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摘要：通过悬臂浇筑的方法进行高墩连续箱梁施工时，0号块作为基准节段中比较重要的部分，其施工效果与工程整体质量密切相关。文章依托工程实践，介绍了一种0号块支架施工新工艺，并就其支架施工技术的要点以及受力分析作了较详细的介绍，可供类似工程借鉴。
关键词：悬臂浇筑箱梁；支架施工；施工工艺；受力分析
在高墩悬臂浇筑连续箱梁施工中，0号块作为基准节是施工的关键，而支架是0号块施工的承重受力结构，为其后续桥梁施工做准备。本项目结合工程实际和结构形式特点，充分利用墩柱顶和箱梁底之间的间隙，直接在墩顶搭设型钢支架作为0号块的悬挑支架。下面，就其施工过程以及效果进行简要总结分析。
1.工程概述
某预应力悬臂浇筑箱梁主墩0号块设计为单箱三室断面，长度为9.0m、高6.0m、顶宽29.5m，底宽15.67m，顶板厚度30cm，底板厚90cm，边腹板为斜腹板，厚90cm，中腹板厚65cm。0号梁段中腹板之间为实体混凝土，其顶面为索塔。0号梁段设1道中横梁，厚250cm，横梁下设4个支座，砼方量为667m3/墩。墩柱高30m左右，为花瓶式桥墩，墩顶与箱梁同宽，见图1。
图1桥墩一般构造图（单位：cm）
2.总体施工方案
因主墩箱梁下设有4个支座，支座与支座垫石高度为100cm，为考虑经济效益性及加快施工进度，直接利用墩柱与箱梁之间的空间搭设支架的方案[1]。
3.施工工艺
（1）在墩顶预埋钢板，焊接卸模垫块，垫块主要起到调节标高和卸模的作用。
（2）在垫块上放置I36b工字钢纵梁，共设置5排，其中除边上2排外，在工字钢纵梁下均设置牛腿斜撑，减少工字钢纵梁的受力。
（3）工字钢纵梁上放I45b工字钢横梁，横梁上再放［10槽钢底模骨架。
（4）翼侧模骨架的搭设。翼缘侧模采用骨架进行支撑，骨架利用［10槽钢和［20槽钢制作而成，在工字钢横梁放放置3排2I36b工字钢，骨架支撑在I45b工字钢横梁上。具体方案见图2。
图2 0号块支架方案图（单位：cm）
4.受力计算
支架结构从上自下依次为：6mm钢模板→10槽钢→I45b工字钢横梁→I36b工字钢纵梁→卸模垫块，支架布置如图3、图4所示[2]。
4.1支架有限元整体建模
在进行结构计算分析时，直接对现浇支架进行有限元分析。以顺桥向里程增大方向为Y轴正向，竖直向上为Z轴正向，X轴正向按照右手规则确定，工字钢纵梁、工字钢横梁等采用梁单元模拟，模型建立时，2根工字钢、4根工字钢等组合构件简化成同等抗弯系数的单根工字钢模型（偏安全考虑），钢模板和分配梁采用带肋板单元模拟，工字钢横梁与工字钢纵梁、工字钢横梁与钢模板均建立弹性连接。采用midas/civil2012建立0号块支架整体模型[1]。
图3支架体系平面布置图（单位：cm）
图4现浇支架体系立面布置图（单位：cm）
4.2荷载工况
（1）荷载分析（见图5）。
①体系自重q1。
②梁体砼自重：钢筋砼容重取γ=26kN/m3翼板区：q21=26kN/m3×0.525m（平均）=13.65kN/m2，空腹区：q23=26kN/m3×1.30m=33.8kN/m2，实腹区由于全部位于桥墩上方，其荷载假定全部通过桥墩上方的垫块传至桥墩自身承担[3]。
③施工荷载（施工人员、机具、材料等）：q3=2.5kN/m2。④振捣混凝土时对水平模板产生的竖向荷载：q4=2.0kN/m2。
（2）荷载组合。
考虑以下荷载：
①模板、支架和拱架自重；
②新浇筑钢筋混凝土结构物的重力；
③施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；
④振捣混凝土时产生的荷载。
强度验算时，恒载取1.2的分项系数，活载取1.4的分项系数；当支架搭设完毕，而主梁未开始作业时，支架自重小，整体稳定性最差，选择此状态进行支架整体稳定性计算[4]。
荷载组合1：1.2×（①+②）+1.4×（③+④）（强度验算）；荷载组合2：1×（①+②）（刚度验算）。
4.3支架计算
运用MIDAS根据建立的整体支架模型输入相应荷载工况并进行分析计算。
4.3.1分配横梁（I45b）
分配横梁最大组合应力σmax=97.0MPa（见图6），最大位移10.5mm（见图7）。
4.3.2工字钢纵梁（I36b）
工字钢纵梁最大组合应力σmax=184.0MPa（见图8），最大位移10.2mm（见图9）。
4.3.3斜撑
钢管桩斜撑的最大组合应力σmax=92.0MPa（见图10）。
汇总计算结果并进行分析如表1所示（根据相关规范中规定材料应力允许值用于临时结构时放大1.2倍，挠度允许值取L/400）[4]。
综上所述，通过对本图6分配横梁应力云图
图9 工字钢纵梁位移图
图10斜撑应力云图
5.结语
综上所述，在本工程施工中，通过运用MIDAS软件，建立了施工整体的支架模型，经过有限元的分析，通过受力计算，明确了该新工艺具有可行性和经济性，并降低了施工难度和建设费用，缩短了工期，对于类似桥梁有很好的借鉴作用。
参考文献
[1]商文兄.新洋港大桥0号块支架设计[J].科技信息，2014（15）：320-321.
[2]俞仲明，徐立新.一种高墩大跨度连续刚构桥0号块托架结构：，CN201924289U[P].2011.
[3]李纲.高墩大跨径预应力混凝土连续刚构桥0号块托架法施工技术[J].北方交通，2016（5）：17-20.
[4]颜向群，郑国荣，陈建军.高墩箱梁悬臂浇筑0号块托架施工技术[J].公路工程，2012，37（（2）：106-107.
论文作者:吴建
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/18
标签：工字钢论文; 支架论文; 荷载论文; 横梁论文; 组合论文; 垫块论文; 悬臂论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;