中交上海航道局有限公司福建分公司 福建厦门 361026
摘要：高墩连续梁边跨直线段施工，采用三角托架系统支撑直线段、模板及边跨合拢段部分荷载。本文通过对三角托架的受力分析及偏心荷载对高墩的影响分析，为连续梁0#块托架用于直线段施工提供依据。
关键词：高墩连续梁 直线段 三角托架 合拢段
Abstract: The triangular bracket system is used to support the straight section, formwork and part of the load in the closure section of the side span in the construction of the side span straight section of the high pier continuous beam. In this paper, the force analysis of triangular bracket and the influence of eccentric load on high pier are analyzed, which provides a basis for the construction of straight line section with zero block bracket of continuous beam.
Key words: concrete continuous beam；Continuous Beam；Triangular bracket；Closure section.
一、概述
京福闽赣铁路客专陈山坞特大桥位于江西省上饶县境内，跨越山间低洼处，全长790.8米，其中6#墩至10#墩为高墩大跨悬臂浇筑预应力连续梁，设计跨度为60+100+100+60m，连续梁主墩最高达到67.5米，两侧边跨墩高分别为62.85m、42.85m，均为薄壁空心墩。边跨直线段长度为5.75米，合拢段为2米，箱梁顶宽12m，底宽为6.7m，直线段箱梁高度为4.934米,设计混凝土方量为112方。（如图1所示）。
图1 连续梁立面图（单位：m）
目前连续梁直线段一般采用临时支墩、满堂支架法、三角托架法，部分采用挂篮及吊架法施工。鉴于本桥连续梁直线段混凝土重量较大，合拢段与直线段交接处设计无预应力锚固，连续梁直线段梁体长度较长以及高墩等特点，连续梁边跨直线段采用三角托架进行施工为宜，其结构简单、受力明确、节约成本。
二、托架设计
直线段托架由6片三角单元片组成，三角单元片由2[25b槽钢通过高强度锚栓销接而成，横向排列为0.2 m+0.7m+0.7m+3.5m+0.7m+0.7m+0.2m，采用 [16槽钢横向连接成整体。托架上面采用2道2I25a工字钢作为横向分配梁，纵向分配梁上面铺设14道2[16槽钢，将梁体、模板、支撑系统等荷载传递给三角托架，每片三角托架上下支点通过插销与设置在墩柱上的销座铰接(如图2所示)。
图2托架施工布置图(单位：m)
销座通过预埋在墩顶的48根Φ80mm钢管，穿入Φ32mm精轧螺纹钢进行张拉锚固，托架下节点单根精轧螺纹钢张拉力不小于280KN，托架上节点单根精轧螺纹钢张拉力不小于420KN。
三、托架受力分析
托架受力主要分析最不利荷载组合情况下，三角托架及连接构件的应力、位移、变形情况。竖向荷载通过纵、横分配梁作用到三角托架节点上，托架以上的风荷载根据其迎风面通过横向分配梁作用到托架上，托架风荷载转化成线荷载施加在水平杆、竖杆和斜杆上。以边跨合拢段施工时，最不利荷载情况下受力为例进行托架的受力分析如下：
3.1计算荷载取值
①C55钢筋混凝土容重取26KN/立方米（考虑了钢筋重量），模板胀模等原因引起的超灌系数取1.05；
②侧模重量为20.4KN/双侧延米；
③内模65Kg/平方米；内模支撑10.3kg/平米
④前侧端模按照90kg/平方米，后侧端模重量为29.88KN，前侧端模板重量为12.303KN；
⑤木模板容重取800kg/方，底模3.1KN/米；
⑥施工机具及人群荷载取2.5KN/平米；
⑦风荷载取300pa（根据全国基本风压分布图）。
图3纵向荷载分配计算图(单位：KN)
3.2荷载分配
计算荷载结合实际，梁体两侧模板、内模、底模板沿纵向（线路方向）均匀分布，前后端模纵向按集中荷载分布，混凝土荷载按照梁体截面面积线性分布；将托架以上的梁体、模板及支架、施工机具及人群荷载按照5跨超静定连续梁分配到作用支点，计算反力如图3所示：
将纵向各支点反力，进行横向分布。梁体混凝土、及端模板按照梁体截面的竖直高度线性分布，其它荷载按照作用范围均匀分布，分析各支点纵向分配梁处的反力。
横向分配梁最大变形值δmax/3.5m=3.98mm/9372mm=0.169867691/400<1/400,满足要求。
3.4 销座锚固力计算
3.4.1托架下节点锚固力计算
每个锚固节点采用3根直径32mm的精轧螺纹钢筋施加预应力进行锚固，张拉力按下式计算：
其中： —安全系数，取 =1.5；
—混凝土与支点钢板的摩擦系数，取 =0.3；
—张拉力，(KN)；
计算出单根精扎螺纹钢张拉力不小于268.9KN，采用屈服强度不小于785Mpa的精扎螺纹钢，锚下控制应力700Mpa，单根张拉力为562KN，满足要求！
3.4.2托架上节点锚固力计算
张拉力按下式计算：
其中： ——安全系数，取 =1.5；
——混凝土与支点钢板的摩擦系数，取 =0.3；
——张拉力，(KN)；
计算出单根精扎螺纹钢张拉力不小于419.3KN，采用屈服强度不小于785Mpa的精扎螺纹钢，锚下控制应力700Mpa，单根张拉力为562KN，满足要求。为提高锚板与混凝土的摩擦系数，在钢板后焊接U型钢筋，并设置抗滑锚板。
四方案可行性分析
高墩连续梁直线段三角托架施工方案的可行性分析，主要考虑直线段混凝土、模板及支架等产生的荷载通过三角托架传递到墩柱上，托架系统偏心荷载对墩柱产生的附加弯矩，对墩柱的影响。通过理论计算，验证墩柱产生的混凝土应力、应变是否超过允许值。否则直线段施工时候需在另外一侧设置托架进行配重。
以较高的6#墩为例，暂不考虑钢筋，根据3.3计算出的托架支座反力，利用迈达斯FEA进行建模，计算结果如下：
由上述计算结果可知，直线段荷载对6号墩柱产生的最大竖向拉应力为0.783mpa，小于允许抗拉应力（C30混凝土［σ］=1.75mpa），满足要求。
四托架预压
为了消除托架的非弹性变形，确定弹性变形，得到实际的施工预留拱度，保证成桥后线型；检验托架的承载能力。根据施工技术规范要求，必须对托架进行加载预压，加载预压最大荷载是设计荷载（包括施工荷载）的1.1倍进行，采用堆载砂袋的方法对支架进行分级预压，加载时按照60%、100%、110%预压荷载分三级加载，并观测其变形和沉降。压重吊装设备采用墩旁TR80型塔吊进行。
压重顺序应按照混凝土的浇筑顺序进行，先浇筑混凝土的部位先压重，后浇筑混凝土的部位后压重，根据箱梁截面的变化特点及混凝土浇筑顺序，压重的顺序应为：
①先压托架端部侧，再依次向墩身的位置加载。
②全部重量达到50%时对支架、底模、支架等处的观测点进行标高和平面位置坐标测量，并详细作好记录。每2个小时观测一次，相邻两次观测沉降量差值不超过2mm，进行下一级加载。
③继续按上一步的步骤进行压重，待压至总重量的100%时继续对观测点进行测量并详细作好记录。每2个小时观测一次，相邻两次观测沉降量差值不超过2mm，进行下一级加载。
④压重至总重量的110%时停止压重并持续48小时。在这期间对托架、底模、支架等处的观测点进行连续观测(共观测8次，分别在预压后1h、2h、4h、8h、16h、24h、36h、48h进行)，作好详细记录，沉降稳定后，经监理工程师同意后，方可进行卸载。
支架的变形及地基沉降量主要考虑以下因素：
δ=δ1+δ2+δ3+δ4
δ1——箱梁设计预拱度值；
δ2——托架弹性压缩量；
δ3——托架结构与方木、方木与模板之间的非弹性变形值；
δ4——支架连接变形；
通过预压施工，可以消除δ3、δ4的影响，则在底模安装时，其预拱度的设置按Δ=δ1+δ2计算。
五 结语
通过对连续梁直线段施工阶段荷载作用下连续梁0#块托架的受力分析，0#块托架可用于连续梁直线段的施工，节约了施工成本，在高墩连续梁施工中可以推广。在后续的连续施工中0#块托架的设计可兼顾考虑连续梁直线段及边跨合拢段施工，使得托架结构受力更加合理，结构更加安全。
参考文献
[1]周水兴.《路桥施工计算手册》.北京：人民教育出版社，2001。
[2]雷俊卿.《桥梁悬臂施工与设计》.北京：人民教育出版社.2000。
[3]褚宏艳.成果与应用.重载铁路高墩连续梁边跨直线段托架设计与施工技术,1672-3953(2013)S1-0115-004。
作者简介：
胡德智：年龄：37岁 性别：男 出生年月：1981.3.8 籍贯：四川邻水
职称：工程师 学历：大学本科
论文作者:胡德智
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/11
标签：托架论文; 荷载论文; 线段论文; 混凝土论文; 预压论文; 锚固论文; 螺纹钢论文; 《基层建设》2019年第3期论文;