高墩盖梁支架施工技术

曾云峰

（中铁二十二局集团第四工程有限公司 天津 301700）

0 前言

广州新白云国际机场第二高速公路龙洞水库大桥（以下简称龙洞水库大桥）全长771.5m，分左右两幅，该桥共计桥墩44处，其中高度40m以下采用圆柱式桥墩，高度40m以上采用方形薄壁空心墩，全桥薄壁空心墩共计13处，高度40~80m。桥墩盖梁采用变截面悬臂式，盖梁施工需搭设支架。

1 方案选择

高墩盖梁支架通常采用落地式和悬挑式两种，二者从技术、经济及安全等方面来说各有优缺点，落地式以钢管柱为例，悬挑式以预埋型钢三角架为例，二者对比具体见表1。

表1 支架方案比较

从表1中可看出，落地式和悬挑式支架，均存在一定程度上的优缺点。落地式受高度影响较大，悬挑式不受高度影响。龙洞水库大桥高墩最高达80m，为确保工程安全顺利完成，选用悬挑预埋型钢三角架。

2 悬挑预埋型钢三角架设计及验算

2.1 支架设计

龙洞水库大桥高墩采用薄壁空心墩，墩身断面尺寸为3.2m×6m，盖梁横断面为梯形，顶长15.45m，底长8.2m，中部高3.3m，端部高1.3m，宽3.4m。

薄壁空心墩盖梁采用悬挑预埋型钢三角架，单个三角架顶长7m，斜撑高3m，长5m，主要材料均采用H400型钢。墩身每侧设置4组三角架，间距0.8m。

2.2 支架验算

2.2.1 荷载计算

（1）荷载取值：钢材取78.5kN/m3、钢筋混凝土取26kN/m3、H400型钢取0.660kN/m、悬臂端支架荷载取8kN/m。

（2）各段荷载计算：以支架靠近墩身处为0点，分段计算支架各段荷载。

0~1m段，该段为均布荷载，盖梁高按3.3m计，宽按3.4m计，模板及施工荷载系数取1.3。

q=（3.3×3.4×26/4+0.66）×1.3=95.7kN/m，取100kN/m。

1~5m段，该段为梯形荷载，1m处盖梁高按3.3m计，宽按3.4m计，模板及施工荷载系数取1.3。

q=（3.3×3.4×26/4+0.66）×1.3=95.7kN/m，取100kN/m。

5m处盖梁高按1.3m计，宽按3.4m计，模板及施工荷载系数取1.5。

q=（1.3×3.4×26/4+0.66）×1.4=44.1kN/m，取50kN/m。

5~7m段，该段在盖梁外侧，主要荷载为支架自重和施工人员、附属设施荷载。

q=0.66+8=8.66kN/m，取10kN/m。

2.2.2 各段荷载

0~1m为100kN/m均布荷载，1~5m段为100～50kN/m梯形渐变荷载，5~7m段为10kN/m均布荷载。

详见图1。

2.2.3 支架验算

利用MIDAS有限元分析软件对盖梁单个支架进行建模及受力验算分析，对结果进行分析验证支架承载能力及安全性。

（1）H400型钢截面特性

图1

H400型钢高h=400mm，截面面积A=82cm2，最大跨度l=5m，惯性矩Ix=23700cm4，抗弯截面模量Wx=1185cm3，允许正应力[σ]=205MPa。

（2）模型建立

以顺桥梁方向为X轴，支架预埋点为X轴0点，支架外侧为X轴正向，竖直向上为Z轴正向，H400型钢采用两单元模拟，墩身预埋点按悬臂支点约束，H400型钢支架之间按刚性连接方式。

（3）支架受力验算

运用MIDAS软件建立支架模型分段输入对应荷载工况并进行分析验算。

①强度验算：

支架各截面所受应力见图2。

图2

弯矩Mmax=1.37616×105kN/m2=137.6MPa＜205MPa，满足要求。

②刚度验算：

支架各截面变形见图3。

图3

3 结语

变形fmax=7.41mm＜l/200=5m/200=25mm，满足要求。

如荷载增加或提高支架安全性，可采用加大型钢截面或采用双拼型钢。

高墩采用预埋型钢三角架，同落地式支架相比具有节省材料、施工机械等优点，同时由于支架规模及高度相对较小，稳定性相对较高，材料利用率也大大增加。

本文主要介绍高墩盖梁支架施工技术和应用，对于提高类似工程有很好的指导和参考作用。