混合型支架在現澆連續梁中的應用

杜軍科DU Jun-ke

（中鐵一局集團第四工程有限公司，咸陽 712000）

0 引言

目前在城市橋梁建設中，有很多橋梁需要跨越交通主干道，若傳統簡支梁無法滿足跨徑要求時，需在此處設計為連續梁來滿足凈空及跨度需求。對于線路為直線或大半徑區段，懸臂法連續梁不但施工工藝簡單而且對下方交通通行無影響，但當該區段為小半徑線路時，傳統懸臂法連續梁由于離心偏移而無法滿足施工需求，因此小半徑線路區段多設計為支架法現澆連續梁。對于跨越交通主干道的支架連續梁，不但要求其支架搭設后下方滿足交通通行要求，而且要保證連續梁底部線性滿足設計要求。在天府機場高速公路TJ4 標K 主線6 號橋現澆連續梁施工中，通過對橋梁周邊的交通和地質地形充分調查，采用鋼管貝雷梁和盤扣式混合型支架對該連續梁施工，不但滿足了下方交通通行要求，而且也保證了連續梁梁底的線性要求。由于該連續梁與交通道路為斜交，盤扣式支架也彌補了貝雷梁支架無法觸及到的部位，使得整體受力均處于可控范圍內，不但充分利用立有利地形和地質條件，而且支架搭設拆除均比較簡便，降低了施工措施費用。通過現場實際使用，該類型支架在跨路現澆連續梁施工中取得很好的效果。

1 工程概況

天府機場高速公路TJ4 標K 主線6 號橋位于冷家河壩互通與龍泉山1 號隧道之間，起止里程為K16+717～K16+908，全長191m（含搭板），橋梁線路與下方城市主干道東分路夾角16 度，其中2#、3#墩分別位于東分路北主、輔路隔離帶和南主、輔路隔離帶內，1#和4#墩位于兩側路邊。上部結構采用3 跨預應力混凝土連續箱梁，橋跨布置為（43.28+54.5+43.28）m，橋梁下部結構：橋墩為圓柱式墩、平均墩高8m，橋臺采用肋板式橋臺；樁基為鉆孔灌注樁，橋墩樁基深28～29m、橋臺樁基深22～23m。

2 混合型支架設計結構

K 主線6 號橋（43.28+54.5+43.28）m 連續梁采用支架一次澆筑成型?？绲缆范沃Ъ懿捎秘惱琢褐Ъ芘c盤扣式鋼管相結合的支架形式。跨越道路處設置貝雷梁支架，盤扣式鋼管支撐在貝雷梁支架上。其余范圍盤扣式鋼管支撐在硬化地面。

貝雷梁支架的鋼管立柱每條道路通道兩側各設一排，均采用鋼管，其間距在受力較大區域為3m，其余區域為6m。鋼管立柱之間采用[14b 聯結系相連，以保證穩定性。鋼管立柱頂部順道路方向設2 根Ⅰ45a 型鋼分配梁，其上布置貝雷梁。其中跨東分路南、北輔道處貝雷梁跨度布置均為（7.41+4.41）m?？鐤|分路南、北主道處貝雷梁跨度布置均為（8.91+6+8.91）m。貝雷梁橫向布置間距，在受力較大區域為0.45m，其余區域為0.9m。貝雷梁與路面之間預留通行凈高不小于4.5m。貝雷梁頂滿鋪δ18 竹膠板以作安全防護防止高空墜物。鋼管立柱下部支承在條形基礎上。條形基礎采用C30 鋼筋混凝土，斷面為1m×1m，基底為道路路面。承臺范圍內的基坑以碎石土回填并碾壓密實，確保地基承載力不小于350kPa。

盤扣式鋼管支架采用B 型（即立桿為Φ48×3.2mm 規格）。貝雷梁支架范圍內的立桿底座通過2 根Ⅰ10 型鋼分配梁支承于貝雷梁頂部。其余立桿底座直接支承在路面或地面。非路面范圍的原地表土換填壓實后澆筑20cm 厚C20 混凝土硬化。盤扣式鋼管支架水平桿步距為1.0m，最頂層水平桿步距為0.5m。立桿頂部伸出最上層水平桿不超過0.4m。詳見圖1 混合型支架結構設計圖。

圖1 混合型支架結構設計圖

3 混合型支架受力驗算

3.1 荷載取值

3.1.1 箱梁混凝土重量

鋼筋混凝土容重按26kN/m3取，梁體腹板底板等部位重量根據其分段體積進行計算。加載時同時考慮線路平曲線的影響，即箱梁荷載按最小半徑的平曲線加載。

3.1.2 支架重量

鋼管+貝雷梁支架根據支架布置及型號分別計算重量，由程序自動加載。貝雷梁上盤扣支架的重量按1kN/m2計。

3.1.3 模板重量

按1.5kN/m2計。

3.1.4 施工荷載

作業人員（含手持施工機具）放荷載按1.0kN/m2計；

混凝土澆筑時振搗荷載按2.0kN/m2計（僅局部計算時考慮）。

3.2 貝雷梁支架計算

3.2.1 貝雷梁支架計算模型

以跨度較大的中跨貝雷梁支架為例，采用MIDAS 計算軟件對混合型支架進行建模計算。貝雷梁以梁單元為計算標準，貝雷梁之間連接銷設置為鉸接，底分配梁與貝雷梁之間設置為可轉動的剛性連接，鋼管樁嵌入地層底部邊界條件設置為嵌固樁。計算模型如圖2。

圖2 貝雷梁支架計算模型

3.2.2 貝雷梁計算

通過對上述模型運行后的結果，在混凝土澆筑時，貝雷梁底部弦桿最大應力為235kN，小于其極限應力560kN，如圖3 所示，滿足要求。

圖3 貝雷梁弦桿軸力分布圖（單位：kN）

貝雷梁豎向立桿最大軸向應力為156kN，小于其最大極限軸力210kN，如圖4 所示，滿足要求。

圖4 貝雷梁豎桿軸力分布圖（單位：kN）

貝雷梁斜向支撐桿最大軸應力為129kN，小于其最大極限軸應力170kN，滿足要求。

貝雷梁支架跨中部分其最大撓度值為8mm，小于其設計最大撓度值為8mm<9000/400=22（mm），如圖5 所示，滿足要求。

圖5 貝雷梁撓度圖（單位：mm）

3.3 鋼管立柱計算

通過模型計算，混凝土澆筑工況下鋼管立柱（Φ630×8）最大組合應力83MPa<205MPa，滿足要求。詳見圖6 所示。

圖6 鋼管立柱組合應力圖（單位：MPa）

混凝土澆筑工況下鋼管立柱（Φ630×8）最大剪應力23MPa<100MPa，滿足要求。詳見圖7 所示。

圖7 鋼管立柱剪應力圖（單位：MPa）

鋼管立柱最大計算長度4.5m，λ＝4500/219＝21，按照b類構取的穩定系數查表可得為0.97，穩定性計算如下：，滿足要求。

3.4 盤扣式鋼管支架計算

3.4.1 考慮穩定性的立桿軸向力設計值計算

盤扣式鋼管支架立桿截面為φ48×3.2，材質為Q345。水平桿豎向步距為h=1.0m，其最頂部水平桿上下步距為0.5m，立桿頂部與水平桿間距不得超過0.4m。

根據《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》。

立桿計算長度取下式中較大值：

3.4.2 箱梁腹板、橫隔板下立桿計算

箱梁腹板、橫隔板最高處為3.9m，腹板下立桿布置間距為0.9m×0.3m。考慮模板、施工荷載，腹板下立桿的軸向力設計值：

滿足要求。

3.4.3 底板下立桿計算

箱梁頂、底板最厚處總厚度為1.85m，底板下立桿布置間距為0.9m×0.9m。考慮模板、施工荷載，腹板下立桿的軸向力設計值：

滿足要求。

4 混合支架施工工藝及注意事項

4.1 支架基礎

貝雷梁立柱基礎采用C30 鋼筋混凝土條形基礎，基礎高×寬均為1.0m?；A頂面和底面縱向均設置HRB400Φ20 鋼筋，間距22.5cm；側面縱向設置HRB400Φ12 鋼筋，間距42.5cm；橫向箍筋均采用HRB400Φ12 鋼筋，間距為40cm。條形基礎上預埋8 根M24 型螺栓固定，螺栓埋入條形基礎長度不小于40cm，外漏長度外漏8cm。

盤扣式支架地基范圍原狀土進行壓實，換填80cm 片石，換填時應特別注意橋墩位置和四周邊部的壓實；施工機械不能碾壓的部位采用小型夯機人工夯實，攤平壓實完成后采用靜力觸探試驗檢測地基承載力，地基承載力不得小于350kPa。地基承載力滿足要求后，測量放線支立模板進行基礎硬化，硬化采用20cm 厚度C20 混凝土，沿現澆梁長度和寬度方兩端各超出1m，沿寬度方向兩側各設1%排水坡，沿長度方向設置2%排水坡。

4.2 梁-柱式支架搭設

4.2.1 立柱安裝

鋼管利用整根鋼管下料制作而成，直徑630mm 鋼管；利用吊車安裝就位，與預埋的8 根M24 鋼筋雙螺母連接，并在柱腳位置均勻焊接8 個10mm 厚加勁肋與螺母間隔布置。

4.2.2 貝雷架吊裝

貝雷梁預先在施工場地內進行分段拼裝，該支架貝雷片間距有45cm 和90cm 兩種形式，所選用的支撐架應滿足要求。為保證吊裝的穩定性，可將兩榀貝雷梁先拼裝為一個組合桁架。貝雷梁之間的連接銷軸要安裝到位，為防止銷軸脫落，需采用開口銷進行固定。貝雷梁在吊裝前，需按照圖紙設計位置在底分配梁上用油漆或記號筆標記處貝雷片的中心位置，吊裝時要將貝雷梁吊裝至標記位置。

4.3 盤扣式支架搭設

地基基礎承載力、排水坡度經驗收合格后，開始底座安裝。先用墨斗彈出底座安放位置，按照定位線交叉點位置安放，底座的軸心線需與地面垂直。底座按橫橋向0.9m、1.2m、縱向0.9m、1.2m 的間距安放可調底座，按計算標高調節底座上的可調螺帽位置，使螺帽頂面位于同一水平面，保證其受力均勻，盤扣式支架底部支座支撐螺桿外露長度小于30cm，底層水平桿（兼做掃地桿）距離地面小于55cm。按照設計圖紙的位置將每個立桿在地面做好標記，然后依次進行安裝。

支架搭設時先安裝立桿，然后安裝斜桿，待該層全部安裝完畢后方可進行下一步的安裝，立桿安裝間隔不得超過兩層。支撐架的搭設需分階段進行，第一階段的撂底高度一般為5.0m，搭設后需檢查合格后再繼續搭設。腳手架全高的垂直度需≤L/500，最大允許偏差小于50mm。

立桿、橫桿：第一層立桿安裝時要選擇不同長度的立桿有規則的交錯安裝，相鄰兩個立桿頂部不得在一個平面上，使得立桿接頭不在同一水平面上，立桿需配置可調底座。底部橫桿嚴禁拆除。詳見圖8。

圖8 盤扣式支架與貝雷梁支架連接大樣示意圖

5 質量保證措施

①支架基礎必須進行承載力試驗，當地基承載力符合要求時方可進行下一步施工。②項目部對所進場的鋼管、貝雷梁、盤扣架必須進行嚴格檢查驗收，并抽樣進行送檢，符合要求后方可用于現場施工。③現場貝雷梁鋼管立柱標高必須符合設計要求，貝雷梁下方通行凈空不得小于設計要求。貝雷梁與底分配梁及鋼管立柱受力必須垂直。④盤扣式支架位于貝雷梁上時，需確保兩者之間的工字鋼受力垂直，不得產生傾斜或扭曲變形。

6 結束語

通過使用混合型支架，不但滿足了連續梁下方交通通行要求，而且也保證了連續梁梁底的線性要求。盤扣式支架與貝雷梁支架的結合使用，使得支架整體受力均處于可控范圍內，不但充分利用立有利地形和地質條件，而且支架搭設拆除均比較簡便，降低了施工措施費用。此方法為后續類似施工提供了借鑒和參考。