淤泥粉質粘土地基現澆連續箱梁模板支架設計

■韓 鋒 ■中鐵二十四局福建鐵集團有限公司，福建 福州 350000

1 工程概況

東孚雙線特大橋24#～27#墩位于廈門東孚鎮瑪瑙村，橋址范圍內地勢起伏不大，現場地形平坦開闊，施工場地較好。根據地質勘探揭示，地層分布如下:淤泥質粉質粘土(軟土或松軟土)→細砂、中砂層→全風化黑云母花崗巖→強風化黑云母花崗巖→微風化黑云母花崗巖。現澆連續梁梁體截面類型為單箱單室斜腹板等高梁，梁高2.8m，梁底寬5.74m，箱梁頂板寬12.6m，底板寬5.74m;頂板厚一般為34cm，邊跨端塊處頂板厚由34cm 漸變至60cm;底板厚30、40、45、60cm;腹板按50、70、90cm 梯級變化。梁體全長98m，邊支座支承中心線至梁端0.55m。現澆梁體砼1075m3;梁體鋼筋用量約為21.9t，鋼絞線用量約55.74t，梁體采用C55 耐久性混凝土。其梁體截面圖如下圖所示。

2 支架方案

2.1 支架設計說明

連續箱梁翼緣板、腹板、底板混凝土和模板按均布荷載考慮，箱梁頂板混凝土和內模板以集中力的方式通過箱梁底板的泄水孔傳遞到底模橫向分配梁(或直接傳遞到貝雷縱梁)，為簡化計算，按均布荷載考慮。

2.2 整體方案

整個支架體系由支架基礎、卸落裝置、貝雷縱梁、預拱度調整塊、分配梁、組成。本連續箱梁分別有28.45m、40m 跨，支架采用貝雷縱梁和鋼管的受力系統，材料設置方案均一致。根據橋梁跨度不一致，28.45m 跨度箱梁中間設置兩道鋼管，兩道鋼管的間距為1.5m，則貝雷縱梁受力驗算跨度為11.18m;40m 跨度箱梁中間設置四道鋼管，貝雷縱梁受力驗算跨度為10.6m，確保其受力滿足要求。

3 結構檢算

3.1 模板驗算

橫隔梁處底模橫向方木按間距20cm 進行布設，跨中按30cm 進行布設。竹膠板在橫梁的位置受力最大，取梁高最大值3.028 米處竹膠板進行驗算。

通過受力分析可知:

⑴施工荷載按均布荷載時:σmax=32.83MPa ＜［σw］=90MPa 滿足要求

⑵施工荷載按集中荷載時:σmax=36.78MPa ＜［σw］=90MPa 滿足要求

⑶剛度檢算:fmax=6 ×10-5m ＜［f］=0.2/400=5 ×10-4m 滿足要求

3.2 φ48mm×3.5mm 鋼管立柱

箱梁懸臂板下采用φ48mm×3.5mm 鋼管立柱支架，縱橫向間距均為80cm。取箱梁懸臂板根部最大高度0.586m 的實體部位作為控制計算部位。

⑴施工荷載按均布荷載時:σmax=27MPa ＜［σw］=215MPa 滿足要求

⑵施工荷載按集中荷載時:σmax=29MPa ＜［σw］=215MPa 滿足要求

⑶穩定性驗算:σa=105MPa ＜［σw］=215MPa 滿足要求

3.3 貝雷桁架整跨驗算

⑴強度驗算:單排貝雷片承受的均布荷載:Mmax=384kN.m ＜［M］=788.2kN.m(滿足要求);⑵最大剪力:R=123.71kN ＜［Q］=245.2kN(滿足要求);⑶最大撓度:fmax=0.007m ＜［f］=11.18/400=0.028m(滿足要求)。

3.4 最不利荷載單片貝雷計算

在橫橋向上不考慮貝雷梁上槽鋼、方木的力分配，由外側往中間數第1 片、第2 片、第3 片、第4 片、第5 片、第6 片、第7 片貝雷片。各貝雷片直接承受在正上方的砼、模板荷載，緊靠在一起的按2 片平均承受荷載計算。

根據橋的橫斷面，貝雷片從外側往里數，編號從外側到中間為第1片～第7 片，荷載考慮如下，第1 片:Q1=66.06kN ＜［Q］;第2 片:Q2=100.47kN ＜［Q］;第3 片:Q3=131.2kN ＜［Q］;第4 和第5 片:Q4、5=222.7kN ＜［Q］;第6 片:Q4=191.7kN ＜［Q］;第7 片:Q7=195.41kN＜［Q］。根據上述情況，貝雷片受剪力最大是邊腹板位置即第4 及第5片貝雷片，則邊腹板驗算如下:

單片貝雷片最大彎矩:Mmax=672.6kN.m ＜［M］=788.2kN.m 滿足要求單片貝雷片最大剪力:Qmax=244.3t ＜［Q］=245.2kN 滿足要求單片貝雷片最大撓度:fmax=0.022m ＜［f］=12.75/400=0.032m

3.5 鋼管墩的驗算

本工程采用Φ500 鋼管支墩，外徑為530mm，厚度δ 為6mm，跨度為30m 共設置2 排鋼管墩，每排為6 根。鋼管樁底部按固定，上部為自由端，則μ=2;本工程最高凈高按13m 計算，扣除貝雷片等高度，鋼管最大高度h=11m。

3.6 鋼筋砼支墩基礎

根據本工程實際的地勘數據，鋼管樁根據實際情況考慮將開挖至殘積亞粘土或中粗砂層，采用換填2.0m 級配碎石。鋼管墩最大荷載528.5kN 考慮，混凝土基礎采用13.6 ×2.6 ×0.5m。

3.7 工字鋼的驗算

根據各個貝雷片的受力，采用連續梁的受力軟件計算其彎矩及剪力如下圖，根據彎矩圖及剪力圖得出:

4 結語

通過本項目的研究設計及現場實際應用，積累了一些相近地基的設計數據，對類似的連續梁的支架設計具有借鑒作用，該支架設計，先對松軟地層進行換填處理，采用鋼管樁作為地面支承，能夠提供足夠的承載力，保證支架不會產生大的沉降，確保了結構安全。

［1］東孚雙線特大橋(28.45 +40 +28.45)mm 連續混凝土箱梁設計圖.

［2］公路橋涵設計通用規范.JTG D60—2004.

［3］路橋施工計算手冊.人民交通出版社，2001.