谈悬臂现浇连续梁0号和1号块托架设计应用

黄 剑

(中铁十局集团西北工程有限公司，陕西 西安 710000)



谈悬臂现浇连续梁0号和1号块托架设计应用

黄 剑

(中铁十局集团西北工程有限公司，陕西 西安 710000)

结合陕西汉川高速厢房里特大桥的工程概况，介绍了连续梁0号块和1号块托架施工方案，从计算参数选取、荷载计算、托架验算等方面，阐述了托架的设计方法，并通过预压试验表明，托架的使用性能满足设计要求。

连续梁，托架，荷载，预压试验

1 工程概况

汉中至陕川界高速厢房里特大桥为分离式大桥。桥梁全长430.80 m，跨径组合(65+3×100+65)m现浇预应力混凝土连续梁—钢构组合体系，下部桥墩最高为60 m。箱梁断面采用单箱单室断面，箱梁顶宽12.25 m，底宽6.5 m。0号和1号段总长9.0 m，根部梁高5.9 m，现浇段钢筋混凝土方量204.87 m3(边墩210.77 m3)，重量532.64 t(边墩547.97 t)。0号段和1号段顺桥向构造见图1。

2 施工方案

0号、1号块段拟采取托架法同时施工的方案，一次浇筑完成。即在1号～4号墩柱顶部四周侧壁预埋钢构件，采用槽钢与预埋钢构件焊接成三角钢支架，三角钢支架组合体系形成墩顶托架，用于支撑现浇梁段外侧模板受力，0号、1号块段内模板采用型钢支架浇筑。

3 托架设计

根据《桥梁施工计算手册》，计算施工荷载，墩顶托架受力一是桥正面墩顶悬臂梁段荷载，二是桥侧面顶板梁段荷载。桥正面

和侧面墩顶荷载组合主要需考虑：1)模板和支架的自重；2)新浇筑钢筋混凝土的重量；3)施工人员行走运输和施工材料机具堆放的荷载；4)振捣混凝土时的荷载；5)冬期施工保温设施荷载(0号、1号块在冬季施工，根据《桥梁施工计算手册》需考虑该部分荷载，通常把保温设施荷载归纳至施工材料机具堆放荷载里面，所以在进行荷载计算时不单独列出，但必须考虑进去)。

根据《公路桥涵施工技术规范》和《桥梁施工计算手册》，对以上几种荷载进行组合，通过迈达斯软件对托架的强度和刚度进行验算。

墩顶正面拟采用7片40a双槽钢和25a双槽钢焊接成的三角钢支架作为承重结构。三角钢支架间距按上部组合荷载的大小进行布置，模板底板位置三角钢支架均匀布置，两侧腹板位置则加密布置。三角托架顶部搭设9片Ⅰ25a工字钢承重梁，梁顶铺(10×10)cm方木和钢模板形成正面底模系统。正面托架图如图2所示。

墩顶侧面拟采用5片40a双槽钢和25a双槽钢焊接成的三角钢支架作为侧面组合托架。侧面托架顶部拟搭设2片Ⅰ25a工字钢作为承重梁。

4 主要计算参数

1)材料参数。a.钢筋混凝土容重G混凝土=26 kN/m3；b.钢材弹性模量E钢=2.0×105MPa；c.材料Q235钢容许应力，弯曲应力[σw]=145 MPa，剪应力[τ]=85 MPa，轴向应力[σ]=140 MPa，二级钢筋剪应力[τ]=110 MPa。

2)荷载参数。a.混凝土超载系数k=1.05。b.施工人员行走运输和施工材料机具堆放的荷载按2.5 kN/m2计。c.振捣混凝土时的荷载按4.0 kN/m2计。d.木模每平方米重量(含方木)P木模=0.5 kN，钢模每平方米重量P钢模=1.2 kN。

5 荷载计算

5.1 纵向托架荷载计算

0号及1号块沿竖向高度一次浇筑，根据纵向托架上部受力不同，把梁部荷载分为以下几个区：

A区：翼缘板部分，其荷载由横向托架承担，悬出墩身外部分顶板荷载由纵向托架承担，钢筋混凝土荷载(单侧翼板)PA=3.162 5×26×1.05=86.336 25 kN；B区：腹板部分，荷载由墩顶正面托架体系承担，钢筋混凝土荷载(单侧腹板)PB=12.074 2×26×1.05=329.625 66 kN；C区：底板、顶板荷载由墩顶正面托架体系承担，钢筋混凝土荷载(底板)PC=10.671 9×26×1.05=291.342 87 kN。墩顶1号块分解体积图见图3。

根据《公路桥涵施工技术规范》，对各种荷载进行效应组合，和荷载计算，并对设计的托架体系进行验算。荷载组合如表1所示。

5.2 横向托架荷载计算

钢筋混凝土荷载(单侧翼板)P=(0.18+0.7)/2×2.875×4×26×1.05=138.138 kN。根据《公路桥涵施工技术规范》，对各种荷载进行效应组合和荷载计算，并对设计的托架进行验算。荷载组合见表2。

表1 荷载组合计算表 kN

表2 荷载计算表 kN

6 托架验算

托架模型建立及验算均使用MIDAS软件，计算结果如下：

1)纵向托架验算。a.弯曲应力分析：托架最大弯曲应力为116.68 MPa<[σw]=145 MPa，满足规范要求。b.剪应力分析：托架最大剪应力为44.5 MPa<[τ]=85 MPa，满足规范要求。c.轴向应力分析：托架最大轴向应力为58.25 MPa<[σ]=140 MPa，满足规范要求。d.托架变形分析：托架最大变形21.2 mm

2)横向托架验算。a.弯曲应力分析：托架最大弯曲应力为12.95 MPa<[σw]=145 MPa，满足规范要求。b.剪应力分析：托架最大剪应力为14.2 MPa<[τ]=85 MPa，满足规范要求。c.轴向应力分析：托架最大轴向应力为9.5 MPa<[σ]=140 MPa，满足规范要求。d.托架变形分析：托架最大变形0.28 mm

7 托架的预压试验与使用

1)预压试验。托架和底模安装后进行预压，检验其承受荷载的能力；消除非弹性变形，检测其弹性变形，并作为安装模板的参考数据。考虑动载的影响及不可预见因素的影响，结合《公路桥涵施工技术规范》相关要求，预压重量取计算荷载的1.2倍。采用砂袋预压，逐级加载。在现浇段正面两端底模左中右位置和两侧面底模中部设置标高监测点，分别在预压达到总压重的10%，50%，100%，120%时，采用精度较高的电子水准仪测量监测点标高。预压时间模拟混凝土强度增长的时间，预压7 d，7 d内每天均进行标高观测。

2)试验结果评价。试验结果表明，支架的使用性能完全满足设计要求，支架弹性变形量为8 mm，永久变形6 mm。

3)使用情况。砂袋拆除后，进行模板安装、钢筋绑扎与混凝土灌注。混凝土浇筑分两次进行，第一次浇筑底腹板混凝土，第二次浇筑顶板混凝土。0号、1号块张拉完成后，拆除托架。在混凝土施工与养护过程中，托架未发生下沉与扭曲，现浇梁中线、尺寸、标高均符合设计及规范要求。

[1] 桥梁施工计算手册[Z].

[2] JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[3] MIDAS/Civil(迈达斯软件)[Z].Discussion on the design and application of No.0 and No.1 block bracket of cantilever cast in place continuous beam

Huang Jian

(ChinaRailway10thGroupNorthwestEngineeringLimitedCompany,Xi’an710000,China)

Combining with the engineering situation of Shaanxi Hanchuan high-speed Xiangfangli bridge, this paper introduced the construction scheme of continuous beam No.0 and No.1 block bracket, from the calculation parameters selection, load calculation, bracket checking and other aspects, elaborated the design method of bracket, and through the pressure test showed that the bracket using performance meet the design requirements.

continuous beam, bracket, load, preloading test

1009-6825(2016)22-0170-03

2016-05-23

黄 剑(1977- )，男，工程师

U448.214

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