水中大跨度連續剛構橋超長0#塊（30 m）支架設計

馬威

（中鐵二十一局集團第三工程有限公司，陜西西安710000）

水中大跨度連續剛構橋超長0#塊（30 m）支架設計

馬威

（中鐵二十一局集團第三工程有限公司，陜西西安710000）

水中大跨度剛構橋施工難度較大，對其支撐結構體系要求較高，故支撐體系的合理設計就顯得尤為重要。以某實際工程為例，對該大跨度連續剛構橋的超長0#塊（30 m）按照梁式支架，立柱采用雙拼40槽鋼的支撐體系，利用M id a s軟件計算橫梁和立柱的內力，并對橫梁和立柱的承載能力及立柱壓桿的穩定性進行了驗算。結果表明，按照梁式支架，立柱采用雙拼40槽鋼的支撐體系作為大跨度連續剛構橋超長梁的支撐體系是行之有效的。

鐵路橋梁；支架計算；模型試驗；連續剛構橋；壓桿穩定；橋梁施工

0 引言

連續剛構0#塊施工對橋梁的整體施工有很大的影響，0#塊的支架型式也有很多，國內目前對大跨度連續剛構橋梁的施工大多數都是選擇在固定支架上就地澆筑，最常見的就是滿堂式支架和梁柱式支架[1]。已有研究表明：連續剛構0#塊的施工支架方案不同，對其撓度變形和內力有較大的影響[2]；在設計0#塊支架時，不僅要考慮支架施工方便，還得考慮支架的強度和穩定性[3]；運用 Midas 軟件計算支架承載能力與穩定性有較好的準確度[4]。現今對此類支架的研究也比較多，而對大跨度跨河連續剛構橋超長梁的施工及支架的計算還相對薄弱。超長0#塊（30 m）無論是施工的難度還是支架的布設對實際工程來說都是一個很大的挑戰。本文以某實際工程為例，采用梁式支架的布設形式，利用M id a s軟件對該支撐體系做了詳細的計算，得出該類復雜工程的支架施工方案，并對其中的關鍵技術問題進行了研究。

1 工程實例

跨渦河連續剛構橋位于新建商合杭鐵路551#墩～554#墩（起訖里程D K67+960.48～D K68+ 306.58），總長度346.1 m，主橋跨越渦河，邊跨跨越河岸兩側公路。該河道寬348.5 m，常水位寬269.8 m，最大水深6.3 m，常水面標高35.10 m，河水流速0.5 m/s。渦河大堤北路頂面高程39.73 m，距離梁底20.4 m；渦河大堤南路頂面高程39.84 m，距離梁底17.48 m。該橋552#橋墩及553#橋墩處在河道中，552#墩到渦河北岸水面邊緣49.53 m，墩位處水深約1.5 m；553#墩到河水邊緣50.97 m，墩位處水深約3.0 m。

主梁采用單箱雙室、變高度、直腹板箱型截面，中跨跨中及邊支點截面中心處梁高4.515 m，中支點截面中心處梁高10.015 m，梁高按二次拋物線變化。

梁頂寬一般段16.6 m，邊支點處考慮與鄰跨標準梁相接頂寬線性變化為13.2 m，頂板厚0.45～0.6 m，中支點附近頂板加厚為1 m,邊支點處局部頂板加厚為0.65 m。

本設計中支架按照梁式支架，立柱設計采用雙拼40槽鋼，立柱與承臺預埋50 c m×50 c m× 1.5 c m的鋼板焊接，同時與承臺水平預埋雙40工字鋼焊接。立柱設兩道水平及縱向連接桿，連接桿采用[25槽鋼并于墩身預埋鋼板固結。在梁底3.5 m處設置縱梁，采用雙拼[40的工字鋼并與墩身預埋工字鋼焊接，縱梁上布置[25槽鋼分配梁，間距30 c m，分配梁上搭設0.3×0.3×0.3 m的鋼管滿堂支架。

由支架設計圖和梁設計圖可得橫梁計算簡圖（見圖1）。

圖1 橫梁受力簡圖（單位：cm）

2 0 #塊支架的計算

2.1 橫梁內力計算

圖2 橫梁反力圖（單位：t）

圖3 橫梁彎矩圖（Mmax=-90.6 t·m）

圖4 橫梁剪力圖（Qmax=256.8 t）

利用結構力學的原理，通過M id a s軟件對橫梁結構計算并得出橫梁的內力，如圖2～圖4所示。表w=237 c m3，則根（[σ]=1.4 t/c m）2。根據構造及偏安全考慮至少取30根。

2.2 支架受力計算

2.2.1 支架受力簡圖

由支架設計圖知采用20a工字鋼作為橫梁，查上計算知，可得支架計算簡圖（見圖5）。878.9 c m3，則滿足要求。

圖5 支架受力簡圖（單位：cm）

2.2.2 支架計算內力圖

利用結構力學的原理，通過M id a s軟件對支架結構進行計算，并得出支架的內力，如圖6～圖10所示。

RAx=-20.4 t,RAz=51 t，RGZ=95.6 t，RHz=98.2 t，RIx=20.4 t，RIz=238.6 t。

采用雙拼40槽鋼作為A F水平桿，查表w=

圖6 支架反力圖（單位：t）

圖7 支架水平桿彎矩圖（=-19.3 t·m）

圖8 支架水平桿剪力圖（=-51 t）

圖9 支架水平桿軸力圖（=20.4 t）

圖10 支架豎桿軸力圖（-107.7 t)

3 支架的驗算

3.1 端頭主拉應力驗算

其中剪力Q=-51 t，查表J=17 577.9 c m4，S=則τ=主拉應力為其中滿足要求。

3.2 壓桿應力驗算

壓桿采用雙拼40槽鋼，查表A g=75.05 c m2。

壓桿最大外力為E I桿則0.72 t/c m2＜[σ]=1.4 t/c m2，滿足要求。

3.3 壓桿穩定性驗算

由設計圖知該支撐體系共設兩道平面、豎面連接系，并與立柱預埋件相固定，則最高節段長L=7 m，按兩端鉸接計算，μ=1.0，查表回轉半徑查表得φ=0.89，則：σ=滿足要求。

4 結論

大跨度連續剛構橋中的超長0#施工塊的施工難度及支架布設較復雜，而本文按照梁式支架，立柱采用雙拼槽鋼的支撐體系作為大跨度連續剛構橋超長梁的支撐體系是行之有效的。

[1]王愛國,楊少宏.預應力混凝土箱型連續梁支架法現澆施工技術[J].鐵道工程學報,2002(3):83-87.

[2]連德攀,李斌,梁艷,等.連續剛構橋0～#塊施工支架選型[J].四川建筑科學研究,2016(5):129-132.

[3]秦文.黃家溝大橋連續剛構0號段托架設計與計算[J].工程質量,2013(11):23-28.

[4]于秀娟,臧景海.高架橋連續剛構箱梁滿堂支架的穩定性計算與控制[J].內蒙古公路與運輸,2007(3):33-36.

[5]蒲黎明.三角托架在連續剛構橋中0號塊施工的運用[J].中外企業家,2010(10):223-225.

U448.23

B

1009-7716（2017）06-0105-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.030

2017-03-06

馬威（1977-），男，河南光山人，高級工程師，從事測量工作。