几种连续箱梁0#段施工托架分析

熊志刚

摘要：随着国内经济的快速发展，桥梁技术也随着突飞猛进，大跨度连续箱梁在铁路、公路以及市政工程出现的频率越来越多，连续箱梁中的0#段是整个箱梁的关键部位，其施工也显得尤为重要，而托架则是0#段施工中的关键组成部分，本文就常见的几种托架从结构类型、结构特点、施工过程、经济利益进行了深入分析。

Abstract： With the rapid development of the domestic economy， the bridge technology has also advanced rapidly. The large-span continuous box girder is more and more widely used in railways， highways and municipal projects. The 0# section in the continuous box girder is the key part of the entire box girder， so its construction is also very important， and the bracket is a key component in the construction of 0# section. In this paper， several common brackets are analyzed in depth from structural type， structural characteristics， construction process and economic benefits.

關键词：连续箱梁;0#段;高墩;托架;施工技术

Key words： continuous box girder;0# section;high pier;bracket;construction technology

中图分类号：U445                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）13-0088-03

0  引言

随着国内经济的快速发展，桥梁技术也随着突飞猛进，大跨度连续箱梁在铁路、公路以及市政工程中出现的频率越来越多，0#段作为整个箱梁的关键部位，其施工也显得尤为重要，而托架则是0#段施工中的关键组成部分。

托架是固定在墩身上部，承担0#块支架、模板、混凝土和施工荷载的重要受力结构，其应有足够的强度承担混凝土自重、模板支架重量、人群机具重量、风载、冲击荷载等荷载，且其自身的变形量应符合设计要求。

1  常见的托架形式介绍

第一种：如图1拼装焊接式托架所示，托架整体结构由左右两个三角形组成，由工字钢纵梁、工字钢斜撑、槽钢连接杆组成，左右两侧通过精轧螺纹钢筋进行锚固。各杆件可由加工厂加工或现场下料加工，再在墩顶进行现场拼接，各杆件采用焊接进行连接，主要焊接部位有：纵梁与斜撑、斜撑与预埋钢板、连接杆与各构件。

第二种：如图2三角形整体吊装式托架所示，托架整体结构由左右两个三角形组成，两个三角形均为组焊件，在工厂内已经加工成型，现场整体吊装就位，三角架由纵梁、竖杆、斜撑组成。左右两侧顶部及下部均通过精轧螺纹钢筋进行连接，墩身内预埋一定大小的钢盒，通过插入钢盒内的牛腿抵抗整个托架的竖向荷载。

应用项目有银百高速公路甜永段天宁沟特大桥（95+3×180+95）m连续刚构，箱梁0号块长度为8m，顶、底板厚度分别为0.5m和1.5m，腹板厚度为0.8m，混凝土为220m3。

第三种：如图3拼装销接式托架所示，托架由纵梁、斜撑、牛腿组成，纵梁采用精轧螺纹钢筋锚固在临时支座或是纵梁连续进行连接，墩身内预埋铁盒，牛腿直接插入铁盒内，牛腿与纵梁采用斜撑通过销子进行连接。

应用项目有：达成扩能改造工程唐家渡涪江双线特大桥（40+64+40）m连续梁，0号梁段长12m，墩顶根部梁高6.6m。底板厚度120cm，腹板厚度72cm，顶板厚度42cm，二端悬挑长度3m，设计混凝土量为359m3。

渝利铁路御临河双线特大桥（44+2×80+44）m连续梁，0号梁段长12m，墩身顶部宽6m，两端悬挑长度3m，墩顶根部梁高6.8m。底板厚度40～120cm，腹板厚度40～80cm，顶板厚度42～75cm，设计混凝土量为297.2m3。

第四种：如图4 Y形整体吊装式托架所示，托架由墩身两侧组焊件组成，单个组焊件包括纵梁、斜撑和牛腿，安装时单个直接吊装。上部及下部直接插入墩身内预埋的铁盒内，并采用精轧螺纹钢筋在上部进行连接。

银川至北海高速公路建始（陇里）至恩施（罗针田）两溪河大桥80+150+80m连续刚构，预应力混凝土连续刚构箱梁根部高度9m，箱梁顶宽12m，底宽6.5m，顶板悬臂长度2.75m，悬臂板端部厚20cm，根部厚70cm，设计混凝土量为400m3。

为便于说明采用A、B、C、D分别代指第一、二、三、四种托架形式。

2  结构分析

四种托架从结构形式上分析，失稳状态均为竖向和绕底部旋转失稳，由于顶部均采用精轧螺纹钢筋进行锚固，可靠性比较大，所以这里主要对竖向荷载传递进行分析。

2.1 竖向传递顺序为：纵梁→斜撑及连接杆→预埋钢板→墩身混凝土。其中关键部位在斜撑及连接杆与预埋钢板的连接，焊接质量的好坏直接影响整个托架的稳定性;另外预埋钢板是通过与钢板焊接的钢筋与混凝土进行连接，竖向剪力依靠钢筋与钢板的焊缝以及钢筋自身的抗剪强度决定的，所以此结构设计要点在于除纵梁、斜撑及连接杆强度外，还有斜撑及连接杆与预埋钢板的焊接、预埋件自身的抗剪强度。

2.2 竖向传递顺序为：托架三角架→墩身混凝土。竖向传递过程简单，上部荷载通过三角架直接传递至底部，通过插入铁盒中的牛腿部分传递给墩身混凝土。由于牛腿受力面积比较小，所以此结构设计要点在于三角架强度、底部牛腿部分强度和预埋盒底部混凝土抗压强度。

2.3 竖向传递顺序为：纵梁→斜撑及墩顶混凝土→牛腿→墩身混凝土。此结构特点为竖向荷载通过纵梁和牛腿分两部分传递至墩身混凝土，有效地解决了局部混凝土应力大的问题，主要设计要点在于纵梁、斜撑、销子、牛腿、局部混凝土的强度，如果左右采用纵梁进行连接时，纵梁的水平位移限制也应着重考虑。

2.4 竖向传递顺序为：组焊件→上部预埋盒底混凝土和下部预埋盒底混凝土。此结构与B结构类似，但竖向荷载分为两部分传递至墩身混凝土，设计要点在于组焊件的强度和预埋盒底部混凝土抗压强度。

3  施工分析

A：优点：托架构件可由加工厂加工或是现场加工;构件安装灵活性比较大，通常是现场量取实际尺寸再现场进行下料;预埋件安装精度要求一般。

缺点：现场施工内容多，构件的所有连接均采用现场拼装焊接，焊接的节点比较多;高空作业时间长，安全风险大;焊接均为现场焊接，并存在立焊、倒焊等情况，焊接质量难以保证;预埋钢板抗剪强度往往容易忽视;结构材料一次性投入，无法进行周转使用。

B：优点：托架三角架为一个整体，安装时单片进行吊装，安装速度快;三角架为组焊件，且在出厂前已加工完成，焊接质量可有效保证;现场作业内容少，安全风险低;托架为工厂标准化加工，可多次周转使用，降低施工成本。

缺点：预埋铁盒定位要求高，预埋盒的平面位置及标高直接影响托架安装质量，往往出现托架水平位置发生变化以及竖向高低不一，影响托架整体受力;精轧螺纹钢筋位置无竖向限位装置，容易出现精轧螺纹钢筋受剪切的状态;竖向荷载在牛腿处过于集中，墩身混凝土容易出现局部破坏。

C：优点：该结构将纵梁、斜撑及牛腿分别进行加工厂加工，现场采用销子进行连接，既给施工安装提供了一定的灵活性，也减少了现场安装工作量，结构构件质量可控;结构简单灵活，构件均为直线形，便于运输和周转;可多次周转使用，降低施工成本。

缺点：预埋铁盒定位要求高，预埋盒的平面位置及标高直接影响托架安装质量，往往出现托架水平位置发生变化以及竖向高低不一，影响托架整体受力。

D：优点：构件为组焊件，加工厂内一次成型，构件质量可控;结构小巧，安装简单，材料用量低，可多次周转使用。

缺点：预埋铁盒定位要求高，预埋盒的平面位置及标高直接影响托架安装质量，往往出现托架水平位置发生变化以及竖向高低不一，影响托架整体受力;构件整体一次性加工成型，可调性差，安装精度要求高;2m以内悬臂结构应用较好，大悬臂可用性较差。

4  经济对比

材料用量计算依据参数说明：纵梁均采用40a工字钢考虑，悬臂长度3m，预留1.5m作为施工平台;下支点距纵梁底高度为5m;A、B、C类斜撑及B类竖杆均按双拼25a槽钢计算;A类连接杆按单拼25a槽钢计算;D类斜撑按32工字钢计算;牛腿按32a工字钢计算。D类一般应用于悬臂2m以内的0#段施工，材料用量仅供参考。

5  总结

总结分析：A类托架由于是现场进行拼装和焊接，从安全、质量以及进度方面考虑均不占优势，一般不推荐使用;B类托架由工厂加工成形，整体安装速度快，构件受力可靠度高，但构件整体较大，运输较为困难，如果各节点能改装为销接，可大大提高其通用性;C类灵活简单，安装速度较快，周转运输简单，但一般应用于连续梁的0#段施工，如连续刚构采用此结构时，上部支撑位置需要在墩身内预埋盒子，并对纵梁进行改进，0#段施工推荐采用此结构;D类结构一般应用于悬臂2m以内0#段施工，材料用量及安装速度均有优势，悬臂2m以内0#段托架可优先选用。

本文通过四种连续箱梁0#段施工托架的结构类型、结构特点、施工过程及经济效益几方面进行细致的介绍与分析，并结合涪江双线特大桥、御临河双线特大桥、两溪河特大桥的连续箱梁现场应用，提出了托架的各自特点以及优缺点，并进行总结分析，对连续箱梁0#段的施工托架选型有一定的参考价值。

參考文献：

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[2]刘建顺.连续梁直线段施工托架设计及应用[J].价值工程， 2017（18）.

[3]周云武.高墩大跨度连续梁0号块施工托架优化设计[J].价值工程，2016（02）.