0#塊托架法在南昆鐵路馬村左江右線特大橋的設計與施工

李飛

【摘 要】伴隨著我國高速鐵路和高速公路網的大規(guī)模建設，各類大跨度橋梁也隨之大量建設，其中以懸臂施工連續(xù)梁居多。文章結合南昆鐵路馬村左江右線特大橋連續(xù)梁施工，對連續(xù)梁0#塊托架法施工技術及安全、質量控制進行了總結，對于同類型橋梁建設具有一定的借鑒和參考價值。

【關鍵詞】0#塊；托架；受力分析；控制要點

【中圖分類號】U445.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）03-0104-04

1 工程概況

南昆鐵路增建二線馬村左江右線特大橋位于廣西南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)境內，全長1 444.484 m，共有41個墩臺，其中21#～25#墩為主橋墩，主橋采用（48+80+80+48）m變截面連續(xù)梁。馬村左江右線特大橋跨越II級航道左江，最大水深25 m，梁頂距離水面約23 m，主墩墩柱高18.5 m，采用懸臂施工方式。連續(xù)梁梁面寬7 m，底板寬4 m，最大梁高6 m，最小梁高3.3 m，0#塊為截面尺寸最大塊段，總長12 m，自重為450.2 t。

主橋墩頂部設置4個臨時錨固支墩，每個臨時支墩布置40條HRB400φ32 mm鋼筋與0#塊錨固，支墩采用C50混凝土，詳細布置及截面尺寸如圖1所示。

2 施工工藝選擇

2.1 0#塊支架施工方法介紹

0#塊是連續(xù)梁的基準塊，也是整個連續(xù)梁施工中結構最為復雜、砼澆筑最大的塊段，因此施工時技術的把控重要性不言而喻。目前，采取的主要的支撐方式有2種：架法；托架法。二者的優(yōu)劣對比見表1。

2.2 施工方法選擇

根據馬村左江右線特大橋連續(xù)梁自身特點，0#塊的施工選擇三角托架法。托架形式及結構布置示意圖如圖2所示。

托架采用3根背對背雙拼50b“工”字鋼作為牛腿，牛腿設置在頂帽以下32 cm處，沿線路方向兩側對稱設置，每端長3.91 m。牛腿與墩身錨固采用鉸接形式，每個牛腿處在墩身通長預埋6根φ32 mm精軋螺紋鋼，并與墩身頂帽上預埋鋼板螺帽連接，墩身預埋鋼板型號為56 cm×36 cm×3 mm。牛腿斜撐采用背對背雙45b“工”字鋼支撐，長4.3 m，在斜腿支撐頂部設置斜撐托盤，采用2 cm厚的鋼板制作，與“工”字鋼滿焊形成整體，托盤與牛腿橫撐滿焊并加強節(jié)點連接，在墩身邊預留一塊1.5 mm厚鋼板，鋼板后面設置4根φ25 mm螺紋鋼錨固鋼筋，錨固長度為1 m，斜撐與墩身預埋鋼板間焊接牢固。斜撐之間要采用20b槽鋼連接為整體，以加強穩(wěn)定性。

牛腿上采用9根I25“工”字鋼做橫向分配梁，間距為50 cm，每根均與牛腿滿焊剛接，在橫向分配梁上布設三角支架，支架采用雙拼的[10槽鋼。在三角托架上鋪設底模，底模采用定型鋼模，6 mm的面板，[10槽鋼間距為30 cm。

3 受力分析

3.1 主要技術參數

自重：箱梁混凝土Gc=26 kN/m3，鋼材Gs=78.5 kN/m3；鋼材彈性模量Es=2.06×105 MPa；鋼材強度設計值Q235鋼f=215 MPa。

3.2 荷載計算

按照支架布置的上下順序進行計算。

3.2.1 恒荷載

新澆筑混凝土自重為q1（考慮1.05的超方系數），根據容重為26 kN/m3進行計算；模板自重（按450 kg/m2考慮）q2'=4.5 kN/m2；支架荷載為0.1～0.15倍鋼筋混凝土自重。

3.2.2 活荷載

施工荷載q3'=2.5 kN/m2；振搗混凝土時產生的荷載水平面模板為2.0 kN/m2；澆筑混凝土時產生的沖擊荷載取均布荷載2.5 kN/m2。

3.3 結構構件計算

3.3.1 0#塊懸挑部分三角架結構計算

3.3.1.1 箱梁懸挑部分托架設計

箱梁0#塊懸臂部分作用在托架上的長度為3.8 m，采用三角桁架，共設3排，間距為1.65 cm，均勻布置：桁架縱梁采用雙I50b，斜撐均采用雙I45b，三角桁架與墩身之間及三角桁架縱梁斜撐之間的連接均采用固結。

承重梁采用I25b“工”字鋼，每端設9根，間距為50 cm。

采用三角架將懸臂部分梁體混凝土分配給承重梁，三角架采用[10槽鋼焊接而成，三角架橫向布置間距為50 cm。

3.3.1.2 荷載計算

因為懸挑邊緣箱梁高度為5.307 m，而0#塊墩頂高6 m，這里取平均5.66 m計算。

（1）腹板下區(qū)域。恒載qG1=（5.66×26×1.05+4.5）×0.4=63.6 kN/m；活載qQ=（2.5+2.0+2.5）×0.4=2.8 kN/m；總荷載為63.6+3.5=67.1 kN/m。

（2）底板下區(qū)域（包括內模支架自重）。恒載qG1=（1.24×26×1.05+4.5）×0.57=21.9 kN/m；qG2=0.15×21.9=3.3 kN/m。活載qQ=（2.5+2.0+2.5）×0.57=4 kN/m；總荷載為21.9+3.3+4=29.2 kN/m。

（3）翼緣部分（這部分包括側模支架的自重）。單個側模桁架的自重為270 kg，為2.7 kN，且作用在托架上的個數為6個間距為0.65 m，總重量為1 620 kg（即16.2 kN）。翼緣部分橫截面面積為5 515 mm2，長3.8 m，總重量為0.055 15×26×3.8×1.05=5.72 kN。鋼模板自重為4.5 kN/m2。總重為4.5×（0.152+5.5）×3.8=96 kN。在托架橫梁上單位面積重為（16.2+5.72+96）÷（3.8×0.9）=34.5 kN/m2。在每個橫梁上的荷載為34.5×0.5=17.25 kN/m。

3.3.1.3 計算模型

采用有限元分析軟件Midas/civil進行建模計算，整體的計算模型及受力分析如圖3、圖4所示。計算模型中施加荷載標準值，橫梁自重荷載由軟件自動計算，荷載組合由計算程序完成。

3.3.1.4 計算結果

（1）三角托架。①正應力計算取荷載設計值，經過計算分析得出最大正應力σmax=94.7 MPa（2）縱梁。①正應力計算取荷載設計值，根據計算分析得出最大正應力σmax=115.8 MPa