（中铁十五局集团第四工程有限公司，河南郑州450000）
摘要：泗许高速公路跨S303省道分离式立交桥，主跨跨S303省道为现浇箱梁结构，该桥与S303省道在K132+185m处成40°角交叉并上跨S303省道，为保证施工期间S303过往车辆能够正常通行，确定在S303省道上方搭设门洞支架。根据门洞支架的设计、计算及施工过程，本人总结了一定的跨路门洞施工技术经验。
关键词：跨路；门洞；施工技术
前言
泗许高速公路跨S303省道分离式立交桥，双幅共42跨，全线路桥长654.5m，左幅孔跨布置为4×30+5×30+（2×40+27）+4×30+5×30，右幅孔跨布置为5×30+3×30+（19+28+3×40）+4×30+4×30，其中主跨跨S303省道的左幅三跨为一联长107m，右幅五跨为一联长107m为现浇箱梁结构，其他30m跨均为预制箱梁结构。
本桥与S303省道在K132+185m处成40°角交叉并上跨S303省道，为保证施工期间S303过往车辆能够正常通行，确定在S303省道的K132+170m～K132+200m之间搭设门洞支架。
1现场调查及方案确定
根据实际勘测现有S303省道路面高程31.923m，跨S303省道上方新建桥梁梁底高程37.205m，得出跨路最小净空高度为5.282m。为保证大桥施工期间S303省道东西方向车辆畅通，施工中，在S303省道上方采取门洞支架施工。门洞布置型式为4.6×4m，减去0.8m混凝土防撞基础宽度，实际门洞净宽布置为3.8m（机非混合车道）+3.8m（机动车道）×2+3.8m（机非混合车道），保证车辆行人通行。考虑施工支架占有高度，门洞限高为4.5m。
2跨S303省道门洞支架计算
2.1门洞支架布置
门洞基础采用1.2（高）×0.8（宽）m钢筋混凝土条形基础，立柱采用Φ630钢管桩支立于钢筋混凝土条形基础上，钢管桩间距为2.0m；钢管桩上部顺S303省道方向设置双I40a工字钢作为钢管桩横向连接系梁，双I40a工字钢上部设置顺桥向I40a工字钢作为跨路承载主梁，I40a工字钢在腹板下方间距为0.2m，在一般底板及翼缘板下方间距均为0.6m；I40a工字钢上部设置[10槽钢作为分配梁，[10槽钢间距为0.6m；[10槽钢上再布设纵、横向方木及安装模板。
箱梁底模、侧模和内膜均采用δ=18mm的竹胶板。竹胶板容许应力[σ0]=70MPa，弹性模量E=9×103MPa。
纵横向方木采用A-1东北落叶松，顺纹弯矩为14.5MPa，纵向方木截面尺寸为10×15cm横向方木截面尺寸为10×10cm。截面参数和材料力学性能指标：
W=bh2/6=100×1502/6=3.75×105mm3
I=bh3/12=100×1503/12=2.81×107mm4
W=bh2/6=100×1002/6=1.67×105mm3
I=bh3/12=100×1003/12=8.33×106mm4
考虑到现场材料不同批，为安全起见，方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）中的A-3类木材，顺纹弯矩为12.0 MPa，并按湿材乘0.9的折减系数取值，则[σ0]＝12×0.9＝10.8MPa，E=9×103×0.9=8.1×103MPa，容重6KN/m3。
纵横向方木布置：纵向方木间距一般为90cm，在腹板和端、中横隔梁下为60cm，翼缘板下为120cm。横向方木间距一般为30cm，在腹板和端、中横隔梁下为20cm。
2.2荷载计算
（1）钢筋砼容重按26kN/m3计算，则
腹板和端、中横梁为：26×2.3=59.8KPa
一般箱梁（底板厚度30cm，顶板厚度25cm）： 26×（0.3+0.25）=14.3KPa
翼缘板根部厚度50cm：26×0.5=13KPa
（2）模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的2%计，则：
腹板和端、中横梁为：59.8×0.02=1.196KPa
一般箱梁为：14.3×0.02=0.286KPa
翼缘板根部为：13×0.02=0.26KPa
（3）施工人员、施工料具堆放、运输荷载：2.5KPa
（4）倾倒混凝土时产生的冲击荷载：2.0KPa
（5）振捣混凝土产生的荷载：2.0KPa
荷载组合
计算强度：q=1.2×（①+②)+1.4×(③+④+⑤）
计算刚度：q=1.2×（①+②）
2.3模板及方木验算
（1）腹板和端、中横隔梁（2.3m厚）下方模板及方木验算
a.底模检算
底模采用δ＝18mm的竹胶板,直接搁置于间距L=20cm的10×10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度（1.0m）板宽进行计算，由于方木宽度较大、间距较小，方木间净间距为10cm，所以计算跨度为10cm。
荷载组合：
q=1.2×（59.8+1.196）+1.4×（2.0+2.0+2.5）=82.3KN/m
竹胶板（δ＝15mm）截面参数及材料力学性能指标：
W=bh2/6=1000×182/6=5.4×104mm3
I=bh3/12=1000×183/12=4.86×105mm3
承载力检算：
强度：
Mmax＝ql2/10＝82.3×0.22/10＝0.33KN?m
σmax＝Mmax /W＝0.33×106/5.4×104＝6.1MPa＜[σ0]= 70MPa 合格
刚度：
荷载：q=1.2×（59.8+1.196）=73.2KN/m
f＝5ql4/（384EI）＝5×73.2×1004/（384×9×103×4.86×105）＝
0.02mm＜[f0]＝100/400＝0.25mm 合格
b.横向方木检算
横向方木搁置于间距60cm的纵向方木上,横向方木规格为100mm×100mm，横向方木按连续梁考虑，计算跨径为60cm。
荷载组合：
q1=[1.2×（59.8+1.196）+1.4×（2.0+2.0+2.5）]×0.20=16.46KN/m
承载力计算：
强度：
Mmax=q1l2/10=16.46×0.62/10=0.59KN?m
σmax=Mmax/W=0.59×106/1.67×105=3.53MPa＜[σ0]=10.8MPa 合格
刚度：
荷载：q=1.2×（59.8+1.196）× 0.2=14.64KN/m
f=5ql4/(384EI)=5×14.64×6004/(384×8.1×103×8.33×106)=0.37mm＜[f0] =600/400=1.5mm 合格
c.纵向方木检算
纵向方木规格为10×15cm，腹板和端、中横隔梁下立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。
荷载组合：
横向方木所传递给纵向方木的集中力为：
箱底：P=16.46×0.6=9.88KN
承载力计算：
力学模式：
强度：
以最不利情况进行分析，按最大正应力布载模式计算：
支座反力 R=9.88×3/2=14.82KN
最大跨中弯距Mmax=14.82×0.3-9.88×0.2=2.47KN.m
σmax=Mmax /W=2.47×106/3.75× 105=6.59MPa＜[σ0]=10.8MPa 合格
刚度：
按最大正应力布载模式计算：
集中荷载：P=1.2×（59.8+1.196）×0.2×0.6=8.8KN
F=Pl3/（48EI）+2Pb（l2- b2）3/2/（9√3EIl）
=8.8×103×6003/（48×8.1×103×2.81×107）+2×8.8×103×100×（6002- 1002）3/2/（9√3×8.1×103×2.81×107×600） =0.35mm＜[f0]=600/400=1.5mm 合格
按最大支座反力布载模式计算：
集中荷载：P=1.2×（59.8+1.196）×0.2×0.6=8.8KN
支座反力：R=8.8×4/2=17.6KN
F=2Pb（l2- b2）3/2/ （9√3EIl）
=2×8.8×103×200×（6002- 2002）3/2/（9√3×8.1×103×2.81×107×600） =0.30mm＜[f0]=600/400=1.5mm 合格
（2）一般箱梁底板下模板及方木验算
a.底模检算
底模采用δ＝18mm的竹胶板,直接搁置于间距L=30cm的10×10cm横向方木上，按连续梁考虑,取单位长度(1.0m)板宽进行计算，由于方木宽度较大、间距较小，方木间净间距为20cm，所以计算跨度为20cm。
荷载组合：
q=1.2×（14.3+0.286）+1.4×（2.0+2.0+2.5）=26.6KN/m
竹胶板（δ＝18mm）截面参数及材料力学性能指标：
W=bh2/6=1000×182/6=5.4×104mm3
I=bh3/12=1000×183/12=4.86×105mm3
承载力检算：
强度：Mmax＝ql2/10＝26.6×0.32/10＝0.24KN?m
σmax＝Mmax /W＝0.24×106/5.4×104＝4.4MPa＜[σ0]=70MPa 合格
刚度：
荷载：q=1.2×(14.3+0.286)=17.5KN/m
f＝5ql4/（384EI）＝5×17.5×2004/（384×9×103×4.86×105）＝0.08mm＜ [f0]＝200/400＝0.5mm 合格
b.横向方木检算
横向方木搁置于间距90cm的纵向方木上，横向方木规格为100mm×100mm，横向方木按连续梁考虑，计算跨径为90cm。
荷载组合：
q1=[1.2×（14.3+0.286）+1.4× （2.0+2.0+2.5）]×0.3=7.98KN/m
承载力计算：
强度：
Mmax=q1l2/10=7.98×0.92/10=0.65KN?m
σmax=Mmax/W=0.65×106/1.67×105=3.89MPa＜[σ0]=10.8MPa 合格
刚度：
荷载：q=1.2×（14.3+0.286）× 0.3=5.25KN/m
f=5ql4/（384EI）=5×5.25×9004/（384×8.1×103×8.33×106）=0.66mm＜[f0]=900/400=2.25mm 合格
c.纵向方木检算
纵向方木规格为10×15cm，一般箱梁底板下立杆纵向间距为60cm。纵向方木按简支梁考虑，计算跨径为60cm。
荷载组合：
横向方木所传递给纵向方木的集中力为：
箱底：P=7.98×0.9=7.18KN
承载力计算：
力学模式：
强度：
最大支座反力为：R=7.18×4/2=14.36KN
以最不利情况进行分析，按最大正应力布载模式计算：
支座反力：R=7.18×3/2=10.77KN
最大跨中弯距：Mmax=10.77×0.3-7.18×0.2=1.795KN.m
σmax=Mmax /W=1.795×106/3.75× 105=4.79MPa＜[σ0]=10.8MPa 合格
刚度：
以最不利情况进行分析，按最大正应力布载模式计算：
集中荷载：P=1.2×（14.3+0.286）×0.3×0.9=4.73KN
F=Pl3/（48EI）+2Pb（l2- b2）3/2/（9√3EIl）=4.73×103×6003/（48×8.1×103×2.81×107）+2×4.73×103×100×（6002- 1002）3/2/（9√3×8.1×103×2.81×107×600）=0.19mm＜[f0]=600/400=1.5mm 合格
3施工注意事项
（1）所有地基处理必须分层进行回填夯实，同时加强地基的排水措施。
（2）铺设纵、横向方木和竹胶板时要确保其连接牢固，另外将纵向方木和横向方木接触面平整,保证其密贴。横向方木顶面平整，保证竹胶板与其密贴。
（3）为确保门洞支架稳定，所有钢构件焊接必须牢固。
（4）门洞施工前需要对门洞位置及高度进行精确测量定位，以保证限高限宽要求。
4结语
（1）对于跨路门洞的施工必须有充分的现场调查资料，根据现场调查资料结合本工程的实际特点进行方案的比选，从而确定最终的优化方案。
（2）对于有限高限宽要求的跨路门洞施工，必须对其位置及高度进行精确测量定位，从而保证其限高限宽要求。
（3）对于钢构件的焊接位置必须仔细反复检查，从而保证焊接质量。
（4）所有跨路门洞设计时必须门洞支架的安装及拆除等施工工序，要把理论数据与现场实际相结合。
参考文献：
[1]JTJ041-2000公路桥梁施工技术规范[S]
[2]JTJF80/1-2004公路工程质量检验评定标准[S]
[3]刘鸿文．材料力学（第五版）[M]．北京：高等教育出版社，2011
论文作者:王东明
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月下
论文发表时间:2016/9/20
标签：方木论文; 门洞论文; 荷载论文; 省道论文; 横向论文; 间距论文; 纵向论文; 《建筑建材装饰》2015年12月下论文;