摘要：三门峡甘棠路跨青龙涧河大桥主桥为（47+76+47）m变高度预应力混凝土悬臂浇筑连续箱梁桥，箱梁采用单箱四室箱形截面，T构主梁采用挂篮悬臂浇筑施工。本桥主墩位于河道内，0#块长9.5m，结合本桥的地址地形情况，对0#块提出了落地式满堂支架和落地式钢立柱两种施工方案，并从适用性、安全性、经济性等方面对两种方案进行综合比选。为悬浇梁0#块支架的设计和方案选取提供了经验。
关键词：0号块；荷载；落地式满堂支架；落地式钢立柱；成本测算；方案比选
1.工程概况
三门峡甘棠路跨青龙涧河大桥主桥为（47+76+47）m变高度预应力混凝土悬臂浇筑连续箱梁桥。箱梁采用单箱四室箱形截面。顶板宽度为32m，箱梁中支点梁高4.2m，跨中及边支点梁高2.1m。0号块箱梁底板厚度为1.2m，各梁段底板厚从临近0号块处根部至悬浇段结束处由65cm变化到30cm；其间按1.8次抛物线变化，跨中合拢段及边跨现浇段为30cm；箱梁顶板厚度0号块为50cm，其余为30cm；箱梁腹板厚度0号块为100cm，1-7号块为60cm，8-9号块为60--45cm，其余梁段为45cm。主梁悬臂长度为350cm，翼缘外侧厚20cm，根部为70cm。边跨现浇段处设置宽度为2.5m的端横梁，在主墩墩顶设置两道厚1.5m的横隔板。0号块长9.5m，墩身高度约9m。
2.0号块荷载计算
本工程0号块长9.5米，墩身为门式墩，墩顶盖梁宽度为3米，墩顶宽度范围内0号块荷载可计为全部由墩身承担，墩身每侧悬挑长度为3.25米。本方案支架主要用于支撑0号块悬挑部分的荷载。悬挑部分紧挨墩身段75cm长度内（A区段）的截面图如下图图1所示，悬挑段其他部分（B区段）截面图如下图图2所示。
图4（B区段沿横断面方向混凝土自重荷载）
其他荷载计算：取模板均布荷载：3KN/m2；施工人员、机具等均布活动荷载：4KN/m2；混凝土冲击及振捣时的荷载：3KN/m2。
3.方案制定与比选
3.1 拟选用方案
施工前对0#块提出了落地式满堂支架和落地式钢立柱两种施工方案。现对此两种方案进行安全经济性分析。
3.2落地式满堂支架方案
3.2.1 具体方案描述
顺桥向搭设满堂支架，桥墩顺桥向大小里程两侧各布置两个支架，支架采用WDJ系列碗扣式脚手架。脚手架纵向布距底腹板下全部采用30cm，翼缘板下采用90cm，横向布距全部采用60cm，横杆竖向布距（层高）全部采用120cm，顶、底托采用可调托撑、托座。支架搭设范围地面（外延150cm）浇筑20cm厚C20混凝土，河内基底填筑2米厚片石挤淤，片石上铺筑10cm厚碎石压实，碎石上方填筑1米厚粘土并压实，压实度不小于95%，然后做地基承载力试验不得低于150MPa。
3.2.2 支架承载力验算
底腹板下支架间距为纵向30cm，横向60cm。
则底腹板下立杆轴力N=（（0.109+0.003）*1.2+（0.004+0.003）*1.4）*300*600=25956N；
翼缘板下立杆间距为纵向90cm，横向60cm。
则翼缘板下立杆轴力N=（（0.018+0.003）*1.2+（0.004+0.003）*1.4）*600*900=18900N；
不考虑风荷载，立杆计算长度=2*1200=2400mm
?48*3.5mm碗扣架：A=4.893，，
则=2400/15.78=152
查表得其稳定系数=0.301，
则立杆承载力=0.301*489.3*205=30192N>=25956N，满足要求。
3.3 落地式钢立柱方案
3.3.1 具体方案描述
主墩墩高约9m，0#块顺桥向伸出墩身范围3.25m，伸出承台1.4m，根据墩身高及现场情况，采用落地式钢立柱支架施工0#块，将竖向荷载传递到承台上。桥墩每侧采用?600*10mm钢管支柱5根，底端支撑于承台上，上端支撑于箱梁腹板重心附近位置；纵向主梁每支柱顶采用I56c双拼工字钢，一端与盖梁锚固钢板焊接，另一端搁置在钢管支柱上，横向分配梁采用I40c工字钢，间距在A区段为30cm，B区段为60cm。为调整梁底线型和拆模落架方便，在横梁上部焊接50*100*5mm方钢托架，方钢托架下焊接方钢调节块以调节箱梁底部纵坡，方钢底托梁间距为60cm一道，腹板下加密至30cm一道。0#块支架设计图见右下图。
根据结构力学器计算可知：Mmax＝-178.5KN*m；Vmax＝156.5KN
抗弯强度验算： =150<190，满足要求。
抗剪强度验算： =156500*711200/238500000*14.5=32.2<110，满足要求。
（2）双拼I56c工字钢纵梁验算
取中间位置受力最大的一道工字钢进行验算：
A区段：
B区段：
荷载效应组合后用结构力学求解器建模如下图：
双拼I56c工字钢横梁受力模型如下：
1号点支座反力为65.4KN，2号点支座反力为1915.4KN。
根据结构力学器计算可知：Mmax＝-800.4KN*m；Vmax＝-1034.6KN；
抗弯强度验算： =156.8<190，满足要求。
抗剪强度验算： =1034600*2*1525600/2*714400000*2*16.5=66.95
<110，满足要求。
（3）钢立柱验算
钢立柱所受轴力为1915.4KN，钢立柱采用?600*10mm钢管柱，其力学性能为：
Ix＝80675.3cm4、截面面积A=185.354cm2，，立柱长度为8.5m。
根据长细比： =5.95m； =5.95/0.20793=28.5
查表得其稳定系数0.965；
钢管柱承载力=1915.4*103/0.965*185.354*102=107.1MPa>210MPa；满足要求。
3.3.3 落地式钢立柱方案预算成本
按照落地式钢立柱型钢数量及现行市场材料单价、劳务单价和周转料租赁单价对落地式钢立柱成本测算如下所示：
3.4综合比选
从安全性、经济性、工期等方面对两种方案进行综合评选。
①落地式满堂支架方案。满堂支架施工技术成熟，工人搭设娴熟，支架搭设进度较快。但由于本工程0号块位于河道内，满堂支架基础处理比较麻烦，根据上述方案预算成本比较可知基础处理费用较高，且如果在汛期施工容易冲垮支架，造成支架坍塌事故，造成不必要的经济损失和人员伤亡。
②落地式钢立柱方案。落地式钢立柱施工技术也比较成熟，且钢立柱直接立在承台上，不需要对基础进行处理，从经济性上比较优于满堂支架，同时在汛期也不易被河水冲垮。但钢立柱安拆工作危险性较大，长大钢构件吊装易发生物体打击事故。
通过对两个方案的安全性、经济性、工期进行比较，落地式钢立柱方案从上述成本对比可知其经济性上优于落地式满堂支架方案。从安全性上比较，落地式钢立柱方案在汛期发生重大坍塌事故的概率远小于满堂支架方案，且钢立柱安拆工作易发生的物体打击事故也完全可以通过项目管控降低到极低的概率，故从安全性上比较落地式钢立柱方案也优于落地式满堂支架方案。从工期上比较，落地式满堂支架容易安拆，进度较快。综合比选后，该桥0号块选择落地式钢立柱方案进行施工。
4.结束语
三门峡甘棠路跨青龙涧河大桥受涧河河道影响，针对该桥桥墩较低，可利用承台作为钢立柱基础的特点，通过对满堂支架和落地式钢立柱支架方案的比选，采用了落地式钢立柱支架方案，该方案适用性较强、安全性高、经济性好，在保证工程安全顺利施工的前提下节约了成本。目前，该桥已顺利完成了0号块施工，支架落架后梁段各项技术指标均满足设计要求，取得了良好的经济效益，可为该类型结构施工提供借鉴。
参考文献：
[1]钢结构设计原理 [M].郑州：郑州大学出版社，2007.5
[2]荷载与结构设计方法 [M].北京：高等教育出版社，2003.8
[3]JGJ 166-2016 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范 [S]
论文作者:刘自舟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/23
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