路橋連續(xù)梁現(xiàn)澆支架設(shè)計

摘要：本文對路橋設(shè)計施工時，對于連續(xù)梁現(xiàn)澆支架在設(shè)計、檢算、預(yù)拱度設(shè)置、支架預(yù)壓等幾個技術(shù)方面的問題進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁；現(xiàn)澆；支架

中圖分類號：U4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：16717953(2009)03005403

連續(xù)梁橋是中等跨徑橋梁中常用的一種橋梁結(jié)構(gòu)，主梁若干孔為一聯(lián)，在中間支點上連續(xù)通過，屬于超靜定體系。最大正彎矩發(fā)生在跨中附近，而最大負(fù)彎矩(絕對值)發(fā)生在支點截面上。它具有接縫少、剛度好、行車平順舒適等優(yōu)點，兩跨或兩跨以上連續(xù)的梁橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是其主要結(jié)構(gòu)形式。由于支點負(fù)彎矩的存在。可使跨中正彎矩比同跨的簡支梁減少很多。當(dāng)跨度較大，恒載對總荷載的比值稍大時，采用連續(xù)梁可使材料用量減少。而且由于它是超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)一孔受到破壞時，鄰孔可給予支持而不墜落，對修復(fù)與加固有利，而且剛度較大，抗震性能也好。為使連續(xù)梁的平面位置得到固定，且能將縱向水平力傳給墩臺，每一聯(lián)必須設(shè)一固定支座，其余為活動支座。

由于現(xiàn)澆梁地基處理及支架費用在工程投資中占用很大比例，因此支架類型的選擇非常重要，通過分析，筆者認(rèn)為滿堂碗扣式支架具有多功能、高效率、通用性強、承載力大、受力均勻、加工容易、拆卸方便等優(yōu)點，作為主要支承構(gòu)件腳手架，地基處理成本低，梁體線型控制好，并適用于一般現(xiàn)澆梁臨時支架。從20世紀(jì)90年代中期開始在建筑行業(yè)使用，目前在城市道路橋梁建設(shè)中已廣泛使用。

1地基處理

地基處理的好壞是箱梁施工成敗的關(guān)鍵。碗扣式鋼管支架的單根鋼管承載力一般為30-50kg，支架地基的承載力要求不小于250kpa。在橫橋向?qū)挾?5m范圍內(nèi)，清除地面雜物和腐植土，整平碾壓，檢查確認(rèn)無翻漿軟彈后填加20-30cm厚的填料。路基填料一般都可作為支架地基材料，填筑后分2層碾壓，每層壓實度95%以上。由于地表水浸泡會導(dǎo)致地基下沉，在場地周圍必須先做好臨時排水設(shè)施，使支架場地高出周圍地面。對于濕陷性黃土的基礎(chǔ)，更應(yīng)該加強防水和排水的措施；對于軟土、淤泥基礎(chǔ)或有軟弱下臥層的基礎(chǔ)，應(yīng)采用換填或拋石的方法進(jìn)行處理。處理后應(yīng)盡快進(jìn)行上部的施工，否則經(jīng)過雨水浸泡，容易發(fā)生不均勻沉降的情況。

2支架的布置

一般跨支架采用碗扣式腳手架滿布搭設(shè)，搭設(shè)時立桿的接長縫應(yīng)相互錯開。根據(jù)箱梁自身荷載的分布設(shè)計立桿的間距。碗扣式支架的搭設(shè)程序：根據(jù)箱梁底面及地面標(biāo)高差，預(yù)先選配好立桿規(guī)格并擬定縱橫水平拉桿布置圖(做支架受力驗算，確定縱橫水斗間距)→在地基上鋪設(shè)墊木→下托定位、安裝下部立桿和縱橫向水平桿→測量調(diào)整水平拉桿和基準(zhǔn)標(biāo)高并鎖緊立桿碗扣→扶正立桿縱向垂直、拉桿橫向水平→放置腳手板→繼續(xù)接高上層立桿和水平拉桿→安裝上托→接正立桿垂直度，扣緊水平桿→放置橫木。

3支架的預(yù)壓施工

安裝模板前，支架底模的大小分配梁鋪設(shè)完成后，要對支架進(jìn)行壓預(yù)。支架預(yù)壓的目的：1、檢查支架的安全性，確保施工安全。2、消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制。在施工箱梁底模板時應(yīng)將這部分沉降值加到箱梁的設(shè)計標(biāo)高作為箱梁的施工標(biāo)高，以保證箱梁的竣工標(biāo)高符合箱梁的設(shè)計標(biāo)高值。

本方案采用水箱加水分段預(yù)壓法進(jìn)行預(yù)壓：施工前，按照水箱加工圖紙加工好水箱，水箱采用3mm厚鋼板進(jìn)行滿焊加工，加工好后進(jìn)行試水試驗，確保水箱不漏水。每一段預(yù)壓長度為20米左右，按照首跨現(xiàn)澆長度布置預(yù)壓次數(shù)。根據(jù)箱梁橫截面特性，共制作大水箱(B型水箱)和小水箱(A型水箱)。水箱加工后采用汽車吊進(jìn)行吊裝就位，大水箱安放在箱梁底板所對應(yīng)的位置，小水箱安放在兩側(cè)翼緣板所對應(yīng)的位置，然后用水泵加水進(jìn)行預(yù)壓。

4支架檢算

4.1地基容許承載力驗算

根據(jù)箱梁的單位面積平均重力、支架的承載力和施工的可行性，跨中段選出縱向橫桿、橫向橫桿、橫桿步距，并按照選中組合計算每根立桿可承載力。另外，還需按下式驗算地基承載力：

ρ=P₆/A=pk

其中P6為每根單桿實際承載力，單位為kN；ρ為單根立桿對地面壓力，單位kPa；A為底座下枕木支撐單根立桿的面積，單位m2；ρk為地基承載力，單位kPa。地基碾壓密實處理并填加20-30cm厚的填料前，地基承載力在100～130Kpa之間。出于安全考慮，處理后仍按100Kpa設(shè)計計算，即每平方米地基容許承載力為10t/m2，而箱梁荷載(考慮各種施工荷載)最大為7.15t/m2，完全滿足施工要求。

4.2強度驗算

強度檢算對于鋼管腳手架，梁體現(xiàn)澆施工時，由于混凝土澆筑的不均勻性，有可能出現(xiàn)同一橫斷面某處腹板已經(jīng)澆筑完畢，而梁體某處的腹板還沒有澆筑的情況發(fā)生，見圖1。

檢算時應(yīng)按照施工最不利情況進(jìn)行檢算：單根鋼管承受其上部的分布荷載，而不應(yīng)該考慮分配梁進(jìn)行分配后的影響。但對于多跨連續(xù)支架，由于施工時混凝土的不均勻分布，應(yīng)按照單跨滿載進(jìn)行強度檢算。對于大跨預(yù)應(yīng)力橋梁的現(xiàn)澆支架，預(yù)應(yīng)力張拉后，梁體可能產(chǎn)生較大的向上或向下的變形，而向下的變形將給支架造成很大的附加荷載。所以，在檢算支架強度時，不但要考慮澆筑混凝土?xí)r支架的受力情況，還應(yīng)該考慮預(yù)應(yīng)力張拉對支架受力的影響，以免造成預(yù)應(yīng)力張拉后支架損壞或梁體損壞的情況。

對于橋面較寬，縱橫坡度不大的箱梁，可通過支架地基分單元(各單元標(biāo)高不同)和調(diào)整U型頂托相結(jié)合的方法施工至設(shè)計標(biāo)高；但對于橋?qū)捿^小，縱橫坡度較大的箱梁，通過地基分單元和調(diào)整U托的方法就很難實施，會導(dǎo)致單元面積過小，影響支架的穩(wěn)定性。此時，定做一些短小立桿作為找零立桿，可解決該問題。

4.3剛度驗算

剛度檢算剛度檢算應(yīng)包括2個方面，即單個構(gòu)件的剛度檢算和整體剛度檢算。單個構(gòu)件的剛度應(yīng)和整體剛度相協(xié)調(diào)，否則容易造成梁體局部平整度不滿足要求的情況發(fā)生。圖1所示在檢算剛度時，不但檢算腹板處受力較大的構(gòu)件剛度，同時還應(yīng)該檢算其他受力較小處構(gòu)件的剛度，在布置受力縱梁或桿件時，應(yīng)根據(jù)單個構(gòu)件的剛度和整體剛度相協(xié)調(diào)的原則布置，腹板處縱梁或桿件的間距適當(dāng)加密，其他位置適當(dāng)加大。

4.4整體穩(wěn)定性檢算

支架在順橋向通常與橋墩連接，其順橋向的穩(wěn)定性較好。支架的整體穩(wěn)定性通常只檢算橫橋向的穩(wěn)定。橫橋向整體穩(wěn)定性的檢算是施工中容易忽略的部分，在施工中應(yīng)引起足夠的重視。支架橫橋向的穩(wěn)定性檢算時，一般將臨時墩及其連接系或豎向鋼管和其連接系簡化成平面桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢算，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)大于1.3。

鋼管的整體穩(wěn)定性是由基礎(chǔ)的不均勻沉降、支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性控制。基礎(chǔ)的不均勻沉降通常采用碾壓、換填、排水等方法處理。順橋向支架應(yīng)和墩身連接，以抵消順橋向的水平力。橫橋向應(yīng)按照支架的拼裝要求，嚴(yán)格控制豎桿的垂直度以及掃地桿和剪刀撐的數(shù)量和間距。

5預(yù)拱度設(shè)置

碗扣式鋼管支架的預(yù)拱度是通過調(diào)整上可調(diào)托撐來實現(xiàn)。預(yù)拱度設(shè)置要考慮的因素主要有：支架卸載后由上部構(gòu)造自重及活荷載的一半產(chǎn)生的豎向撓度δ1；支架在荷載作用下的彈性壓縮變形δ2；支架在荷載作用下的非彈性壓縮δ3；支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷δ4；由混凝土收縮、溫度變化引起的撓度δ5。預(yù)拱度：

δ=δ₁+δ₂+δ₃+δ₄+δ₅

在支架按荷載的100%預(yù)壓后，因各種非彈性變形δ₃、非彈性沉陷δ₄已經(jīng)消除，因此僅考慮δ₁、δ₂、δ₅三種變形。

6落架順序

落架是現(xiàn)澆梁施工中的重要環(huán)節(jié)，落架的方法通常有分次卸落可調(diào)托座法、砂袋落架法、砂箱落架法和鋼卸塊落架法。落架順序的確定應(yīng)根據(jù)“從大到小”的原則來確定，即先卸落變形較大的位置，后卸落變形較小的位置，橫橋向應(yīng)同步進(jìn)行。落架通常分級循環(huán)進(jìn)行，先從變形較大的位置開始，逐漸向變形較小的位置進(jìn)行，每次卸落量控制在1-2cm。通常，對于采用滿堂鋼管腳手架的現(xiàn)澆梁用分次卸落可調(diào)托座法。單跨現(xiàn)澆梁，通常采用從跨中向兩邊順序進(jìn)行；對于懸臂現(xiàn)澆梁，通常先卸落懸臂部分梁體的支架，按照懸臂端至橋墩位置的順序卸落；然后，再按照先跨中后兩邊的順序多次循環(huán)進(jìn)行。單跨雙懸臂的現(xiàn)澆梁，卸落支架時，跨中的變形較大，如果卸落量控制不當(dāng)，容易造成臨時墩支點處受力較大的情況，造成卸落困難，如果采用強拖硬拽的方法，容易對梁體產(chǎn)生沖擊荷載，應(yīng)盡量避免采用單跨雙懸臂現(xiàn)澆梁的施工方案。

7結(jié)語

1)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工時，現(xiàn)澆支架的可靠性是施工質(zhì)量和施工安全的前提。碗扣式鋼管腳支架是較好的支架材料，它施工方便，不需要大型機械設(shè)備，是目前使用較廣泛的支架之一。

2)使用找零立桿可較好地解決縱橫坡度較大的箱梁的支架施工問題。針對不同結(jié)構(gòu)的支架和梁體的施工順序確定支架檢算時的荷載組合以及檢算方法。

3)針對不同結(jié)構(gòu)的支架和梁體的施工順序確定支架檢算時的荷載組合以及檢算方法。

參考文獻(xiàn)

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