對橋梁大跨度蓋梁支架施工技術的研究

黃君洲 楊軍 智建濤

摘要：從橋梁大跨度蓋梁支架設計及施工兩方面，詳細論述了西安市秦漢大道臨潼段上跨隴海鐵路立交橋工程橋墩蓋梁支架的受力分析，介紹了蓋梁型鋼支架的安、拆施工技術。通過實際應用解決了市政橋梁受場地制約的問題，達到了節(jié)約工期、成本的效果。

Abstract： From the two aspects of the design and construction of the bridge's large-span covered girder bracket， this paper discusses the stress analysis of the cover girder bracket on the bridge pier of overpass in detail， and introduces the installation and demolition construction technology of the cover girder steel bracket. Through practical application， the problem of municipal bridges being restricted by the site is solved， and the effect of saving time and cost is achieved.

關鍵詞：橋梁;橋墩蓋梁;支架;少支點

Key words： bridges;bridge piers cover beams;stent;less fulcrum

中圖分類號：U445? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）21-0156-03

1? 工程簡介

西安市秦漢大道臨潼段上跨隴海鐵路立交橋工程采用上下行分幅橋梁上跨隴海鐵路，單幅寬度25m，主橋長度140m，采用2×70m“V”構連續(xù)梁跨越隴海鐵路，轉(zhuǎn)體施工。引橋采用30m跨徑裝配式預應力混凝土小箱梁，三孔或四孔一聯(lián)，先簡支后連續(xù)結構，預制架設施工;下部結構為“群樁承臺基礎+墩柱+蓋梁”結構。蓋梁采用預應力混凝土，蓋梁長23.5m，寬2.0m，墩間高度2.0m;懸臂段長5.0m，為變高度截面，高度由2.0m變至1.2m;端部預留張拉槽口分次張拉，支架現(xiàn)澆施工。

2? 蓋梁支架的設計

支架是現(xiàn)澆梁施工過程中的支承結構，支架的強度、剛度、穩(wěn)定性及變形直接影響到結構質(zhì)量及安全性?，F(xiàn)澆支架除基礎以外絕大部分使用鋼結構支架，其優(yōu)點是彈性變形和非彈性變形量很小，剛度和強度也較大。鋼結構支架的結構形式主要有兩大類：一類是多支點支架（如碗扣式滿堂支架），另一類是少支點型鋼支架。前者是將現(xiàn)澆梁混凝土的荷載通過每一根鋼管比較均勻地分布到地基上，地基承載力比較容易得到保證，每根豎向鋼管所受的垂直荷載較小;而后者是將現(xiàn)澆梁混凝土的荷載，通過支架的少數(shù)支撐傳給地基基礎，每一個支撐鋼管受到的垂直荷載較大，為此必須在鋼管柱底設置擴大基礎或樁基礎。

2.1 支架方案

橋址處為濕陷性黃土，濕陷等級為Ⅲ;施工場地狹小，平均墩高11m。采用碗扣式滿堂支架，將影響其他工程施工，地基處理費用增加，且支架的穩(wěn)定性將難以保證，因此上跨隴海鐵路立交橋蓋梁支架選用了少支點型鋼支架結構。

具體方案如下：支架立柱采用Ф500mm×10mm螺旋焊管，通過鋼板法蘭盤固結在承臺上，鋼管立柱直接作用于承臺，高度大于5m的鋼管立柱設置10#槽鋼連接系桿;立柱柱頂鋼板上設置砂筒便于標高調(diào)整和支架拆除;砂筒頂設置雙拼I63b工字鋼橫梁，橫梁上布設I25a工字鋼縱梁，縱梁上鋪設定型鋼模板。

2.2 支架計算

根據(jù)施工技術方案計算各構件受力情況及支架的整體穩(wěn)定性是否滿足要求，根據(jù)計算驗證方案的可行性，并根據(jù)驗算結果指導編制施工方案;計算方式采取由上至下逐個驗算桿件受力是否符合要求。

2.2.1 計算參數(shù)

定型鋼模板自重標準值取G1k=1.5kN/m2;新澆混凝土自重標準值取G2k=25kN/m3;

鋼筋自重標準值取G3k=1.5kN/m3;人員及設備荷載標準值取Q1k=2.5kN/m2;

混凝土振搗荷載標準值取Q2k=2.0kN/m2;混凝土沖擊荷載標準值取Q3k=2.0kN/m2;

荷載分項系數(shù)永久荷載取1.2;可變荷載取1.4。

2.2.2 縱梁計算

縱梁采用I25a工字鋼，其截面特性值為：Ix=5024cm4，Wx=401.9cm3，tw=8mm，ix=10.18cm。

縱梁承載力荷載設計值：

根據(jù)方案按最大受力截面計算，計算簡圖如圖1、圖2所示;縱梁的應力計算結果如圖3～圖8所示。

因此，縱梁的強度、剛度、整體穩(wěn)定性均滿足要求。

2.2.3 橫梁計算

橫梁采用2I63b工字鋼，截面特性值為：Ix=98084cm4，Wx=3114cm3，tw=13mm，ix=124.2cm。

橫梁承載力荷載設計值：

因此，橫梁的強度、剛度、整體穩(wěn)定性均滿足要求。

2.2.4 立柱計算

選擇鋼管為500mm×10mm;鋼管最大高度取為13.0m。鋼管截面特性：

取安全系數(shù)1.3，對于單根柱：其上的豎向壓力最大為

強度校核：

因此強度滿足要求。

根據(jù)鋼管柱的約束條件可知：

因此穩(wěn)定性也滿足要求。

為保證支架整體穩(wěn)定性，對高度大于5m的支架用10#槽鋼將立柱連接成整體。

3? 蓋梁支架的施工

3.1 支架搭設

根據(jù)設計方案在承臺上放出鋼管立柱中心線，鋼管柱采用吊車吊裝就位，利用垂球或水平靠尺確定鋼管柱垂直后固定于承臺上;安裝聯(lián)結系槽鋼，在已安裝完畢的鋼管柱頂端法蘭盤上安放砂桶，砂筒頂標高測量，計算后將砂筒調(diào)整至合適的高度;砂桶上方安裝雙拼I63b工字鋼橫梁，通過拉桿將兩側(cè)橫梁與墩身連接成整體;橫梁上安裝I25a工字鋼縱梁;縱梁上部鋪設蓋梁定型鋼模板底模。

3.2 支架預壓

為保證施工安全、提高蓋梁施工質(zhì)量，在蓋梁支架搭設完畢、蓋梁底模鋪好后，對支架進行預壓。

②預壓荷載的施工方案。試驗加載物體使用整梱鋼筋（圓盤及9m、12m螺紋鋼），蓋梁長度23.5m，墩柱升入蓋梁的鋼筋高1.85m，影響加載物的堆放。1.85m以下墩柱間橫向堆放9m整捆螺紋鋼，兩端懸臂端縱向堆放9m整捆螺紋鋼;1.85m以上交錯堆放12m整捆螺紋鋼;最后用圓盤鋼筋補充缺少的荷載。

3.3 支架的拆除

張拉完畢后拆除底模、支架，拆除時按安裝順序逆向進行。①在蓋梁頂、橫梁底同截面處設置3處扁擔梁，用鋼絲繩、倒鏈將橫梁、縱梁及底模吊緊在蓋梁上。②松開砂筒出砂口螺栓，砂筒砂子流出后，卸除砂筒，使橫梁與鋼管支墩分離。③慢慢松開倒鏈使橫梁、縱梁及底模緩緩落至鋼管支墩上，使底模與混凝土分離。④拆除扁擔梁，用25t吊車將底模、縱梁從側(cè)面吊出，拆除橫梁、鋼管支墩。

4? 總結

本工程采用少支點型鋼支架施工，梁體混凝土未發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，質(zhì)量滿足要求，且在施工中未發(fā)生任何安全事故;支架安、拆合計只需2d時間，大大縮短了工期;通過將鋼管立柱設置在承臺上，減少鋼管立柱數(shù)量，增大上部型鋼橫梁剛度的方法，降低地基處理費用節(jié)約了成本，產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。少支點型鋼支架不受場地限制，而且操作簡單，機械化施工，便捷，安全易保障，施工質(zhì)量也得到了保證，值得類似工程借鑒。

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