万会振
中铁十四局集团第二工程有限公司 山东 271000
摘要：结合港珠澳大桥珠海连接线前山河特大桥及南湾互通立交桥施工，对现浇梁跨越城市道路满足特别要求的门洞支架方案进行设计，同时介绍了门洞支架的搭设施工方案。
关键词：城市跨路现浇箱梁；超宽车道门洞支架；方案设计与施工
1 工程概况
1.1 总体概况
港珠澳大桥珠海连接线前山河特大桥主线桥1座/1.777Km，南湾互通匝道桥6座/。桥梁上部结构第4、8～14及南湾互通匝道桥联采用支架现浇箱梁。由于该工程穿越市区各种道路，施工时需要搭设跨城市主干道门洞7处其他次干道及支路大小各种门洞8处作为车辆、行人通行使用。
1.2 跨路桥梁设计概况
前山河特大桥主线第四联现浇梁上跨前山河东路、第十二联上跨南湾大道，南湾互通立交桥B、E、F匝道分别上跨南湾大道。主线第四联跨度44米、梁高2.6米，第十二联梁跨度29.5米、高1.8米，匝道桥梁高1.5米。主线桥采用三厢室，横截面顶板厚0.25米，底板厚0.25米，腹板厚0.5米。箱梁两侧翼缘板悬臂长度通常为1.97米。主线桥第四联、第十二联设计梁底距市政既有路面顶点净高7.07、10.5米。
2 支架方案设计
2.1 方案简介
2.1.1上跨前河东路方案
该桥主线第四联上跨的前山河东路仅通向珠澳跨境工业区道路，该道路路面双向四车道，中间不设绿化带，通行车辆较少、夜间有大型（超宽）货车通行，该跨路门洞采用在既有路面的两侧设置支墩、采用一个大门洞上跨预留的双向2车道，这样既减少了路中间的支墩又保证超宽车辆的通行，门洞自下而上设置方式为：80cm高砼基础φ630mm钢柱、横向为I40b双拼工字钢、纵向双拼贝雷梁、横向I14工字钢及碗口脚手架。门洞净宽12.5m，净高5m，结构布置形式示意图见附图1
2.1.2上跨南湾大道方案
上跨南湾大道主线现浇梁12联梁高比匝道桥高且支架形式相同，这里仅介绍主线桥第十二联，该桥主线第十二联及匝道上跨的南湾大道从中间向两侧依次中间绿化带宽度2米，单向机动车道路面宽度12米、绿化带1.5米、非机动车道3米、、两侧为非机动车道，该道路是珠海通向横琴主干道车流量大，并且是通向澳门货运车辆必经之路，经常有超宽超高车辆通过。根据珠海交通部门批准的交通导行方案要求该跨路施工期间必须保证双向6车道、门洞净高不低于5米及净宽确保超宽车辆通行。由于现浇梁梁底距离南湾大道路面的净距在保证门洞净高后剩余空间不能采用贝雷梁一次横跨三个车道，因此采用一个单车道门洞和一个双车道门洞的方式满足交通导行方案的要求。门洞自下而上设置方式为：80cm高素砼基础、φ630mm钢柱、横向高度为双I40b拼型钢、纵向I45b、横向I14工字钢及60碗口脚手架。单车道门洞净宽3.5m、净高5m，双车道门洞净宽7m、净高5m，结构布置形式示意图见附图2
2.2 支架体系受力检算
2.2.1 荷载计算
现浇箱梁梁高第四联2.6m、第十二联1.8米，顶板、底板横向宽度不变，因门洞预留位置靠近跨中，则取顶板、底板及腹板跨中处作为计算截面，顶板厚度0.25m，底板厚度0.25m，腹板厚0.5m。，如箱梁典型断面图所示。
由图可知：箱梁的截面积：S4联=2.5m2 S12联=2.1m2
取ρ砼=2.5t/m3、F施工=1.9KN/m、F振捣=1.5KN/m、F模板支撑等=3.4（2.8 十二联）KN/m
单位面积支架体系上所承受的荷载，F第四联=69.3 KN、F第十二联=58.7 KN
2.2.2受力计算
在受力计算中这里选取最薄弱的结构进行计算，纵向结构中计算第十二联8米跨度的45b工字钢，竖向受力结构中计算梁高最大的第四联支墩。
⑴第十二联纵45b工字钢强度验算
由腹板下方2.5米范围内布置三组I45b工字钢，承重为门洞上方施工总重量加工字钢自重。
①弯曲强度计算（考虑1.3的安全系数）
跨中最大弯距：Mmax=1/8×qL2=667.78KN.m （q=（0.875×3+58.7）×1.3=79.72KN/m、L=8m）
正应力σ= Mmax/3W==141.73Mpa＜[145Mpa]，正应力满足要求。
②挠度计算
δ=5qL4/384EI=19.97mm＜8000/400=20mm，挠度满足要求。
⑵支墩验算
腹板下2.5米范围内两根630钢管，承重为其上方双拼工字钢、贝雷梁、模板支架及施工总重量。
①强度验算取最大断面的2倍荷载考虑为圆管受荷，已经相当于考虑安全系数，故计算如下
σ=P/A=47.4Mpa<[145Mpa]强度满足要求（P=69.3×（13.5+12.6）/2+18.5=922.87 kN）。
②稳定性验算
λ=l/ix=380/21.92=17.34 故φ=0.9（ix=21.92cm，l=500-40-80=380cm）
σ=N/φA =52.67Mpa<[145Mpa] 稳定性满足要求。
3 支架搭设方法
3.1 门洞支架主要结构
⑴砼基础：基础采用C30砼现场浇筑宽1m高0.8m，，砼基础两端头摆放防撞砂桶，顶面预埋0.7m见方的1cm厚钢板，表面水平，便于钢柱与之全面接触。
⑵钢柱设置：钢柱采用外径630mm、壁厚10mm的焊接钢管，每根钢柱顶托、底座处各设置4片底宽15cm、高20cm、厚1cm的钢板做为加强肋，加强肋与钢柱顶托、底座之间的通过焊接连接，要确保焊接质量，焊缝要饱满并不得烧伤钢管。横向钢柱之间通过用14槽钢连接成“X”形状的框架，来增加钢柱的稳定性。
⑶双拼工字钢与纵向贝雷梁（工字钢I45b）设置：每排钢柱上横向设置1根通长I40b双拼工字钢，纵向每道腹板下布置2道贝雷梁（3道工字钢I45b），其余在两侧翼缘板外缘布设一道。双拼工字钢通过其顶部与钢柱顶托之间的焊接钢筋来增加稳定性；贝雷梁通过与双拼工字钢的U型卡固定增强稳定性、工字钢之间通过与双拼工字钢的焊接增强稳定性。
3.2 门洞支架搭设步骤：
⑴据门洞搭设图现场放线，支模，安放立柱埋件钢板，浇筑立柱基础混凝土等级为C30。
⑵基础混凝土强度达到75%后，进行立柱架设，立柱从基础端点开始架设，立柱间隔为2m，边架设边焊接。立柱底部与埋件要满焊。立柱的柱顶和柱脚均用10mm钢板焊接，并设加强缀板焊接。排架纵向立柱之间用14槽钢钢管做斜撑，钢管与加强缀板要焊接牢固。
⑶立柱架设完毕后，上面放置双拼工字钢，双拼工字钢与立柱之间要点焊成一体。
⑷在双拼工字钢上纵向放置贝雷梁（45b工字钢），横梁与纵梁之间连接件牢固。
⑸在贝雷梁（45b工字钢）纵梁上铺设横向I14工字钢。
⑹在横向工字钢上倒扣顶托搭设碗口脚手架与门洞两侧的满堂支架相连接。
4 结语
港珠澳大桥珠海连接线前山河特大桥现浇梁跨路部分均采用门洞支架体系。经120%的水袋超载预压观测，门洞支架非弹性变形最大值1.8mm，平均值1.5mm，完全满足要求。主线第十二联现浇梁混凝土分两次浇筑，浇筑时观测门洞变形，第一次浇筑时工字钢跨中最大挠度变形量12.4mm，第二次浇筑时13.8mm。均小于设计变形值19.9mm，满足施工及交通导行方案的要求，达到了预期效果。
参考文献：
[1]魏立发，跨公路现浇连续梁门洞支架施工方案，江西建材出版社，2009-02出版。
[2]周水兴、何兆益、邹毅松，路桥施工计算手册，人民交通出版社，2006-05出版。
论文作者:万会振
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/16
标签：门洞论文; 工字钢论文; 支架论文; 立柱论文; 腹板论文; 主线论文; 车道论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;