跨路現澆箱梁門洞施工技術研究

喻玥

摘要：隨著城市現代化建設的推進，城市跨線高架橋、快速路的建設越來越多，在橋梁的建設過程中，為不影響正常的交通進行，通常采用門洞+滿堂支架的模式進行跨線現澆箱梁的施工。本文以單跨門洞為例重點介紹門洞受力驗算的分析論證及施工重點控制點，以供同類工程參考運用。

Abstract： With the advancement of urban modernization construction， more and more urban over-the-line viaducts and expressways are being constructed. In the process of bridge construction， in order to not affect the normal traffic， it usually uses the mode of door openings and full supports for cast-in-place box beam construction. This article introduces the analysis and verification of the door opening force checking and the key control points of the construction with the single-crossing door opening as an example to provide the reference for similar projects.

關鍵詞：門洞；剛度；彎曲應力；撓度；跨度；箱梁

Key words： door opening；stiffness；bending stress；deflection；span；box girder

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）27-0137-02

0 引言

隨著我國城市道路基礎設施建設的發展，現澆預應力箱梁由于施工的便捷性、結構的整體性、施工過程中的安全性、使用的耐久性等方面的優勢，因此在城市互通高架、鐵路橋梁、高速及公路項目中得到了廣泛的應用，越來越受到眾多單位的青睞。但是在其實際施工過程中，經常會遭遇橫跨既有線路的情況。在這種情況下，為保證既有的交通暢通，減少對居民的出入影響，通常以搭設門洞+滿堂支架的減低新建橋梁工程對原有公路交通的影響。

1 門洞設計驗算

1.1 荷載計算

①梁自重：如圖1箱梁截面積為：S；②梁平均荷載為：P2=S×A/D；③模板及支架自重：P1；④施工人員及設備荷截：P3；⑤振搗混凝土時產生的荷載：P4。

安全系數：K1=1.4 K2=1.2；

荷載總量為：Q總=∑P=（P1+P3+P4）×K1+P2×K2。

注： A——砼容重取26kN/m3，數據來源：《路橋施工計算手冊》；D——箱涵寬度；

P1、P2、P3、P4、K1、K2：數據來源：《路橋施工計算手冊》。

1.2 門洞驗算

門洞寬19.4m，高5.4m，跨越門洞橫橋向梁為I40b雙拼工字鋼，縱橋向梁為I45a工字鋼。

1.2.1 順橋向工字鋼計算

梁工字鋼采用工字鋼（工字鋼為Q235材質），其工字鋼特性E為鋼材的彈性模量，I為貝雷梁慣性矩，W為截面模量，[δ]取值205MPa，順橋向工字鋼跨徑為L，以最不利處進驗算見圖2。

工字鋼間距a，工字鋼自重為b，則q=（0.99×A+b）×K1+（P1+P3+P4）×K2×a。

1.2.2 橫橋向工字鋼計算

橫梁工字鋼采用雙拼工字鋼（工字鋼為Q235材質），其工字鋼截面特性w、I、E按規范取值，[δ]=205MPa。

箱梁荷載為：P2=Q總×L；

順橋向工字鋼荷載：P5；

橫橋向工字鋼荷載P6；

則q=P2+（P5+P6）×K2。

①彎曲應力驗算。

最大跨徑取im，按近似5等跨連續梁驗算。

則最大彎矩M=-0.105qi2

②撓度驗算。

按照近似5等跨連續梁計算

1.2.3 立柱穩定性驗算（圖3）

箱梁截面積為S，鋼管立柱（取[δ]=205MPa）尺寸為Φ426mm×8mm，高Hm，門洞布置鋼管立柱總數為N，截面積為A，

長細比λ=H/i，查軸心受壓構件穩定系數表，得到穩定系數ψ。

門洞范圍內箱梁自重荷載為：Q，工字鋼自重荷載為：q。

則每根鋼管軸向壓力為：q軸向=（Q+q）/N；

軸向應力為δ軸向=q軸向/（截面面積）<[δ]=205MPa×ψ；

滿足要求，安全系數為[δ]/δ軸向。

1.3 砂箱驗算

對于跨線橋高度交底無法滿足滿堂支架搭設要求的門洞，可采取砂箱模式進行優化，以方便后期箱梁支架卸載要求。

因為單根鋼管柱的軸向壓力為P，砂箱上部混凝土塊尺寸為？準，則截面積A=3.14×？準2/4；故f=P/A<混凝土極限抗壓強度要求。

2 門洞搭設施工要點分析

門洞搭設施工的規范性、牢固性等施工過程的質量要點控制直接關系門洞的實際使用性能，因此，在門洞搭設過程中，管理人員及施工作業人員必須嚴格按照施工方案的技術要點進行門洞搭設的現場質量控制，以確保門洞搭設的施工質量。其搭設具體要求如下：

①門洞地基在施工方案編制時必須進行嚴格地基承載力的驗算方可進行，必要時可采取換填、軟基深處理、澆筑鋼筋混凝土擴大基礎等方式以滿足門洞基礎的穩定性。

②門洞立柱由于其獨立的存在性，造成在收到動載時宜發生受力不均勻，不穩定等現象。因此在門洞設計驗算時應在各立柱之間增設槽鋼或者工字鋼作為縱橫向連接支撐，以確保門洞的整體穩定性。

③為防止門洞在使用過程中受外力沖擊造成結構失穩現象，因此在門洞投入使用前須在門洞前后2m范圍內設置鋼筋混凝土防撞墩或大型水馬筒；門架與車道間設置隔離護欄并懸掛警示紅燈及反光條。

④門洞搭設完成后需在門洞出入口出增設允許通過最大高度控制、限制性寬度控制、車輛出入方案、交通導改標志等交通警示標志，確保門洞的安全，出口位也須設置相應的交通標示；施工現場張掛安全宣傳標語。

⑤在確定項目底部模板標高及箱梁滿堂支架平面坐標位置后，需對已按照的縱橫梁進行調正。其支架底托中心、方木受力點、支架頂托中心三點必須保證在同軸上。

⑥門洞及相鄰支架搭設完成后需按照箱梁新澆混凝土自重的1.2倍超載預壓。預壓時間需根據箱梁的沉降量變化幅度進行調整，其連續三天累計沉降量不大于3mm，或者預壓時間不少于7天，方可表示預壓完成。其預壓采取梁體自重50%、100%、120%三級預壓的方式進行。預壓除關注撓度變形外還應注意觀察整個門洞支架縱橫梁、滿堂架、方木、模板等有無殘次品進入施工，其是否能滿足預壓靜荷載要求。

⑦現澆預應力連續澆筑完成后需待箱梁混凝土強度達到設計要求強度后方可進行拆除作業，拆除時需自上而下逐層進行，嚴禁上下層同時進行拆除作業，實行先搭后拆，后搭先拆、受力的后拆，不受力的先拆除、對稱拆除的原則進行。支架拆除時先同時將沙箱卸載，使沙箱上的鋼結構平衡降落10cm左右，后從上向下拆除竹膠板、方木，工字鋼等，逐步拆除整個門洞。

3 結束語

城市互通高架及跨線高速、鐵路等建設工程由于其特殊性，施工組織相對常規建設項目而言難度較大。其門洞施工工藝技術的應用在一定程度上緩解了其組織難度，因此在城市道路及跨線道路的建設過程中門洞的施工應加以廣泛應用，其跨度也可由單跨延伸至多跨連續門洞。

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