現澆梁曲線變截面施工技術難點控制

路林振

（中鐵一局集團有限公司第三工程分公司，陜西 寶雞721000）

1 工程概況

互通主線2 號橋中心里程K32+630，橋梁總長度97m，由2 跨40m 箱梁構成上部結構，左右側箱梁寬度分別為12.75m與23.74m。1 號箱梁上跨省道206 改路，2 號上跨A 匝道，依據實際環境與工程需求，設計凈高10.5m。工程中使用到碗扣式支架，具體規格為φ48mm×3.5mm。

2 工程施工的特點和難點

本工程為變截面曲線橋，整體構成較為復雜，施工難度相對較大，主要體現在以下3 個方面：（1）施工所在區域地形復雜，加大了支架基底處理難度，主要發生于復雜的地質環境中，同時地勢起伏較大，明顯提升了支架施工難度。存在大量的滑坡，加之地段的穩定性欠佳，因此，在該處施工作業并非易事。總體來說，受地形過于復雜的影響，明顯增加了支架施工難度，成為橋梁施工的一大難點。（2）支架搭設高度過大，存在大量的跨河道支架，基于支架法展開施工作業時，主要建設在滑坡地段，該處的河道深度偏大，考慮到整體穩定性要求，隨之加大了支架高度，因此，支架施工難度也隨之加大。（3）撓度變化明顯，現澆大跨度變截面連續箱梁施工需考慮多方面因素，柔體線性控制難度大，受預應力過于復雜的影響，對應的橋梁撓度變化錯綜復雜，與此同時撓度變化不具備規律可循，因此，不利于梁體線形控制，成為阻礙橋梁施工的關鍵因素。

3 施工工藝

3.1 施工流程

施工流程具體內容為：測量放樣→地基處理→支架搭設→箱梁底模板鋪設→支架預壓及觀測→復核中線、高程及幾何尺寸→調整標高、安裝腹板外模板→綁底、腹板鋼筋、安裝波紋管→鋼絞線下料及穿束→安裝內側模→澆筑底、腹板混凝土→拆除內側模、安裝頂模→綁扎頂板翼板鋼筋→澆筑頂板翼板混凝土→覆蓋灑水養護→拆除內外模→張拉、壓漿→落模、拆除支架。

3.2 滿堂支架設計及搭設

1）碗扣式支架平面布置，不同區域布置的縱橫間距存在差異，梁底與腹板為60cm×30cm，其余各個翼緣板間距相對更大，為60cm×60cm。

2）斜撐基于6m 長鋼管搭建而得，控制支架剪刀撐放置角度，縱橫向傾角均穩定在45°～60°，支架四邊與中間以4 排支架立桿為間距分別安裝縱向剪刀撐結構，從底部開始連續安裝到頂部區域；超出4m 的支架，需安裝水平剪刀撐，要求從頂部開始每隔2 步持續安裝[1]；搭接長度至少達1m，且適配3 個及其以上扣件以提升穩定性。

3）于立桿底部增設底托裝置，底部15cm 處增設掃地桿。

4）縱梁鋪設邊長15cm 方木，基于相同材料展開木楞鋪設施工，方木邊長10cm。

5）橋梁端部增設之字形人形爬梯（工藝參數為寬度1m 以上，坡度1：3 以內），采用獨立腳手架形式，并于坡道腳手板下方安裝橫桿[2]。處理拐彎處，為之設置2m 寬平臺，且要超過斜道寬度，設置防護欄桿并鋪設密目網，要求踢腳板高度至少達18cm。腳手板上以30cm 為間距安裝適量防滑條，厚度控制在20～30mm。

4 支架體系穩定性計算

4.1 荷載計算

為創設安全施工環境，針對第一聯最大截面展開分析，箱梁終端實心截15.73m2，關于本工程的箱梁容重，將其設定為2.6t/m3，實心截面長度1m，對應質量40.898t。綜合分析箱梁底部寬度，可求得單位面積的重力P1=56.77kN/m2。

模板采用1.8cm 厚的木膠板，滿足箱梁底部面積重力值P2=0.13kN/m2。

關于橫向分配梁：（1）10cm 方形松木，容重6.0kN/m3，自重0.06kN/m；（2）縱向分配梁：為10 號工字鋼，自重0.112kN/m；（3）因工程需要，考慮人行荷載P3，此處取值為1.0kN/m2；（4）沖擊荷載P4，此處取值為2.0kN/m2。

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4.2 風荷載計算

基于本工程環境狀況，施工現場風壓設定ω0=0.45kN/m2，基于高度H=40m，地面糙度8 類的工況展開分析，綜合參考現行行業規范可求得單位風壓高度系數μz，本工程中為1.56，同時獲得風荷載體型系數μs，即1.0。

1）風荷載標準值w，按式（1）計算：

2）針對本工程支架體系，高度上限值10m，間距最大處1.2m，梁高2.1m，則Fwf、Fwm值分別按式（2）、式（3）計算：

式（2）、式（3）中，Fwf為風荷載作用在架體上產生的水平力標準值，kN；la為門架間距，m；Hw為不組合風荷載時腳手架搭設高度，m；Fwm為風荷載作用在豎向欄桿圍擋模板上產生的水平力標準值，kN；Hmw為組合風荷載時腳手架搭設高度，m。

3）傾覆力矩Mwq按式（4）計算：

式中，H為風荷載時腳手架搭設高度，m。

4）門架立桿附加軸力Nwn（基于第一聯第一跨進一步驗算）見式（5）：

式中，n為門式腳手架作用于一榀門架的軸向力設計值，kN。

4.3 橫向分配梁強度、剛度驗算

從結構受力分析，橫梁承受混凝土與模板的重力，同時受到人員荷載的影響，下部基于12 號工字鋼采取支撐措施，視為簡支梁形式展開計算。所有工字鋼間距最大處d2=0.6m，因此簡支梁長度L1=0.6m，分析松木的性能情況，最低抗彎架強度σs1=12 000kN/m2，彈性模量E1=10GPa，由此形成創建計算模型。具體如圖1 所示。

圖1 計算模型

所用方木截面尺寸為寬×高=b1×h1=10cm×10cm，彼此間距控制為d1=0.3m，重點針對長度≤1.2m 的松木展開分析，其線荷載Q1=18.03kN/m，進一步求得第一聯箱梁處產生的最大彎矩值，如式（6）～式（8）所示：

式中，W1為截面模量，m3；σ1為彎應力，MPa。

故滿足要求。

截面處產生慣性矩，具體有I1=b1h31/12=0.833×10-5m4，建立在最大荷載Q1工況下，確定此時的撓度值f1以及截面水平間距L1，具體有：

滿足要求。

將方木替換為鋼管，基于邁達斯平臺展開模擬分析，得知最大支座反力達到13.2kN。

4.4 縱向分配梁強度、剛度驗算

工字鋼間距有所差異，最大處d3=0.6m，最大跨度L2=0.9m，以此為基礎計算，得知較為安全，在此基礎上做進一步驗算，分析長度在1.8m 內的工字鋼，所受荷載除自重（0.112kN/m）外還包括集中荷載（考慮橫梁最大支座反力，為13.2kN）。創建模型并分析其應力、應變情況，具體如圖2、圖3 所示。

圖2 應力應變情況（單位：MPa）

圖3 反力情況（單位：MPa）

經上述分析得知，最大彎曲應力σ=92.4MPa，最大剪應力τ=53.01MPa，最大撓度為0.48mm，最大反力達到57.7kN。

5 結語

本文針對滿堂門式支架展開分析，針對各部分受力加以驗算后得知其均滿足工程要求，在安全性、穩定性等方面都較為良好，支架可靠性高。實際工程表明，各環節均有序推進，未出現任何安全事故，具有優良效益性。