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摘 要：七星河特大桥为预应力混凝土刚构桥，主梁为预应力砼变截面箱梁，0#块采用支架现浇。文章介绍了施工支架设计方法，采用有限元法对0#块施工支架各构件进行受力分析和验算。施工实践表明支架体系安全可靠、设计计算方法正确，可以为类似桥梁施工提供参考。
关键词：0#块施工；支架；设计；施工
中图分类号：TU311.2 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）06-0158-04
1 工程概况
七星河特大桥位于贵州省毕节至威宁高速公路第3合同段，起讫桩号为K75+508.68～K76+374.32，桥长865.64m。上部结构为8×40m+106m+200m+106m+3×40m，主墩均为薄壁空心墩结构。
七星河特大桥箱梁0#块长度为15m，高为12.5m，混凝土标号为C55，单个0#块混凝土数量为684.5m3。其中，顶板混凝土45m3；底板混凝土146.3m3；腹板混凝土280m3，隔板及倒角混凝土213.2m3。
2 结构布置
因0#块结构及受力均较复杂，加之纵向及竖向预应力管道集中，钢筋密集，混凝土方量大，同时施工工作面狭窄，混凝土不易振捣施工。为确保施工安全，同时为保证施工质量，0#块拟按照高度分两次施工，第1次施工高度为0～6m，第2次施工高度6～12.5m。第1次浇筑支架由墩间支架和墩柱外支撑组成，墩间段（6.5m×5m）采用13根I20b做分配梁，分配梁下按横桥向荷载分部设9片贝雷架主梁；墩外悬挑段（6.5m×1m）采用三角斜撑支架作为受力支撑，分配梁采用1根I36a，1根2I45a组合钢梁（挂蓝后下横梁）。I20b分配梁悬挑出2m，作挂篮拼及0#块施工装操作平台；第2次浇筑利用已浇混凝土梁板及挂蓝模板系支撑浇筑（支架总体布置图见图1、图2）。
3 结构计算
3.1 第1次浇筑结构验算
腹板（单边）按第1次浇筑高度荷载：0.9×6×5×2.6=70.2t；
底板荷载：（6.5-0.9×2）×1.5×5×2.6=91.65t；施工荷载：3kN/m2；人群荷载：2.5kN/m2；
墩间支架主梁采用9片321贝雷架简支梁，分配梁采用13根间距为0.4m/根I20b工字钢，所以每根分配梁荷载为：
腹板部分：（0.4×0.9×6×2.6+（3+2.5）/10×0.4×0.9）/0.9=6.46t/m （取6.5t/m）；
底板部分：（0.4×1×1.5×2.6+（3.25+2.5）/10×0.4×1）/1 =1.79 t/m（取1.8t/m）。
3.1.1贝雷架验算
如支架设计图所示， I20b分配梁受力计算简图（图3）：其中：q1=6.5t/m=65N/mm，q2=1.8t/m=18N/mm。
腹板、底板倒角處混凝土对分配梁的线荷载经计算为：0.4×0.4/2×0.4×2.6/0.4=0.208t/m，考虑到腹板处下荷载取值较实际偏大，故不做考虑。
根据分配梁受力简图（图4），取1.4倍荷载组合系数，用迈达斯建模计算如下：
计算结果显示，贝雷架满足要求。
3.1.2 三角斜撑验算
3.1.2.1 荷载计算
腹板（单边）按最大高度荷载：
0.7×12.5×1×2.6=22.75t；
底板荷载：1.5×（6.5-0.7×2）×1×2.6=19.89t；
施工荷载及人群荷载同上。
斜腿支架采用I36a工字钢焊接组成，分配梁近墩侧采用1根I36a工钢，远端采用挂蓝后下横梁（2I45a），两根分配梁间距为0.75m。计算荷载为：
I36a：按墩间分配梁荷载进行计算
腹板部分：
（0.4×0.7×12.5×2.6+（3+2.5）/10×0.4×0.7）/0.7=13.22t/m （取13.5t/m）；
底板部分：
（0.4×（6.5-0.7×2）×1.5×2.6+（3+2.5）/10×0.4×（6.5-0.7×2））/（6.5-0.7×2）=1.78t/m（取1.8t/m）。
2I45a（取混凝土顺桥向长度65cm）
腹板部分：
（0.65×0.7×12.5×2.6+（3+2.5）/10×0.65×0.7）/0.7=21.48t/m，取21.5t/m作验算荷载；
底板部分：（0.65×（6.5-0.7×2）×1.5×2.6+（3+2.5）/10×0.65×（6.5-0.7×2））/（6.5-0.7×2）=2.89t/m，取2.9t/m作验算荷载。
3.1.2.2 验算
（1）近墩侧分配梁（I36a）：取1.4倍组合系数（图8）：
则荷载合计：（161.85+9.04）×1.2+17.88×1.4=230.1 t；根据分配梁反力的输出情况，牛腿最大受力按2倍平均荷载计算，即2×230.1/14=32.9t
牛腿主要受力为剪力：Q=32.7×10=329kN
腹板厚σ=2cm（考虑焊接质量，取2/3腹板厚进行计算）Sx=644.9cm3；
τ=Q×Sx/（Ix×σ）=327×644.9/21789.5/2=48.4MPa<120 MPa。
按只受剪力计算：
τ=329×1000/（20×330）=49.85MPa<120 MPa牛腿受力满足要求。
3.2 第2次浇筑模板支撑系计算
第2次浇筑利用挂蓝模板支撑系支撑，荷载主要为顶板混凝土自重、腹板混凝土侧压力以及施工人群荷载。腹板侧压力由模板自身承担，在此不作叙述。顶板荷载由模板支撑系承担，作强度验算如下：
顶板荷载为梯形荷载，为加大安全系数且计算简便，采用最大荷载值（翼缘板根部荷载值）均布荷载进行计算，且高侧翼缘模板尺寸较大，承重构件弯矩较大，故取高侧翼缘模板进行计算。
荷载值为0.9×1×26=23.4kN/m，施工荷载：3kN/m，人群荷载：2.5kN/m，合计28.9kN/m取30kN/m进行计算。
3.2.1 模板外骨架计算
利用迈达斯建模计算（图12）：
输出最大应力值为：135.4MPa<215MPa，满足要求。
3.2.3 I14纵向分配梁计算
由0#块外侧模组拼图，墩柱段内外侧模由I14纵向分配梁预埋钢棒支承，第2次浇筑时混凝土荷载由模板与混凝土摩擦力与拉杆承重，故I14纵向分配梁计算荷载按一次性浇筑模板计算，S侧模=2.5m×1.5m×9+2.4m×1.5m×3=44.55m2，高侧翼缘模板含骨架总重2005.61kg，低侧翼缘模板含骨架总重2046.09kg，取2.1t进行计算。
则墩柱段外侧模总重：M模板=44.55×0.14+2×2.1=10.44t；
4 结语
该桥0#块托架设计方案经过桥梁设计单位、专家组评审通过，支架设计比较经济，且得到了实际施工验证，满足结构质量和安全需要，施工操作相对简单。托架结构设计复杂，还应配合其他体系进行综合计算分析，同时严格进行加载预压等施工操作程序。
参考文献
[1] JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[2] JTJ 041-2000 公路桥涵施工施工技术规范[S].
[3] GB 50017-2003 钢结构设计规范[S].
[4] 周永兴，何兆益，邹毅松，等.路桥施工计算手册[S].人民交通出版社.
（编辑：蒋东旭）
关键词：0#块施工；支架；设计；施工
中图分类号：TU311.2 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）06-0158-04
1 工程概况
七星河特大桥位于贵州省毕节至威宁高速公路第3合同段，起讫桩号为K75+508.68～K76+374.32，桥长865.64m。上部结构为8×40m+106m+200m+106m+3×40m，主墩均为薄壁空心墩结构。
七星河特大桥箱梁0#块长度为15m，高为12.5m，混凝土标号为C55，单个0#块混凝土数量为684.5m3。其中，顶板混凝土45m3；底板混凝土146.3m3；腹板混凝土280m3，隔板及倒角混凝土213.2m3。
2 结构布置
因0#块结构及受力均较复杂，加之纵向及竖向预应力管道集中，钢筋密集，混凝土方量大，同时施工工作面狭窄，混凝土不易振捣施工。为确保施工安全，同时为保证施工质量，0#块拟按照高度分两次施工，第1次施工高度为0～6m，第2次施工高度6～12.5m。第1次浇筑支架由墩间支架和墩柱外支撑组成，墩间段（6.5m×5m）采用13根I20b做分配梁，分配梁下按横桥向荷载分部设9片贝雷架主梁；墩外悬挑段（6.5m×1m）采用三角斜撑支架作为受力支撑，分配梁采用1根I36a，1根2I45a组合钢梁（挂蓝后下横梁）。I20b分配梁悬挑出2m，作挂篮拼及0#块施工装操作平台；第2次浇筑利用已浇混凝土梁板及挂蓝模板系支撑浇筑（支架总体布置图见图1、图2）。
3 结构计算
3.1 第1次浇筑结构验算
腹板（单边）按第1次浇筑高度荷载：0.9×6×5×2.6=70.2t；
底板荷载：（6.5-0.9×2）×1.5×5×2.6=91.65t；施工荷载：3kN/m2；人群荷载：2.5kN/m2；
墩间支架主梁采用9片321贝雷架简支梁，分配梁采用13根间距为0.4m/根I20b工字钢，所以每根分配梁荷载为：
腹板部分：（0.4×0.9×6×2.6+（3+2.5）/10×0.4×0.9）/0.9=6.46t/m （取6.5t/m）；
底板部分：（0.4×1×1.5×2.6+（3.25+2.5）/10×0.4×1）/1 =1.79 t/m（取1.8t/m）。
3.1.1贝雷架验算
如支架设计图所示， I20b分配梁受力计算简图（图3）：其中：q1=6.5t/m=65N/mm，q2=1.8t/m=18N/mm。
腹板、底板倒角處混凝土对分配梁的线荷载经计算为：0.4×0.4/2×0.4×2.6/0.4=0.208t/m，考虑到腹板处下荷载取值较实际偏大，故不做考虑。
根据分配梁受力简图（图4），取1.4倍荷载组合系数，用迈达斯建模计算如下：
计算结果显示，贝雷架满足要求。
3.1.2 三角斜撑验算
3.1.2.1 荷载计算
腹板（单边）按最大高度荷载：
0.7×12.5×1×2.6=22.75t；
底板荷载：1.5×（6.5-0.7×2）×1×2.6=19.89t；
施工荷载及人群荷载同上。
斜腿支架采用I36a工字钢焊接组成，分配梁近墩侧采用1根I36a工钢，远端采用挂蓝后下横梁（2I45a），两根分配梁间距为0.75m。计算荷载为：
I36a：按墩间分配梁荷载进行计算
腹板部分：
（0.4×0.7×12.5×2.6+（3+2.5）/10×0.4×0.7）/0.7=13.22t/m （取13.5t/m）；
底板部分：
（0.4×（6.5-0.7×2）×1.5×2.6+（3+2.5）/10×0.4×（6.5-0.7×2））/（6.5-0.7×2）=1.78t/m（取1.8t/m）。
2I45a（取混凝土顺桥向长度65cm）
腹板部分：
（0.65×0.7×12.5×2.6+（3+2.5）/10×0.65×0.7）/0.7=21.48t/m，取21.5t/m作验算荷载；
底板部分：（0.65×（6.5-0.7×2）×1.5×2.6+（3+2.5）/10×0.65×（6.5-0.7×2））/（6.5-0.7×2）=2.89t/m，取2.9t/m作验算荷载。
3.1.2.2 验算
（1）近墩侧分配梁（I36a）：取1.4倍组合系数（图8）：
则荷载合计：（161.85+9.04）×1.2+17.88×1.4=230.1 t；根据分配梁反力的输出情况，牛腿最大受力按2倍平均荷载计算，即2×230.1/14=32.9t
牛腿主要受力为剪力：Q=32.7×10=329kN
腹板厚σ=2cm（考虑焊接质量，取2/3腹板厚进行计算）Sx=644.9cm3；
τ=Q×Sx/（Ix×σ）=327×644.9/21789.5/2=48.4MPa<120 MPa。
按只受剪力计算：
τ=329×1000/（20×330）=49.85MPa<120 MPa牛腿受力满足要求。
3.2 第2次浇筑模板支撑系计算
第2次浇筑利用挂蓝模板支撑系支撑，荷载主要为顶板混凝土自重、腹板混凝土侧压力以及施工人群荷载。腹板侧压力由模板自身承担，在此不作叙述。顶板荷载由模板支撑系承担，作强度验算如下：
顶板荷载为梯形荷载，为加大安全系数且计算简便，采用最大荷载值（翼缘板根部荷载值）均布荷载进行计算，且高侧翼缘模板尺寸较大，承重构件弯矩较大，故取高侧翼缘模板进行计算。
荷载值为0.9×1×26=23.4kN/m，施工荷载：3kN/m，人群荷载：2.5kN/m，合计28.9kN/m取30kN/m进行计算。
3.2.1 模板外骨架计算
利用迈达斯建模计算（图12）：
输出最大应力值为：135.4MPa<215MPa，满足要求。
3.2.3 I14纵向分配梁计算
由0#块外侧模组拼图，墩柱段内外侧模由I14纵向分配梁预埋钢棒支承，第2次浇筑时混凝土荷载由模板与混凝土摩擦力与拉杆承重，故I14纵向分配梁计算荷载按一次性浇筑模板计算，S侧模=2.5m×1.5m×9+2.4m×1.5m×3=44.55m2，高侧翼缘模板含骨架总重2005.61kg，低侧翼缘模板含骨架总重2046.09kg，取2.1t进行计算。
则墩柱段外侧模总重：M模板=44.55×0.14+2×2.1=10.44t；
4 结语
该桥0#块托架设计方案经过桥梁设计单位、专家组评审通过，支架设计比较经济，且得到了实际施工验证，满足结构质量和安全需要，施工操作相对简单。托架结构设计复杂，还应配合其他体系进行综合计算分析，同时严格进行加载预压等施工操作程序。
参考文献
[1] JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[2] JTJ 041-2000 公路桥涵施工施工技术规范[S].
[3] GB 50017-2003 钢结构设计规范[S].
[4] 周永兴，何兆益，邹毅松，等.路桥施工计算手册[S].人民交通出版社.
（编辑：蒋东旭）