裴琼 何克俭
中交第二航务工程局第六分公司
摘要：新疆乌鲁木齐观园路高架桥第五联为（36+55+36）m预应力钢筋混凝土连续梁，中跨横跨38.2m宽克南高架桥及地面道路，传统盘口支架和钢管柱支架不能保证地面道路及高架桥正常通行。为确保地面道路及高架桥正常通行及行车安全，使桥梁施工对行车等影响减少到最小范围，通过支架优化设计采用落地钢管少与满堂组合支架施工，增加中跨支架跨度，减小施工对高架桥及地面道路通车影响，对以后其他城市内打跨径跨路施工具有借鉴意义。
关键词：现浇梁 大跨度 组合支架 加强型贝雷梁
引言
近年来，随着城市交通量的增大，既有城市主干道也满足不了较多出行车辆的要求，市政工程用地逐渐减少，只能寻求原有道路覆盖高架桥或者地铁，高架桥和地铁相比成本较小多被采纳。跨越既有较宽道路和大跨桥梁给施工带来困难，特别是既有桥梁不能作为受力支撑部位，给新建桥梁施工带来更大的难度。新疆乌鲁木齐东二环观园路高架桥跨越温泉东路和既有克南高架桥，中跨既有克南高架桥桥宽38.2米，针对大跨径现浇梁支架搭设问题，亟需研究一种大跨度的支架来解决现浇梁施工期间克南高架桥正常通车的难题。
1 工程概况
观园路高架桥第五联共3跨（13#~16#墩），桥跨布置为36+55+36m，为观园路高架桥跨越既有克南高架而设计，中跨55m上跨克南高架桥，克南高架桥桥面宽38.2米，箱梁底距克南高架路面高度22m，距温泉东路路面高度30.75m。
观园路高架桥与克南高架桥斜交角度77°53′，桥墩处梁高3.5m，跨中梁高2.4m，梁底抛物线方程：y=240+0.0000165896880007541（x-1）2（175<x<2750cm），边腹板为斜腹板，斜率1.685：1。箱梁顶板宽度32.2m，底板宽度21.106 m至22.4m渐变，翼缘板宽度3.9m，底板厚度23cm，腹板厚度42~75cm。
2 工程特点及难点
（1）施工现场位于市区主干道，上跨温泉东路与克南高架桥，现场施工场地交通情况复杂，可利用场地狭小。
（2）现浇箱梁施工现场位于主城区，交通流量大。施工前需对克南高架桥上的交通车辆进行交通导改和分流；
（3）现浇箱梁梁底距地面高度约30.75m，支架搭设高度较高，箱梁梁底设计为二次抛物线，对梁底曲线线型要求高，模板施工难度大。
（4）现浇箱梁与克南高架斜交，最大斜交宽度17.76m，既有高架桥梁上部构造为20m空心板，桥面不能搭设支架。因此，现浇箱梁跨越克南高架时支架跨度大，对支架结构受力要求高。
3 支架施工方案选择
（1）盘扣支架
根据本工程的特点，需要搭设门架上跨克南高架桥及温泉东路，本桥支架最大跨度38.2米，M60盘扣支架门洞无法直接跨越。解决上述问题需要在克南高架桥上搭设中间支墩来减小跨度，同时封闭部分车道搭设支架，满足跨度要求。
此方案优点可以根据施工的需求进行不同尺寸的组合，高效性，拆装方便，使用起来十分简单，可以加快工期时间，具有很高的承载力，抗弯抗压等性能良好，安全可靠性。
缺点是既有高架桥上部支架高度约22m，温泉东路地面支架高度30.75m，在设计时需考虑支架重力对克南高架桥上部结构的影响，同时增加支架自身稳定性。
（2）钢管少支架
钢管少支架跨越能力强，支架采用直径820mm钢管作为立柱，增设平联及斜撑，贝雷梁作为主梁跨越克南高架桥及温泉东路。
此方案支架搭设高度较高，自身稳定性是弱点，且不利于底板曲线线型调整，大型吊装工程量大，场地受限，影响既有高架桥交通行车安全。
（3）钢管少支架与盘扣组合支架，主梁采用加强型贝雷梁
为保证支架稳定性，减小钢管少支架搭设高度，便于箱梁梁底曲线线型调整，支架采用钢管少支架与M60盘扣支架相结合的支架形式，在中跨使用加强型321贝雷片（加强弦杆），确保支架在大跨度条件下的满足受力要求，提高组合贝雷片刚度。
由于上跨克南高架的影响，中跨钢管少支架搭设场地受限，高架桥上车流量大，车辆来往密集，此方案在中跨支架搭设期间考虑克南高架部分段落进行全封闭，对行驶车辆进行交通导改和导流。
综合以上三种方案，考虑克南高架桥桥面不能承受较大荷载，同时温泉东路及克南高架桥正常通车的要求，选用组合支架方案施工。
4 组合支架施工技术
4.1方案设计
（1）设计原则
在克南高架中央分隔带缝隙中设计双排钢立柱，中跨支架单跨最大跨度19.5米，增强支架受力，并在中跨使用加强型321贝雷片（加强弦杆），保证支架在大跨度下的满足受力要求，边跨采用普通321贝雷片。贝雷片间通过花架按设计间距组合，提高组合贝雷片刚度。
施工区域原地面主要为杂填土及强风化粉砂岩，钢管少支架钢立柱基础采用C30钢筋混凝土预制块基础（2m×2m×0.6m），钢立柱选用直径820×10mm钢管，平联和斜撑选用双拼32#槽钢，以增强支架整体稳定性。钢立柱顶放置双拼HN588×300mm型钢作为主横梁，主横梁上放置321型贝雷片组作为主纵梁。贝雷片上横向放置14#工字钢，作为M60盘扣支架落脚支撑点。I14工字钢上搭设M60盘扣支架，支架顶托上放置14#工字钢作为横向分配梁，横向分配梁上纵桥向放置10cm×10cm方木，作为纵向分配梁。此方案通过调节M60盘口支架搭设高度和微调顶托，控制箱梁底板高程和线型。
（2）支架设计
贝雷片桁架单元杆件性能见表4-1：
表4-1 桁架单元杆件性能
杆件名材料桥断面型式横断面积（cm2）理论容许承载力（KN）
弦杆16Mn][102×12.7560
竖杆16MnI89.52210
斜杆16MnI89.52171.5
贝雷片桁架物理力学特性见表4-2：
表4-2 桁架物理力学特性对比表
物理力学特性
结构构造WX（cm3）IX（cm4）Mma（kN.m）Qmax（kN）
单排单层不加强3578.5250497.2788.2245.2
加强7699.1577434.41687.5245.2
由表4-2中性能参数表可知，加强型贝雷梁力学特性远远大于普通贝雷梁。
受弯构件的挠度容许值见表4-3：
表4-3受弯构件的挠度容许值
项次构件类别挠度容许值
永久+可变荷载可变荷载产生
1主梁或桁架
2其它梁
施工荷载（Q1）、混凝土倾倒及振捣荷载（Q2）一般情况下可取2.5KN/m2。考虑最不利工况，即浇筑工况：混凝土按一次浇筑考虑，工作风速横桥向作用；两种荷载组合形式，即标准组合和基本组合。
计算时除施工荷载、风荷载和其它荷载视为活载以外，其余荷载如支架自重、钢筋混凝土重力荷载、模板荷载等均视为恒载。荷载组合形式如下：
根据支架设计图纸，在Midas软件中建立支架整体模型，经过计算，贝雷梁位移如图4-1所示：
图4-1 贝雷梁位移图（单位：mm）
支架计算结果表明：
最大组合应力为
最大变形为中跨跨距19.4m位置贝雷梁变形：
加强型贝雷梁贝雷梁计算结果表明：
弯矩： 632.3，剪力： 205.87
贝雷最大变形：
因此，加强型贝雷梁大跨度模型，计算主要构件强度均能满足设计及规范要求。
4.2方案实施
支架系统分为钢管少支架和M60盘扣支架两部分，支架搭设时严格按照施工设计图纸及观园路第五联现浇箱梁临时结构设计图要求进行搭设，钢管少支架下料和焊接过程质量控制极为重要，盘扣支架从原材料进场检验控制质量，并严格控制支架搭设标高。
5 总结
通过对方案对比分析及组合支架方案的严谨设计，经过反复研究，最终采用“钢管少支架与盘扣组合支架，中跨设置加强型贝雷梁”施工技术，克服了跨度19.5米的单跨支架布置，避免了既有高架桥桥面支架搭设占用行车空间及桥面荷载过大的风险。施工中严格按照设计方案进行施工控制，从施工效果看，达到了预期目的，提高了施工的功效，按时完成了业主要求的工期，克南高架桥基础设施均没有任何损伤，现浇梁施工过程中通车正常，总体上加强型贝雷梁大跨度支架应用较为成功。
参考文献
[1]顾安邦.桥梁工程.北京：人民交通出版社，2011年
[2]公路桥涵地基与基础设计规范.北京：人民交通出版社，2007年
[3]钢结构设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2006年
[4]建筑施工承插型盘扣件钢管支架安全技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2010年
论文作者:裴琼,何克俭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/27
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