宽幅箱梁现浇支架设计与施工

宽幅箱梁现浇支架设计与施工

摘要：广东佛山甘竹溪特大桥为独塔宽幅预应力混凝土斜拉桥，主跨210米，边跨165米。以该桥边跨现浇段施工为背景，介绍了宽幅箱梁现浇支架设计及施工，能为同类型现浇箱梁支架设计及施工提供有益参考。

关键词：宽幅箱梁；现浇支架；设计及施工

Abstract: Guangdong foshan GanZhu creek big bridge for single tower and wide prestressed concrete cable-stayed bridge, a main 210 meters, the side with 165 m. The bridge cross cast-in-site segments construction as the background, this paper introduces a wide box girder cast-in-situ bracket design and construction, for the same type of stent cast-in-site box girder design and construction reference.

Key Words: wide box girder; cast-in-situ stents; design and construction

1. 概述

甘竹溪特大桥主桥采用扁平箱型预应力混凝土主梁，单箱三室。箱梁中心线处梁高2.8米，中底板保持水平，边底板倾斜，顶板设2%对称横坡。边跨现浇箱梁长13.3米、宽38.7米，底板厚23cm，顶板厚26cm；设有2道横隔梁。横隔梁在中室处厚度为40cm；边室处，横梁厚度由40cm变化至箱梁横向端部处的60cm。边跨现浇段混凝土方量共559.2 m3。

施工现场距过渡墩约10m处为防洪河堤坡脚，施工时不得破坏河堤，从而加大了支架的设计难度，提高了施工要求。

2. 现浇支架设计

考虑现场材料储备、施工成本及场地，经方案组讨论决定边跨现浇支架采用预应力管桩加钢管贝雷架的形式。支架采用φ820mm钢管立柱设三排，每排6根，共18根。各钢管立柱间采用φ273mm钢管进行连接，以保证立柱的稳定性，接点位于立柱顶以下1m处。立柱顺桥向间距为4.5m，第二、三排钢管横桥向间距分别为8.5m、5.5m、9m，第一排钢管因靠近边墩，中间四根立柱分别支承在边墩承台上，其横桥向间距分别为9m、4.5m、10m。每排立柱上采用4拼I56作为承重梁；承重梁上设置21组贝雷梁，除风嘴及腹板处采用45#花窗，其余均采用102#花窗；贝雷梁上设置I25作为分布梁，间距75cm，其中横隔板及实心段采用双拼I25。分布梁与模板系统间设置三角木尖，便于支架拆除时下降模板用。

图 1 边跨现浇支架总体布置图（单位mm）

除支承在边墩承台上的四根钢管立柱外，其余立柱基础采用PHC300-70A预应力管桩加小承台形式，为避免管桩施工过程对河堤造成振动破坏，故选择静力压桩法进行施工。考虑到施工场地及静力压桩机的性能，河堤护坡脚处的基础形式为6根管桩加方形承台，其余基础形式为3根管桩加三角形承台。

图 2 支架基础平面布置图（单位mm）

3. 现浇支架计算

支架计算分为钢管贝雷架体计算及预应力管桩基础计算。先分析钢管贝雷架体受力情况，并得出钢管立柱反力值，然后根据立柱反力值计算确定单根预应力管桩承载力及有效桩长。

3.1 钢管贝雷架体计算

采用Midas有限元软件对支架进行整体模拟，确保支架受力稳定性。支架中所有构件均采用梁单元建立，其中4拼I56，2拼I25，均通过截面计算器计算后模拟真实受力截面。整体支架分层建立模型，分层构件间采用只受压的弹性连接模拟构件搭接情况。在分布梁上设置板单元，箱梁顶板，底板、风嘴、纵腹板及实心段荷载按平面压力荷载加载至对应板单元上，横隔梁荷载按连续梁单元荷载加载至其正下方的分布梁上。施工临时荷载按平面压力荷载均布加载至板单元上。模型建立如下：

图 3 现浇支架计算模型

结构强度及稳定性计算采用荷载组合为1.2自重+1.2临时荷载+1.4砼荷载，经分析计算结果如下。

分布梁，σmax=56.9MPa115.7/6=19.3t；三桩承台单桩容许承载力为32.4t>92.1/3=30.7t，故现浇支架基础承载力满足要求。

4. 现浇支架施工

4.1 预应力管桩及小承台施工

管桩的施打采用静力压桩机来实现，并以桩底设计标高及静压力值同时控制，其施工工艺分为定位、桩尖就位、对中、调直、压桩、接桩、送桩等。施打前根据施工图由专职人员分批放样，并在施工场地上标示出桩位，偏差不得大于20mm。对中时可根据桩心位置用白粉画出桩周轮廓圈以便对中。管桩伸入承台长度为10cm，压桩完成后，在桩身上标示出设计桩顶标高位置，利用专用切割

机切除桩头。管桩内采用细石混凝土填充，并在每个管孔内预埋3根16#螺纹钢筋，以作为管桩与承台的连接筋。

小承台采用直接开挖的方式施工，开挖至承台底标高10cm以下，然后采用砂浆进行封底，作为钢筋模板安装的支撑面。在砂浆面放出承台边线后安装承台钢筋和模板。承台与钢管立柱间采用地脚螺栓连接，钢筋模板安装好后，准确预埋地脚螺栓，并在模板内侧标示出承台面标高位置，即可进行承台混凝土的浇筑。

地脚螺栓预埋时应先与工装法兰盘配装好，确保地脚螺栓位置准确并垂直钢板面，然后按设计位置一起整体安装至承台钢筋上并固定。浇筑完成后取出法兰盘，进行抹面，以保证承台面的平整度。

4.2. 钢管贝雷架体搭设

现浇支架逐层进行安装，主要由25t汽车吊配合完成。安装流程为：安装临时操作平台→在小承台上安装立柱钢管→安装立柱钢管纵横联→安装4拼I56承重梁→安装贝雷梁→安装分布梁→安装底模→下道工序。操作平台采用水管支架塔设而成。钢管立柱安装时，要求保证垂直度，可用吊线及水平尺进行检查。每安装好一根立柱后，需及时安装与其它立柱间的纵横平联，以保证立柱在安装过程中的稳定性。钢管立柱安装完毕后，在其上拼装横桥向4I56承重梁，并在承重梁面标示出每组贝雷梁的位置。承重梁与钢管顶面紧密贴合并调平，若有虚位须用钢板垫实，并与钢管点焊固定。根据承重梁面的标示线将贝雷梁按组整体吊装就位，其与承重梁间采用卡槽进行横桥向约束，若接触面存在虚位，也必须采用薄钢板进行垫实，以保证良好受力。单拼分布梁与贝雷梁采用骑马螺栓进行固定。

5. 结语

静力压桩具有无振动、低噪音等优点，压桩过程中若遇夹砂层或停顿时间过长，会出现压桩阻力增大的现象，故施工时建议以设计桩底标高及静压力值双重标准来判断桩基承载力。钢管贝雷支架具有稳定性好，承载力大，沉降小等优点，搭设过程中安排专人严格按设计要求及规范要求对支架质量进行监控。边跨箱梁现浇段共分3次进行浇筑，每完成一次浇筑，均由测量人员对支架进行沉降观测，结果均满足设计要求，故甘竹溪特大桥宽幅箱梁边跨现浇支架方案安全可靠。

参考文献：

[1]JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范[S].北京：人民交通出版社，2007.

[3]GB 50017-2003 钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。