公跨铁连续梁满堂支架的设计及检算.pdf

桥涵工程 公跨铁连续梁满堂支架的设计及检算 向大强 ( 中铁十六局集团第四工程有限公司北京1 0 1 4 0 0 ) 摘要支架施工是指在支架上安装模板，绑扎钢筋骨架，并在现场浇筑混凝土的施工方法，由于其施工方法相对 简便，造价相对低廉，因此非常适用于整体结构，尤其是在连续梁结构中得到广泛应用。结合新建武汉至黄冈城际 铁路公跨铁立交桥连续梁满堂支架设计、施工过程，介绍带门洞满堂支架的设计及检算。 关键词公跨铁立交桥连续梁满堂支架设计检算 中图分类号U 4 4 5 3文献标识码A文章编号1 0 0 9 4 5 3 9 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 0 5 8 0 7 D e s i g na n dC a l c u l a t i o no fH i g h w a yO v e r p a s sR a i l w a yC o n t i n u o u sB e a mT r e s t l e X i a n gD a q i a n g ( C h i n aR a i l w a y1 6 山B u r e a uG r o u pC o L t d ，B e i j i n g1 0 1 4 0 0 ，C h i n a ) A b s t r a e tT r e s t l ec o n s t r u c t i o nr e f e r st ot h ec o n s t r u c t i o no ft h et e m p l a t ei n s t a l l a t i o no nt h eb r a c k e t b i n d i n go fs t e e lb a r s k e l e t o n ，a n dt h ec o n s t r u c t i o nm e t h o do fc a s t i n s i t uc o n c r e t e B e c a u s eo fi t sr e l a t i v e l ys i m p l ec o n s t r u c t i o nm e t h o d ，a n d r e l a t i v e l yl o wc o s t ，i ti sv e r ys u i t a b l ef o rt h ew h o l es t r u c t u r e ，a n di th a sb e e nw i d e l yu s e de s p e c i a l l yi nc o n t i n u o u sb e a m s t r u c t u r e I nt h i sp a p e r ，b a s e do nt h en e wW u h a nt oH u a n g g a n gi n t e r - c i t yr a i l w a yh i g h w a yo v e r p a s sr a i l w a yo v e r p a s sc o n - t i n u o u sg i r d e r s ，d e s i g n ，c o n s t r u c t i o np r o c e s s ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ed e s i g na n dc h e c k i n gc a l c u l a t i o no ff u l ls p a c es u p - p o r tw i t had o o rt r e s t l e K e yw o r d s c o n t i n u o u sb e a m ；f u l ls p a c es u p p o r t ；d e s i g n ；c a l c u l a t i o n 1工程概况 本桥为新建武汉至黄冈城际铁路公跨铁立 交，在铁路里程为D K 3 6 + 2 2 2 7 处上跨，与铁路交 角为6 8 0 ，桥梁孔跨布置为3X 2 5m 连续箱梁，纵 断面为平坡段，平面线形为直线。连续箱梁截面采 用单箱单室斜腹板形式，底板横向布置，顶板横向 斜置同桥面横坡为1 5 的双向坡，线路中心位置 梁高1 5m ，悬臂长度2 2m ，悬臂根部厚度0 4m 。 跨中顶板厚2 5c m ，底板厚2 2c m ，腹板厚4 0c m ；支 点横隔梁附近顶板厚4 5c m ，底板厚4 2c m ，腹板厚 6 0c m 。本桥采用纵向预应力体系，纵向采用d p l 5 - 9 钢较浅。 根据该桥荷载大小和梁体结构型式进行钢管 满堂支架设计，支架搭设宽度沿桥轴线垂直方向 收稿日期：2 0 1 3 0 4 0 1 1 1m ，高度在3 1 0 5m 左右。为满足单线桥运 梁车及施工机械通行要求，保证运架梁通道的畅 通，在公跨铁连续梁中跨位置已成型的路基中央 预留1 个通车门洞，门洞净空要求高度7m ，宽 度I 8m ，门洞采用脚手架支墩+ 型钢形式，支墩 采用四排支架作支撑，支架横向连接采用1 2 0 a 工 字钢，顺桥向采用H N 6 0 0X2 0 0 热轧H 型钢纵梁 跨路基。 2 地基处理 根据地质勘测资料，两边跨钢管支架支撑的地 面为粉质黏土及风化泥质粉砂岩，属于较好的地基 土；中跨下钢管支架支撑的地面为已填筑好的基床 部分。 地基处理方式为：在路基沿桥梁中轴线1 3m 宽 度范围内充分碾压密实，压实度不小于9 0 ，在门洞 58钐道建笳技术RAILWAY C O N S T R U C T I O NT E C H N O L O G Y2 0 1 3f 8 J 万方数据 桥涵工程 支墩与路基基床边缘宽度范围内浇筑1 5c m 厚C 2 5 砼垫层，垫层外侧挖沟，保证排水通畅。桥台与路堑 堑顶的区域采用小型振动压实设备充分压实后浇筑 1 5c m 厚C 2 5 砼垫层；桥台与边跨桥墩的路基边坡坡 面上，根据支架搭设的间距，在边坡上设置台阶，支架 搭设处横桥方向每边向外延伸1m 范围内浇筑厚 1 5c m 的C 2 5 混凝土封闭层，作为斜面上支架立杆的 基础。按支架立杆所在的位置在垫层上摆放1 0c mx 2 0c m 的方木，支撑钢管整体受力( 见图1 ) 。 图1 满堂支架地基处理 a 横断面 3 支架布置、安装及预压 3 1 支架布置 3 1 1 非门洞区域支架布置 支架杆件采用q t , 4 sm m ，壁厚3 5I B m ，内径4 1m m 。 支架横桥向除腹板所在位置间距为0 6m 外，其余 均为0 9m ；支架顺桥向布置间距为0 9m ，其中1 # 墩左右各2m 范围采用加密式布设，即支架顺桥向 布置间距为0 6m ，2 # 墩布设方法同1 # 墩。水平杆 步距为1 2m 。在高度方向每间隔1 2m 设置一排 纵、横向联接杆，使所有立杆联成整体，为确保支架的 整体稳定性，在支架横向立杆和每四排纵向立杆各设 置一道剪刀撑。剪力撑用5m 长，用掷3 5m m 普通钢管连续布置，与地面成4 5 0 6 0 0 ，剪刀撑上至 底板，下至地面，每一处与碗扣架连接处用扣件紧 固。在支架外侧周边设防护网，在支架水平面中间 设一道水平防护网( 见图2 ) 。 图2 非门洞区支架设计 b 纵断面 3 1 2 门洞区域支架布置3 2 支架安装 ( 1 ) 门洞支墩采用掷3 5m m 碗扣支架，每个( 1 ) 地基平整压实达到所要求承载力后，根据 支墩纵桥向设4 排立杆，立杆按0 3mx 0 6m 布置，即桥墩中心位置按照箱梁支架平面布置图进行立杆 纵桥方向0 3m ，横桥方向0 6m ；竖向间距按1 2m 设平面位置放样，即放样纵横向十字线。在加固的地 置横杆。支架上、下用顶托、底托调平，顶托上横桥方基上横桥向设1 0c mx2 0c m 方木或1 0c m 厚的C 2 5 向放置I2 0 a 工字钢作为枕梁。在横桥方向和纵桥方混凝土预制块，以增加立杆和地基的接触面并保证 向支架之间设置剪刀撑( 间距5n 1 ) ，并在底部增设均匀受力，减少支架下沉，搭设尺寸见图2 4 。立 纵横向扫地撑，以保证满堂支架的整体稳定性。杆问加设剪刀撑和斜撑，非门洞区支架顶横桥向间 ( 2 ) 门洞纵梁采用1 6 根H N 6 0 0 2 0 0 热轧H 型距9 0e m 铺设1 5c mx1 5e m 方木，再纵桥向间 钢，H 型钢沿纵桥方向布置，间距6 0c m 。所有纵梁与 距2 5c m 铺设1 0c mx1 0c m 方木。门洞支墩采用 I2 0 a 工字钢枕梁焊接在一起。在纵梁上按横桥方向 I2 0 A 工字钢作为枕梁，采用1 6 根H N 6 0 0X2 0 0 热 布置4 0 根1 0c mx1 0e m 方木作为分配梁；分配梁间轧H 型钢作为纵梁，在纵梁上按横桥方向布置1 0 距为0 3m ，并与纵梁连接在一起固定。高强竹胶板 1 0c m 方木作为分配梁。支架平台搭好后进行等荷 铺设在分配梁上作为箱梁底模( 见图3 和图4 ) 。载预压，消除支架的非弹性变形。 铁道建筑技术R A I L W A YC O N S T R U C T I O NT E C H N O L O G Y2 0 1 31 8 l S 9 万方数据 桥涵工程 土话 1 2 0 a 工早碉f F I N 6 0 0 x 2 0 0 1 0c m x 热轧H 型钢、7 21 0 c I n 方木f ，、 、， 9 0 0 ； 墨 h 1 0c m x、， 2C 2 5 砼垫层2 0 方木 ，“、 _- LL 9 0 I 班L 知# 填料 L 3 0。L 9 0L 图3 预留门洞支架 图4 支墩加纵梁门洞支架横断面图 ( 2 ) 在杆件安装时，立杆垂直度偏差要求小于 0 2 ，以避免偏心受压，横杆水平度要求小于3 ， 同时检查锁定是否可靠。支架搭设好后，在修平的 立杆上安装可调顶托撑，立杆可调顶托撑是用来调 整支架高度和拆除模板用的，本支架使用的可调顶 托可调范围为3 0c m 左右。在地基处理前要确定好 支架底标高。 ( 3 ) 支架抛高值的确定因施工荷载和杆件受压 而导致的弹性和非弹性变形以及支架基础沉陷，支 架搭设时给支架预留了一定施工抛高值。 3 3 支架预压 底模安装后，要对支架进行加载预压。支架预 压的目的：( 1 ) 检查支架的安全性，确保施工安全。 ( 2 ) 消除支架和地基的非弹性变形。( 3 ) 测定支架 和地基弹性变形，为支架抛高值提供依据。 3 3 1 预压加载 支架预压采取在箱梁底模上按预压荷载为箱 梁单位面积最大重量的1 1 倍箱梁自重码放，为 加快工程进度，拟采用钢筋在底板上模拟现浇段 重量加载预压。根据箱梁底板上每延米的重量， 按单位面积最大重量的I 1 倍原则进行钢筋码 放，码放过程中遵循对称原则，由中间向两边对称 进行。预压前宜在每跨至少设置5 个观测断面， 在支架顶部及支架基础部位均应布设测点，预压 _ 实测- 释放一实测_ 分析弹性变形情况，计算 支架竖向刚度的具体数值，用于梁部影响分析及 预拱度分析，有必要时再重复上述过程，在支架沉 降稳定后方可卸载。 3 3 2 沉降观测 预压荷载满足要求后，在箱梁底模及翼板上设 置沉降观测点，观测点横向布置在底模左、中、右位 置及两侧翼板上，纵向每51 I I 设一道。观测步骤：加 载前先进行观测点标高测量，并做好记录，加载后 每8h 观测一次，如连续3d 观测沉降量小于1m m ， 即可认为达到稳定。在底模底面处设置横向位移 观测点，加载前后观测横向位移情况并做好记录。 3 3 3 预压卸载 沉降稳定后，即可卸除载荷，卸载时同样应遵 循对称原则。预压前后应取得如下数据：加载前、 加载后、卸载后的底模标高。卸载完成后，要再次 复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变 形量( 等于卸载后标高减去持荷后所测标高) ，用总 沉降量( 即支架持荷后稳定沉降量