連續剛構邊跨現澆段托架法施工技術

中鐵十二局集團第二工程有限公司 山西太原 030032

摘要：邊跨現澆段施工為連續剛構橋梁的一個重要施工環節，大部分連續剛構橋梁現澆段采用臨時支墩或滿堂腳手架法施工，這兩種方法既加大施工成本又延長施工周期。針對黔中水利樞紐工程草地坡渡槽連續剛構邊跨現澆段的施工特點，設計了托架法的施工方案，解決了施工現場不利困難，節約了成本、加快了施工進度，保證了施工安全。

關鍵詞：連續剛構；邊跨現澆段；托架；施工技術

1、工程概況

黔中水利樞紐工程為I等大型水利樞紐工程。草地坡渡槽上部主槽構造形式為（95.95+180+95.95）m連續剛構，采用菱形掛籃懸臂施工，設計流量為21.076～20.942m3/s。其中邊跨現澆段2個，槽墩為薄壁空心獨墩，墩高分別為47m、48m，邊跨現澆段長4.95m（含后澆段0.75m），高4.6～5.0m，頂板厚度0.3m～0.53m，腹板厚度0.5m～1.2m，底板厚度0.5m～1.0m，底板寬度5.25m～6.25m，混凝土方量95.01m3/個。

2、方案比選

該渡槽邊跨現澆段的難點在于槽墩較高，箱梁高重量大，常規的施工方法為臨時支墩或滿堂支架，采用托架施工必須對托架強度和剛度以及因偏壓對墩身的影響進行充分的驗算，必要時采取措施減少對墩身的影響；經與設計咨詢，槽墩在設計時已充分考慮現澆段偏壓影響，為保證施工安全、質量，減少成本，經方案比選，采用托架法施工。

3、托架設計

3.1結構形式

邊跨現澆段施工托架結構由以下幾個部分組成：模板（竹膠板、方木）、橫向工字鋼分配梁、三角托架、預埋件及牛腿等幾部分組成。

托架采用自制加工型鋼桿件，墩身頂部預埋鋼板做牛腿，托架設計根據邊跨現澆段梁長及工作平臺的要求確定其結構尺寸。墩身預埋件為δ20mm鋼板組焊件，在墩身施工時將其預埋。橫槽向布置三角托架2片，間距5.05m，三角托架的斜腿、豎腿均采用2-32b工字鋼焊接而成，縱梁則采用2-45b工字鋼組焊而成。牛腿為δ20mm鋼板組焊件，通過高強螺栓與墩身預埋件連接。托架下部支撐在牛腿上，上部通過墩身預埋φ32精軋螺紋鋼筋與槽墩連為一體，從而為澆筑現澆段提供工作平臺。

3.2 荷載計算

鋼筋混凝土的容重按2.65t/m3取值；

施工人員及設備荷載標準值1kN/m2；

澆筑和振搗混凝土時產生的荷載標準值2kN/m2；

超灌系數按1.05取值；

底模均采用1.5cm厚的竹膠板及方木（背帶），內模板及貝雷梁的荷載系數按混凝土重量的0.1倍取值。側模板采用木模，按照100kg/m2計算。

其中永久荷載的分項系數取1.2，可變荷載的分項系數取1.4。

強度計算：1.2×1.1×1.05×A×H×26.5+1.4×3×A

剛度計算：1.1×1.05×A×H×26.5+3×A

A——縱、橫向尺寸的乘積（m2）

H——混凝土高度（m）

3.3 三角托架計算

托架承受所有現澆段懸臂于墩外的混凝土荷載，以及模板及施工機具荷載。另外現澆段托架還承受50t合龍段施工荷載，以及30t配重荷載。每個托架還需要承受40t的荷載。

托架的最大變形是5mm÷2=2.5mm。

靠近墩身的斷面線荷載：（23.5m2×2.65t/m3×1.2×1.05×1.05）÷2≈41.2t/m

端部斷面的線荷載：（14.5m2×2.65t/m3×1.2×1.05×1.05）÷2≈25.5t/m

托架縱梁工字鋼2-45b的最大應力146MPa÷2=73MPa，小于容許值150MPa，滿足要求。

豎腿2-32b工字鋼的最大應力186MPa÷2=93MPa，滿足要求，斜腿的最大應力是162MPa÷2=81MPa，滿足要求。

斜腿的最大水平力大小是49.3t，豎向力最大是130t。

三角托架上端的拉力49.3t采用2根直徑32mm的精軋螺紋鋼拉在墩身內，滿足要求。下端的130t支反力通過8顆10.9級的M30螺栓連接在墩身的預埋件上，單顆螺栓承受24t的剪力，8顆共計承受192t的剪力，滿足130t的承載要求。

把斜腿折算為箱形鋼，其截面特性如下：

H = 320.00 mm，B = 132.00 mm，Tw = 11.50 mm，T1 = 15.00 mm，T2 = 15.00 mm，

ix = 11.43 cm，iy = 5.32 cm

從上面的截面特性可知，豎腿的弱軸回轉半徑是5.08cm，斜腿長度是498cm，那么柔度：λ=498cm÷5.32cm =93.6

查表得軸心受壓穩定折減系數：φ=0.597

斜腿的穩定折減應力是81MPa÷0.597≈135.7MPa小于容許應力[σ]=150MPa，滿足要求。

4、托架安裝

牛腿、托架加工制作時，材質、焊接高度、質量一定要符合設計要求，加工拼裝成型后，對幾何尺寸、焊接質量進行檢查，合格后運至墩旁。

墩身施工完成后要及時檢查托架預埋件及預留孔的安裝偏差，及時進行修整。牛腿與下預埋件的連接采用8個10.9級的M30高強螺栓連接，且牛腿與預埋件的連接鋼板采用周邊滿焊，焊縫高度14mm，安裝時注意螺栓孔位置準確，并加上彈性墊片，保證牛腿頂板水平。落架裝置采用上下兩塊φ12鋼板和φ32螺紋鋼筋組焊而成，下牛腿安裝好后，將落架裝置放置其上并兩側點焊在一起，三角托架安裝時必須保證底座板與落架裝置頂板處于同一水平面上，并與落架裝置上鋼板點焊在一起，下壁板與墩身表面粘貼緊密。單組托架安裝完成后，對上部預埋的精軋螺紋鋼預拉10t，兩組三角托架安裝完成后，通過[25b槽鋼交叉剪刀撐形式將托架連接成為一個整體。擺放橫向分配梁（25a工字鋼，長度10m，間距0.3m，并與托架縱梁焊接在