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摘要：文章结合工程实例，在预应力混凝土现浇连续箱梁施工支架方案的设计上结合地质条件的变化及外部条件限制采用的支架施工方案予以简要介绍，并对该支架各关键构件进行了结构验算，结果表明：该支架各构件设计满足规范要求，能够保障工程的顺利进行，其施工经验可为同类工程提供参考借鉴。
关键词：桥梁；预应力；混凝土现浇连续箱梁；支架设计；组合支架验算
0 引言
随着我国经济和科技的不断发展，桥梁和道路施工中，预应力混凝土现浇连续箱梁施工技术的应用越来越广泛，一批形式多样、跨径大、构造复杂、外形美观的连续桥梁不断涌现出来，不断推动着预应力混凝土现浇连续箱梁的施工技术向前发展，进而积累了大量丰富的工程施工经验。下面，文章对某匝道桥变曲面现浇箱梁组合支架设计及验算进行介绍总结。
1 工程概况
某匝道桥采用平纵线形设计，13#～17#墩处为预应力混凝土现浇连续箱梁，从该处由一个匝道变为两个匝道，为变曲面现浇箱梁，具体桥型布置如下页图1所示。
图1 某匝道桥变曲面现浇段桥型布置图
2 现浇支架设计
该匝道现浇段由一个匝道变为两个匝道，桥面较宽，且基础位于河道上，地基较软弱，墩柱高度在19.75～29.8m之间，桥型较复杂。若全部采用钢管桩基础，由于地质较差，钢管桩入土深度要求较深，施工成本高。为降低施工安全风险和避免大量钢管桩施工，拟采用抱箍＋钢管桩贝雷片＋满堂支架的施工工艺。
（1）在圆柱墩中系梁上放置双抱箍，抱箍之间用φ500mm的钢管桩进行连接，抱箍上放置双拼Ⅰ63#工字钢做作横梁；
（2）双拼Ⅰ63#工字钢横梁悬臂较长部分用双拼[14a槽钢（背对背）作支撑，支撑在下抱箍上，并在型钢连接部位焊接耳朵，用插销固定；
（3）墩柱跨中搭设间距为3m的双排钢管桩，桩顶采用双拼Ⅰ40a工字钢作横梁；
（4）横梁上方铺设贝雷梁，并用间距为0.6mⅠ12a工钢作分配梁，上方搭设5.5m高的碗扣式满堂支架。
组合支架布置图如图2～3所示。
图3 现浇段组合支架平面布置图
3 组合支架验算
近年来，全国各地在城市高架施工过程中屡次出现支架垮塌事故，分析原因，不少是因为方案出现错误而导致的，为验证组合架的可行性，需对支架关键构件进行以下验算：组合支架建模验算，双排钢管桩验算，抱箍和螺栓强度验算，中系梁承载力验算。满堂支架验算本文不予介绍。
3.1 组合支架建模验算
该变曲面现浇段为一整联，长86.4m。由于现浇段较长，需分跨分层进行混凝土浇筑，故分跨建模进行验算。该现浇段13#～14#墩之间桥型最复杂，取该跨进行验算。
（1）箱梁自重
经计算，该跨箱梁体积为288m3，钢筋混凝土容重按26kN/m3计算，则箱梁重量为：G1＝288×26＝7488kN。
（2）满堂支架及模板荷载
经计算，满堂支架自重取75kg/m2，箱梁内模板及底模模板系统自重取40kg/m2，则满堂支架及模板荷载重量为：
G2＝（75＋40）×20.8×21＝50232kg＝502.3kN。
（3）施工荷载
由于施工面积大，施工人员、机具、材料及其它临时荷载＋振捣荷载按2.5kN/m2计算，则施工荷载为：
G3＝2.5×20.8×21＝1 092kN。
（4）支架自重
支架自重G4由Midas软件自行计算。
（5）荷载组合
G＝1.2G1＋1.2G2＋1.2G4＋1.4G3。
建立Midas模型，如图4所示，将所有荷载按梁单元荷载加载到分配梁上，模拟变曲线荷载，如图5所示。
图5 分配梁梁单元荷载示意图
通过建模验算，支架内力均满足要求，抱箍承受的最大支点反力为：1065.3kN，钢管桩承受的最大支点反力为：630.5kN。
3.2 双排钢管桩验算
3.2.1 钢管桩入土深度验算
钢管桩采用φ500mm、壁厚为8mm的钢管。根据现浇段所处地质情况，粉质黏土底层标高为：12.5m；强风化互层状粉细砂岩页岩底层标高为：－7.5m；13#～14#墩跨中地面线标高为：16.870m。
由公路桥涵地基与基础设计规范，假设钢管桩入土深度为11.5m，由公式（1）：
乘以0.7的安全系数，则：R＝0.7 Ra＝657.293kN＞630.5kN。
式中：Ra——单桩轴向受压承载力容许值；
u——桩身周长；
n——土的层数，值为2；
li——局部冲刷线以下各土层的厚度；
qik——与li对应的各土层与桩侧摩阻力标准值，q1k＝40kPa、q2k＝140kPa；
qrk——桩端处土的承载力标准值，为600kPa；
αi、αr——分别为振动沉桩对各土层桩侧摩阻力和桩端承载力的影响系数，α1＝0.7、α2＝1、αr＝1。
故当钢管桩入土深入达11.5m时，钢管桩承载力满足要求。
3.2.2 钢管桩稳定性验算
钢管桩从地面线到桩顶的高度为17.6m，由于钢管桩搭设高度较高，钢管桩的稳定性必须满足规范要求，故该组合支架在跨中设置双排钢管桩，其稳定性验算根据《建筑施工临时支撑结构技术规范》，不组合风荷载时：
图6 钢管桩Midas模型图
临界荷载：Pcr＝2801kN；
图8 双拼63号工钢悬臂部分处理示意图
5 结束语
总的来说，为了很好地保证连续箱梁质量以及有效地降低工程施工的成本，针对现浇箱梁工程的具体情况，选用合理的施工方法或者施工技术是尤为重要的。支架施工作为现浇箱梁施工的重中之重，要结合实际地形条件采取正确的施工方案并做好施工中的控制，提高施工人员的技术水平和质量意识，规范各个施工细节，箱梁施工才能实现安全经济高效。在本工程中，基于施工实际情况的支架设计方案，通过采用双抱箍，使贝雷梁高度在一个平面上，进而更好地处理双拼Ⅰ63#工字钢悬臂部分；通过采用双排钢管桩，有效保证了钢管桩的稳定性，分摊了各钢管桩的竖向力，减小了钢管桩入土深度；通过采用组合支架进行施工，虽然施工难度有所提高，但能充分利用了抱箍及钢管桩的优势，保障了支架的整体稳定性，节约了施工成本，取得了较好的综合效益。其施工经验对类似工程的施工具有一定的参考价值。
参考文献：
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[2]钟房修.现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术[J].城市建设理论研究：电子版，2012（29）
[3]李欢节.浅谈现浇变截面预应力混凝土连续箱梁施工技术[J].黑龙江交通科技，2016，39（7）：72-73
论文作者:麦其勇
论文发表刊物:《北方建筑》2016年11月第33期
论文发表时间:2017/1/10
标签：支架论文; 钢管论文; 荷载论文; 组合论文; 现浇论文; 匝道论文; 预应力论文; 《北方建筑》2016年11月第33期论文;