m；非標(biāo)準(zhǔn)尺寸：長1.5 m，高1.5 m;1.0 m，高1.5 m。 貝雷梁縱橋向布置在雙拼I40 工字鋼上，共設(shè)置7 組貝雷梁，共18 片，貝雷片間距為（0.9+0.65+0.45×3+0.65+0.9+0.9 ）m。 貝雷梁之間采用[10槽鋼制作成的矩形連接件上下連接，使之形成一個整體結(jié)構(gòu)。

橫向貝雷梁采取整體一組2 排成段吊裝，先在施工場地內(nèi)將單個梁節(jié)進行拼裝，一次拼裝成2排。吊裝至工字鋼上，并進行整體連接，先吊裝中間貝雷，再吊裝兩側(cè)貝雷，在貝雷梁上端安裝頂托來調(diào)節(jié)模板及橫坡。

4.8 頂托及分配梁安裝

（1）分配梁：頂托上橫橋向設(shè)置12 m 長14# 工字鋼作為主龍骨， 間距與立桿縱向間距相同，為0.6 m。（2）底模及側(cè)模：分配梁上搭設(shè)盤扣架作為翼緣板及腹板的側(cè)模支撐，支架橫向間距90 cm，縱橋向間距90 cm。 底板下的次龍骨采用10 cm×10 cm方木順橋向間隔單層鋪設(shè)， 底板下次龍骨按30 cm橫向間距布置。 翼緣板次龍骨采用5×10 cm 方木，間距為30 cm。 腹板處支撐采用U 型卡固定在14#工字鋼上。 在腹板處架設(shè)60°斜撐， 斜撐采用φ100 mm 鋼管制作， 斜撐底部與分配梁采用U 型扣鉸接，斜撐縱橋向布置，間距為1.2 m。 頂托位置采用楔形塊調(diào)整支架受力角度， 確保模板定位準(zhǔn)確。 （3）翼緣板支架：外骨架支撐架采用盤扣式腳手架，立桿采用0.8 m 標(biāo)準(zhǔn)桿件，橫桿采用1.2 m 標(biāo)準(zhǔn)桿件， 支架設(shè)置2 根立桿， 橫距為0.9 m， 步距為1 m，縱距為0.9 m，支架設(shè)置上下拖座，拖座布置于梁體支架布置相同。

5 結(jié)語

本文依托靖永高速公路A1 合同段土樓互通A匝道，對山區(qū)河流地形處小半徑現(xiàn)澆箱梁支架方案選取及施工做了簡要分析，該現(xiàn)澆梁橋已于2021 年5 月26 日施工完成，證明了該方案的可行性。 經(jīng)分析，隨著橋梁凈高的增加，鋼管貝雷梁支架在節(jié)約材料用量方面較滿堂碗扣支架越發(fā)突出，且不受滿堂支架高寬比不大于2 的限制，對后續(xù)類似工程的方案選取具有一定的參考價值。