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摘要：快速路是城市交通运输体系的重要组成部分，有效缓解了我国当前城市交通紧张的现状，为城市居民的出行提供了非常大的便利。现浇箱梁支架施工技术是大跨径城市快速路工程中的常用技术，支撑体系设计直接关系到整体施工的质量，施工单位需要加强对现浇箱梁支架体系施工的重视。本文分析了大跨径城市快速路现浇箱梁支架及跨路门洞方案，为类似工程建设提供借鉴。
关键词：大跨径；快速路；现浇箱梁；支架；门洞
一、引言
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，大中型城市中的汽车保有量日益增加，加剧了城市拥挤的交通状况。为了有效缓解城市紧张的交通情况，绕城高速、快速路等工程的数量和规模不断加大。其中，城市快速路中多采用现浇施工工艺。现浇箱梁的支架方案需要建立在确保施工质量和经济效益的基础上，在实际施工中，经常因为各种各样的因素导致支架设计不符合预期效果，可见，支架体系的设计及施工质量是保证现浇箱梁施工效果的关键所在，需要严格按照相关规范和要求进行施工，加强每个环节的质量管理。
二、工程总体概况
淮安市快速路一期建设工程HA-KSL-9标位于淮安市淮阴区，主要施工内容为：主线桥梁5566.99m/2座，分别为黄河路主线桥和宁连路主线桥；主线上下匝道桥八座；黄河路与宁连路交叉位置有一座互通立交，设置了七座互通匝道桥，匝道桥共计3010.5m。
主线第9联箱梁跨越翔宇北道，跨径为35m+55m+35m，为变截面连续箱梁，施工时需设置门洞支架保证既有道路正常通行，且支架搭设较为复杂，本文以此联箱梁为例进行施工技术研究。该联箱梁桥宽25m。梁高2～3.3m，采用单箱三室结构，箱梁边腹板斜率为4：3，横坡采用顶底板平行的方式，结构主要参数如下表所示：
第9联箱梁跨中断面
箱梁采用变截面预应力连续箱梁，其梁高和底板厚度按圆弧线过渡。主跨55m，中支点梁高3.3m，边支点梁高2m，顶板25cm，底板在梁高变化段由25cm变化至80cm。
三、支架方案设计
1.地基处理
在搭建支架之前需要彻底清除地面的杂物和表层土，地基平整完毕后填筑一层30cm厚6%的灰土，采用压路机进行碾压，压实度控制在93%及以上，最后在顶部浇筑15cm厚C20砼进行硬化处理。
针对那些局部地基比较薄弱的地段，更需要重视地基的处理工作。地基两侧设置一定坡度的斜坡，采用混凝土或者砂浆进行硬化处理，这种做法可以有效避免地基出现积水，防止积水浸泡软化地基。
2.支架搭设
支架的组装始终需要遵循先下后上的顺序，根据测量放样的结果逐层搭设，以便尽量控制误差。根据支架顶标高和地基面标高的测量结果，进行碗扣立杆的搭设，灵活调节底座和螺纹长度，顶部标高的误差不能超过2cm。施工过程中，严格按照相关规范和方案进行支架搭设，以确保支架的承载力满足要求。支架搭设前需要进行技术交底，让施工人员掌握搭设过程中需要注意的事项。同时，加强对支架材料的控制，其材料的质量等级应符合规范要求。
支架布置原则：
A1区段：截面梁高2m。碗扣支架立杆纵距60cm；立杆横距：腹板下60cm，箱室及翼缘板下90cm。
A2区段：截面梁高由3.19m渐变成2.4m。碗扣支架立杆纵距60cm；立杆横距：腹板下60cm，箱室及翼缘板下90cm。
B区段：截面梁高由2.4m渐变至2.0m。碗扣支架立杆纵距90cm；立杆横距：腹板下60cm，箱室及翼缘板下90cm。
C区段：截面梁高3.3m。支架立杆纵距60cm；立杆横距：腹板下30cm，箱室及翼缘板下90cm。
支架采用φ48*2.8mm碗扣钢管支架，立杆步距1.2m，模板采用1.5cm厚竹胶板，小横梁采用10cm×10cm方木，大横梁采用10cm×15cm方木。A1区、A2区、B区梁段方木间距：端横梁、腹板处为20cm，空心箱体处为30cm，翼缘板处为30cm；C区梁段方木间距：端横梁、中横梁、腹板、空心箱体处为20cm，翼缘板处为30cm。
以A2区满堂钢管支架为例进行验算，立杆纵横向连接杆按φ48×2.8mm钢管考虑，其弹性模量E=2.1×105Mpa，抵抗矩W=4.247cm3，惯性矩I=10.193cm4，承载面积A=3.98cm2，回转半径为ri=1.601cm。
A2区计算梁截面为：梁高3.19m，顶板厚度25cm，底板厚度60cm，腹板厚度82.4cm，钢筋混凝土自重26KN/m3。
腹板处支架总荷载为109.2KN/㎡，每根立杆平均承载力为：N=Q×（0.6×0.3）=109.2×（0.6×0.3）=19.65KN。
空心箱室处支架总荷载为36.18KN/㎡，每根立杆平均承载力为：N=Q×（0.6×0.9）=36.18×（0.6×0.9）=19.54KN。
翼缘板处支架总荷载为22.14KN/㎡，每根立杆平均承载力为：N=Q×（0.6×0.9）=22.14×（0.6×0.9）=11.96KN。
（1）立杆强度验算
A2区段腹板处支架的承载力最大，为N=19.65KN；碗扣式支架风荷载标准值：Wk=0.575KN/㎡，立杆应力σ=70.6MPa＜205MPa，立杆强度满足要求。
（2）稳定性验算
经验算立杆允许长细比：λ=109.9＜[λ容]=230，满足要求。
3、上跨通行道路门洞设置
门洞采用I36a工字钢做主梁，直径500mm，壁厚为10mm的钢管做立柱。基础采用C30混凝土基础，基础高100cm，宽度120cm。立柱横桥向间距为3m，高4.0m，门洞净空不小于5m。机动车道处车道净宽3.5m；非机动车道处车道净宽2.0m。行车道距条形基础留有10cm安全距离。
门洞横断面示意图
门洞验算
门洞支架有限元模型
根据门洞结构，基础立柱采用φ500钢管，壁厚1cm，钢管立柱间距2.5m，钢管立柱上采用I36a的双拼工字钢做为纵梁，采用I36a工字钢做为分配梁。以箱梁标准宽度25m为例，采用桥梁分析软件MIDAS Civil建立空间有限元模型，空间有限元模型如下图所示。
由以上计算结果可知，最大剪应力为103.8 MPa＜125 MPa，抗剪强度满足要求。
刚度：
由以上计算结果可知，双拼I36a工字钢横梁的最大挠度为
3.793＜2500/400=6.25mm，刚度满足要求。
（3）钢管桩验算
1）强度验算
轴应力：
由图可得：钢管桩最大反力为886.4KN，钢管立柱最大自有受压长度为400cm，φ500×10mm钢管的回转半径i=17.33cm，截面积A=153.9cm2，长细比λ=2×400/17.33=46.16（一端固定一端自由取2），查《钢结构设计规范》附录C表得稳定系数φ=0.926。
根据《钢结构设计规范》GB 50017-2003，实腹式轴心受压构件整体稳定性按下式计算：
N/φA≤［f］
式中φ为轴心受压构件的稳定系数，A为截面积。
f=886.4×103/0.926×153.9×102=62.2MPa＜［f］=215MPa，满足要求。
四.支架预压
支架搭设完成之后，开始进行支架预压，在预压之前需要严格检查支架的各个部位的连接是否牢靠。支架预压的目的是为了检查支架结构是否稳定以及支架的承载力，消除支架之间的非弹性变形。加强对各部位挠度变形量的检测，可以为预拱度提供重要参考，以提高现浇箱梁施工线形的流畅性。
支架预压监测过程中，要做好记录和统计。每级都需要保持稳定的加载，切忌出现局部堆载过大的现象，否则就会降低支架结构的稳定性。同时要严密监测支架是否出现了变形，一旦出现异常情况则应该立即停止施工。加载过程最好不要在降雨天气中进行，如果突遇降雨需要准备薄膜进行覆盖。
五、优化总结
由以上计算可知：门洞I36a工字钢已达到材料的上限，施工时必须严格控制；碗口支架立杆和门洞钢管柱还有部分安全系数，施工时可根据情况进一步优化。
六、结束语
综上所述，随着我国各城市现代化建设进程的不断推进，城市快速路工程的数量和规模不断扩大，有效缓解了当前城市交通紧张的现状。现浇箱梁支架施工技术在城市快速路工程中的应用比较广泛，施工单位需要加强对支架施工的重视，从而确保整个现浇箱梁施工的质量。
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论文作者:屈庆福
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/24
标签：支架论文; 腹板论文; 门洞论文; 立杆论文; 截面论文; 钢管论文; 现浇论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;