某公路特大橋跨線現澆箱梁支架設計

盧劍橋

摘 要:結合某公路特大橋的成功實踐,詳細闡述了跨線現澆箱梁支架的設計情況,為跨線橋梁的修建積累了新的設計資料。

關鍵詞:公路現澆箱梁支架設計

中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(c)-0115-01

1 工程概況

某公路特大橋上部結構為(32+48+32)m預應力砼現澆箱梁,上跨S328省道,與S328省道中心線相交處里程樁號為K364+714.2,夾角為81°。跨S328省道處在即有道路上搭設雙向門洞支架。門洞支架基礎為C20砼條形基礎,長14m,高0.5m,兩端支墩基礎寬1.25m,中間支墩基礎寬1.5m。

2 門洞支架設計

門洞支架凈寬4m,凈高5m,兩端邊墩采用WDJ碗扣式多功能鋼支架搭設,支架立桿縱橫向間距(0.3×0.3)m,橫桿步距0.6m;中墩采用單排φ377鋼管,鋼管壁厚10mm,橫向間距2m/根,見圖1。翼板處支架立桿橫向間距0.9m,縱向間距0.6m,橫桿步距1.2m;底板處支架立桿橫向間距0.3m,縱向間距0.6m,橫桿步距1.2m。為增大體系穩定,支架外圍四周設剪刀撐,內部沿橋梁縱橫向每4排立桿搭設一排剪刀撐,剪刀撐與地面夾角45°～60°。滿堂支架底托下方木采用15×15cm方木,間距0.6m/道,跨徑0.3m,驗算截面腹板處砼自重:g1=109.3kN/m2,施工機具及人員荷載:g2=2.5kN/m2,傾倒砼時產生的沖擊荷載:g3=6kN/m2,振搗砼時產生的荷載:g4=2.0KN/m2,模板荷載:g5=2.7kN/m2,每平方米荷載G1=1.2g1+1.4(g2+g3+g4)+1.2g5=149.1kN/m2。(如圖1)

2.1 滿堂支架底托下方木驗算

作用在方木上的均布荷載q=149.1×0.6=89.46kN/m。W=bh2/6=562.5cm3,I=bh3/12=4218.75cm4,木材抗彎設計值為9.5MPa,彈性模量E=8.5×103MPa,跨中最大彎矩M=ql2/8=1.01kN·m。橫梁彎拉應力σ=M/W=1.8MPa＜[σ]=9.5MPa,撓度f=5ql4/384EI=0.03mm＜l/400=0.75mm。

2.2 I號分配梁受力驗算

I號分配梁采用I36a工字鋼,自重0.6kN/m。底板荷載由13根工字鋼分擔,腹板處荷載由4根工字鋼進行分擔,翼板處荷載由5根工字鋼進行分擔,利用MIDAS計算軟件求得工字鋼的最大應力σ=126.9MPa＜[σ]=145MPa,撓度變形f=6.4mm＜[f]=l/400=15mm。

2.3 II號分配梁受力驗算

II號分配梁采用2根I22a工字鋼,自重q=0.331kN/m,承受I號分配梁傳遞的集中荷載,跨徑0.3m,承受的最大集中荷載P=64.9645kN,工字鋼I=3406cm4,E=2.1×105MPa,利用MIDAS計算軟件求得工字鋼的最大應力σ=9.111MPa＜[σ]=145MPa,撓度f=5ql4/384EI+Pl3/48EI=0.005mm＜[f]=l/400=0.75mm。

2.4 III號分配梁受力驗算

III號分配梁采用1根I22a工字鋼,自重q=0.331kN/m,承受II號分配梁傳遞的集中荷載,跨徑0.3m,梁承受的最大集中荷載P=65.1kN,利用MIDAS計算軟件求得工字鋼的最大應力σ=13.08MPa＜[σ]=145MPa,撓度f=0.041mm＜[f]=l/400=0.75mm。

2.5 碗扣支架驗算

碗扣支架間距0.3m×0.3m,橫桿步距0.6m,支架立桿設計承重40kN/根。III號分配梁傳遞到立桿的集中荷載P1=35.51kN,支架桿件自重P2=0.416kN,桿件承受的荷載P=36.01kN＜[P]=40kN,立桿長細比λ=l/i=600/15.78=37,由長細比查得軸心受壓構件的穩定系數ψ=0.883,立桿截面積A=489mm2,立桿軸向荷載[N]=A×ψ×[σ]=62.6kN>N=36.01kN,支架穩定性滿足要求。

2.6 IV號分配梁驗算

IV號分配梁采用3根I36a工字鋼,自重q=3×0.6=1.8kN/m,承受I號分配梁傳遞的集中荷載,跨徑2m/根。計算得到工字鋼最大應力σ=83.2MPa＜[σ]=145MPa,撓度f=0.75mm＜[f]=l/400=5mm。

2.7 鋼管驗算

采用φ377鋼管,壁厚10mm,承受最大軸向力N=1317.1kN,截面面積A=11523.8mm2,抗壓設計值140MPa,鋼管承受的軸向應力σ=N/A=114.3MPa＜[σ]=140MPa。鋼管回轉半徑i=129.8,每2m用[10槽鋼設置橫撐,長細比λ=l/i=15,由長細比可查得軸心受壓構件的穩定系數ψ=0.9,鋼管截面積A=11523.8mm2,立桿軸向荷載[N]=A×ψ×[σ]=1503.9KN>N,支架穩定性滿足要求。

3 結語

采用該現澆箱梁支架,順利安全的完成了該跨線橋梁的施工,表明該支架設計是成功的,可供同類工程設計參考。

參考文獻

[1] 林峰.既有鐵路線下橋梁改造的支架設計研究[J].鐵道勘測與設計,2010(1).

[2] 李雄斌.現澆箱梁滿堂支架設計和計算探討[J].公路與汽運,2011(3).