论文部分内容阅读
摘要：随着我国路桥建设的快速发展，预应力混凝土连续箱梁在我国桥梁工程施工中被广泛运用。经过多年实际经验的积累与发展，现阶段我国现浇连续箱梁主要的施工方法主要可分为支架法、悬臂浇筑法和移动模架法三类，其他还有顶推法、转体施工法、逐孔现浇法等，而现浇箱梁的少支架法得到越来越多的关注，本文结合工程实例，对桥梁少支架施工受力进行了系统的分析，根据构件的受力特点，逐一计算其在相应荷载的作用下，构件所承受的内力并判断其是否满足施工要求，有一定参考价值。
关键词：0#块；少支架；受力；荷载；强度；挠度
一、0#块现浇段结构形式概况：
九圩港大桥主桥0#块现浇为单箱单室截面。单箱底宽6.75m，两侧悬臂梁长3.075m，单箱桥面顶宽12.9m，梁中心高度4.60m。箱梁顶面设置单向2%横坡，通过箱梁内外侧腹板高度调节。0#块长10.0m，混凝土数量为188.9m3，总重491.1t。
二、0#块支架施工方案概述
根据九圩港大桥施工图纸的主墩高度、承台的结构尺寸和现场土质情况，并结合和悬浇挂篮的施工方案和现场材料及考虑施工安全等因素。因主墩承台的宽度仅为6.4米，而0#块长10.0米，其两侧悬出承台1.8米。其0#块现浇支架拟采用“钢管组成的膺架”施工方案。其优点：1、此支架前后支点均支撑在主墩承台上，其沉降量小；2、支架高度较高，少支点支架施工速度快且整体稳定性强；3、根据悬浇挂篮施工方案，0#块后横梁、底模系统及侧模等构件均作为悬浇挂篮构件，为挂篮的拼装节约了时间。综上优点，0#块支架方案采用少支点“钢管组成的膺架”施工方案。
三、0#块支架方案设计及计算
1、支架结构
墩身悬出部分底模采用定型钢模，采用I28b工字钢作纵梁，采用双拼贝雷片和双拼[40b型槽钢作前、后下横梁，φ325*8mm钢管作为支撑柱，支撑柱下设垫梁固定于主墩承台上，支撑柱间及与墩身联接。墩身部分底模采用沿墩顶四周采用砖砌内填干燥黄砂，其上铺设竹胶板组成。侧模采用挂篮片架式整体钢模。（如下图）
2、荷载计算
0#块现浇的中横隔板的自重由墩身承担，墩身两侧外伸部分的箱梁自重由支架承担。
（1）、箱梁砼自重：混凝土按2.6T/m3计。
a、横隔板砼重：Q1=（4.6*6.75-3.14*0.82/4-0.8*0.8）*2.4*2.6=71.78*2.6=186.62t；
b、翼板砼重：Q2=[（0.18+0.4）*1.875+（0.4+0.65）*1.2]*10*2.6=23.475*2.6=61.04t（两侧翼板）；
c、腹板砼重：Q3=0.65*[（4.262+4.6）/2]*（10-2.4）*2*2.6=43.78*2.6=113.82t（4个腹板重）；
d、顶+底板重：Q4=（491.1-186.62-61.04-113.82）=129.62t（两侧底板重）；
（2）、模板荷载：内模、底模按750N/m2计；
（3）、施工荷载取1.5Kpa，振捣砼产生的荷载取2.0Kpa。
3、纵梁受力计算
腹板纵梁采用3根I28b型工字钢，底板布置6根I28b型工字钢，共12根工字钢组成底板纵梁承担顶、底及腹砼的重量。
I28b的参数：I=7480cm4 Wx=534.3cm3 A=61.05cm2 G=47.9Kg/m。
3.1、腹板纵梁受力计算
a、荷载计算
砼自重：113.82t/（2*7.6）=7.488=74.88KN/m；
内模+底模自重：0.65*2*0.75=1.0KN/m；
纵梁自重：47.9*3/100=1.437KN/m；
施工等荷载：3.5*0.65=2.275KN/m；
则总荷载：q1=74.8+1+1.437+2.275=79.592KN/m，q2=2.437KN/m；3根纵梁承担此荷载。
计算图示如图：
计算结果如下：
强度验算：Mmax=86.88KN·m；
δmax= =54.2MPa<1.3[δ0w]=145Mpa；（满足施工规范要求）
挠度验算：fmax=1.5mm 3.2、底板纵梁受力计算
a、荷载计算
砼自重：129.62/（2*3.8）=17.055T/m=170.55KN/m；
内模+底模自重：（6.75-1.3）*1.5=8.175KN/m；
纵梁自重：47.9*6/100=2.874KN/m；
施工等荷载：3.5*（6.75-1.3）=19.075KN/m；
则总荷载：q1=200.18KN/m；q2=11.045KN/m，此荷载由6纵梁承担。
计算图示如图
计算结果如下：
强度验算：Mmax=210.95KN·m；
δmax= =65.8MPa<1.3[δ0w]=145Mpa；（满足施工规范要求）；
挠度验算：fmax=2.0mm 4、横梁受力计算
各荷载计算
翼板每延米砼自重：61.04/20=30.52KN/m；
翼板及侧模每延米自重量：（3.1+5.0）*0.75=6.075KN/m；
翼板每延米施工等荷载：3.5*3.1=10.85KN/m； 翼板下纵梁自重：2*47.9Kg/m=0.958KN/m；
总荷载：48.403KN/m；
翼板下纵梁传递给横梁的荷载按前后横梁中间跨径各承担1/2计算，侧模片架支撑腿受力按平均分配。
则：前横梁承担翼板计算荷载：48.403*3.4/2=82.28KN（两个纵梁）。
后横梁承担翼板计算荷载：48.403*（10-3.4）/2=159.73KN（两个纵梁）。
4.1、后横梁受力计算
后横梁采用2[36b槽钢。2[36b的参数：I=12650cm4 Wx=703cm3 A=68.1cm2 G=53.4Kg/m
荷载计算
后横梁受集中荷载：Q1=159.73/2=79.86KN，Q2=153.68KN，Q3=381.64/6=63.61KN及横梁自重均布荷载：q1=2*65.2/100=1.304KN/m。
后横梁从左至右受力荷载值为：
79.86、79.86、153.68、63.61、63.61、63.61、63.61、63.61、63.61、153.68、79.86、79.86（单位：KN）。
经过施工实践的检验，本方案完全满足施工需要。
目前，少支架法施工是桥梁工程施工中常用的一种施工工法，具有施工简单方便、安全、快速、节约成本、不影响河道通航，道路通行等优点。但施工过程中支架的受力分析尤为重要，只有准确的计算出各构件在施工过程中的受力状况，才能为我们选择合理的材料提供准确的信息，确保施工安全和质量。
参考文献：
[1]何培文 汪磊 刘海伦； 下承式钢管混凝土系杆拱桥少支架法施工技术；[J]；中国水运（下半月）；2012年06期
[2]赵宪良；浅析少支架法在桥梁工程施工中的应用；[J]；地球；2013年第2期
[3]《建筑施工手册》（第四版、缩影版）中国建筑工业出版社 ISBN7-112-05972-0
[4]《路桥施工计算手册》（周水兴、何兆益、周毅松等著）人民交通出版社 ISBN7-114-03855-0
[5]《桥梁施工百问》（刘吉土著）人民交通出版社
[6]国标GB/T 11263-2005《热轧H型钢和剖分T型钢国家标准》
[7]《简明施工计算手册》（江正荣、朱国梁编著）
关键词：0#块；少支架；受力；荷载；强度；挠度
一、0#块现浇段结构形式概况：
九圩港大桥主桥0#块现浇为单箱单室截面。单箱底宽6.75m，两侧悬臂梁长3.075m，单箱桥面顶宽12.9m，梁中心高度4.60m。箱梁顶面设置单向2%横坡，通过箱梁内外侧腹板高度调节。0#块长10.0m，混凝土数量为188.9m3，总重491.1t。
二、0#块支架施工方案概述
根据九圩港大桥施工图纸的主墩高度、承台的结构尺寸和现场土质情况，并结合和悬浇挂篮的施工方案和现场材料及考虑施工安全等因素。因主墩承台的宽度仅为6.4米，而0#块长10.0米，其两侧悬出承台1.8米。其0#块现浇支架拟采用“钢管组成的膺架”施工方案。其优点：1、此支架前后支点均支撑在主墩承台上，其沉降量小；2、支架高度较高，少支点支架施工速度快且整体稳定性强；3、根据悬浇挂篮施工方案，0#块后横梁、底模系统及侧模等构件均作为悬浇挂篮构件，为挂篮的拼装节约了时间。综上优点，0#块支架方案采用少支点“钢管组成的膺架”施工方案。
三、0#块支架方案设计及计算
1、支架结构
墩身悬出部分底模采用定型钢模，采用I28b工字钢作纵梁，采用双拼贝雷片和双拼[40b型槽钢作前、后下横梁，φ325*8mm钢管作为支撑柱，支撑柱下设垫梁固定于主墩承台上，支撑柱间及与墩身联接。墩身部分底模采用沿墩顶四周采用砖砌内填干燥黄砂，其上铺设竹胶板组成。侧模采用挂篮片架式整体钢模。（如下图）
2、荷载计算
0#块现浇的中横隔板的自重由墩身承担，墩身两侧外伸部分的箱梁自重由支架承担。
（1）、箱梁砼自重：混凝土按2.6T/m3计。
a、横隔板砼重：Q1=（4.6*6.75-3.14*0.82/4-0.8*0.8）*2.4*2.6=71.78*2.6=186.62t；
b、翼板砼重：Q2=[（0.18+0.4）*1.875+（0.4+0.65）*1.2]*10*2.6=23.475*2.6=61.04t（两侧翼板）；
c、腹板砼重：Q3=0.65*[（4.262+4.6）/2]*（10-2.4）*2*2.6=43.78*2.6=113.82t（4个腹板重）；
d、顶+底板重：Q4=（491.1-186.62-61.04-113.82）=129.62t（两侧底板重）；
（2）、模板荷载：内模、底模按750N/m2计；
（3）、施工荷载取1.5Kpa，振捣砼产生的荷载取2.0Kpa。
3、纵梁受力计算
腹板纵梁采用3根I28b型工字钢，底板布置6根I28b型工字钢，共12根工字钢组成底板纵梁承担顶、底及腹砼的重量。
I28b的参数：I=7480cm4 Wx=534.3cm3 A=61.05cm2 G=47.9Kg/m。
3.1、腹板纵梁受力计算
a、荷载计算
砼自重：113.82t/（2*7.6）=7.488=74.88KN/m；
内模+底模自重：0.65*2*0.75=1.0KN/m；
纵梁自重：47.9*3/100=1.437KN/m；
施工等荷载：3.5*0.65=2.275KN/m；
则总荷载：q1=74.8+1+1.437+2.275=79.592KN/m，q2=2.437KN/m；3根纵梁承担此荷载。
计算图示如图：
计算结果如下：
强度验算：Mmax=86.88KN·m；
δmax= =54.2MPa<1.3[δ0w]=145Mpa；（满足施工规范要求）
挠度验算：fmax=1.5mm
a、荷载计算
砼自重：129.62/（2*3.8）=17.055T/m=170.55KN/m；
内模+底模自重：（6.75-1.3）*1.5=8.175KN/m；
纵梁自重：47.9*6/100=2.874KN/m；
施工等荷载：3.5*（6.75-1.3）=19.075KN/m；
则总荷载：q1=200.18KN/m；q2=11.045KN/m，此荷载由6纵梁承担。
计算图示如图
计算结果如下：
强度验算：Mmax=210.95KN·m；
δmax= =65.8MPa<1.3[δ0w]=145Mpa；（满足施工规范要求）；
挠度验算：fmax=2.0mm
各荷载计算
翼板每延米砼自重：61.04/20=30.52KN/m；
翼板及侧模每延米自重量：（3.1+5.0）*0.75=6.075KN/m；
翼板每延米施工等荷载：3.5*3.1=10.85KN/m； 翼板下纵梁自重：2*47.9Kg/m=0.958KN/m；
总荷载：48.403KN/m；
翼板下纵梁传递给横梁的荷载按前后横梁中间跨径各承担1/2计算，侧模片架支撑腿受力按平均分配。
则：前横梁承担翼板计算荷载：48.403*3.4/2=82.28KN（两个纵梁）。
后横梁承担翼板计算荷载：48.403*（10-3.4）/2=159.73KN（两个纵梁）。
4.1、后横梁受力计算
后横梁采用2[36b槽钢。2[36b的参数：I=12650cm4 Wx=703cm3 A=68.1cm2 G=53.4Kg/m
荷载计算
后横梁受集中荷载：Q1=159.73/2=79.86KN，Q2=153.68KN，Q3=381.64/6=63.61KN及横梁自重均布荷载：q1=2*65.2/100=1.304KN/m。
后横梁从左至右受力荷载值为：
79.86、79.86、153.68、63.61、63.61、63.61、63.61、63.61、63.61、153.68、79.86、79.86（单位：KN）。
经过施工实践的检验，本方案完全满足施工需要。
目前，少支架法施工是桥梁工程施工中常用的一种施工工法，具有施工简单方便、安全、快速、节约成本、不影响河道通航，道路通行等优点。但施工过程中支架的受力分析尤为重要，只有准确的计算出各构件在施工过程中的受力状况，才能为我们选择合理的材料提供准确的信息，确保施工安全和质量。
参考文献：
[1]何培文 汪磊 刘海伦； 下承式钢管混凝土系杆拱桥少支架法施工技术；[J]；中国水运（下半月）；2012年06期
[2]赵宪良；浅析少支架法在桥梁工程施工中的应用；[J]；地球；2013年第2期
[3]《建筑施工手册》（第四版、缩影版）中国建筑工业出版社 ISBN7-112-05972-0
[4]《路桥施工计算手册》（周水兴、何兆益、周毅松等著）人民交通出版社 ISBN7-114-03855-0
[5]《桥梁施工百问》（刘吉土著）人民交通出版社
[6]国标GB/T 11263-2005《热轧H型钢和剖分T型钢国家标准》
[7]《简明施工计算手册》（江正荣、朱国梁编著）