论文部分内容阅读
摘要:在现代高速公路施工中，连续箱梁施工技术已经得到广泛的使用，其施工工艺的重点主要是支架系统的稳定性。要保证高速公路安全施工、确保工程质量达到设计要求、按时完成施工进度、提高承建方经济效益就要选择合适的支架系统。支架的稳定性是连续箱梁技术成功与否的关键，但是在当前公路建设施工当中经常出现支架系统不稳引发安全事故。本文结合某高速公路连续箱梁施工中支架系统的应用，对支架的设计、支架承受能力及施工方法进行了阐述，以供相关部门借鉴，减少安全事故的发生。
关键词: 连续箱梁、支架、施工、技术
Abstract: in modern highway construction, the construction technology of the continuous box has been widely used, its construction process focused mainly is the stability of the supporting system. To ensure the safety of expressway construction, ensure project quality to achieve the design requirements, finish the construction progress and improve the economic benefit of project is about to choose the right support system. The stability of the continuous box stent is the key to success for technology, but in the current construction of highway construction often appear stents system by instability safety accident. Based on a highway construction of continuous box support the application of the system, the design of the scaffold, bracket to bear ability and the construction methods were introduced, in order to offer reference for relevant departments, reducing safety accidents.
Keywords: continuous box, support, construction, technology
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：
概述：在高速公路施工中，对于跨越地方公路，连续箱梁施工方法越来越普遍，以国道主干线某高速公路跨越某县道跨线桥为例，讨论现浇连续箱梁支架搭设技术。
一、工程概况
该工程上部构造为20m+25m+20m现浇连续箱梁，连续箱梁左右幅对称布置，全桥共长72m。桥面宽度：分离式双幅桥、等宽度、桥面全宽 33.5m ，单幅桥面宽度为16.5m。
地质情况为:淤泥质亚黏土、粉质硬塑黏土、中密圆砾，而本工程处于软基地段，主要是淤泥质亚粘土，且分布很不均匀，软土厚度由 0～6.5m，埋深 1.5m～6.9m，给支架地基处理增加了难度。
二、现浇箱梁支架施工技术方案的选择
考虑到本工程施工工期、质量和安全要求，在选择方案时，充分考虑了以下几点：
a）架体的结构设计，力求做到结构安全可靠、造价经济合理；
b）在规定的条件下和使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性要求；
c）选用材料时，力求做到常见、通用、可周转利用、便于保养维修；
d）结构选型时，力求做到受力明确、构造措施到位、升降搭拆方便、便于检查验收。
三、支架施工方案
跨公路现浇箱梁支架立柱采用四管柱，四管柱下设C20混凝土条形基础，上设分配横梁、纵梁等，模板肋木由纵梁上面铺方木组成，并在肋木上铺设箱梁底模进行现浇连续箱梁施工。
1、 地基处理
地基在道路软、硬路肩两侧和路堤边坡交界处，用6％水泥土处理,台阶尺寸为140 cm(宽)×100 cm(高),上下台阶重合50 cm。挖掉表层3 0 c m 耕植土及其它淤泥质土，平整后碾压密实，回填 30cm 碎石土碾压密实，再在表层铺 2 0 c m 厚 4 % 水泥稳定石屑，设 2 % 的双向排水横坡。
2、桥式支架
2.1支架搭设
1)上跨立柱(杆)采用四管柱,梁底板下放置立柱6组,每组由双排四管柱组成,斜交间距1.44 m,箱梁翼板下每侧放置2组,每组由单排四管柱组成,间距1.584 m。四管柱型号分为1.0 m,1.5 m,2.0 m,2.5 m共4種,施工时支架的高度可利用在基础顶部垫枕木的方法或利用丝杠调节的方法来进行小范围的调节。每节四管柱之间用8条螺栓连接成整体。立柱顶设置Ⅰ30钢分配梁,分配梁两端用U型螺栓捆绑在四管柱立柱上,以加强分配梁的稳定性,每排立柱上面设置2片Ⅰ30钢。Ⅰ30钢分配梁上面放[3703]做纵梁,纵梁长8 m,放置在箱身下为60 cm,在檐板下为90 cm,共14片。两跨结合部纵梁互相搭在对方的分配梁上,即纵梁操手放置。
2)为不影响公路行车,四管柱的安装采用人工安装。路基边坡外侧满堂钢管支架立柱和水平杆安装完成后,方可安装四管柱立柱,每一节立柱安装后用水平杆和满堂钢管支架连接。Ⅰ30钢分配梁和纵梁的安装采用吊车安装，跨环村路处采用桥式支架，贝雷片承重墩、工字钢横梁，Ф 6 0 c m 钢管桩基础，间距按 300cm 布置，每侧 13 根，共 26 根。
2.2荷载核算
(1) 模板支架重量
A、模板：按 0.75 × 2.5 ＝ 1.8KPa
B、支架：按经验取 2.4KPa
(2) 箱梁重量
考虑支座附近有立柱支撑，进行支架检算时，箱梁的重量按跨中横断面计算。箱梁断面积（取腹板范围内计算）：11.2 × 1.7-（[1.7-0.25-0.24）×（11.2 ÷ 2-0.4-0.4 ÷ 2）-0.8 × 0.2-0.6 × 0.25]× 2 ＝ 9.66 ㎡
每米重：9.66 × 1 × 25 ＝ 241.5kN
每平方米重：241.5 ÷ 11.2＝ 21.6KPa
(3) 施工人员，料具运输、堆放荷载
按经验取 1.0 KPa
(4) 施工冲击荷载按经验取 2.0KPa
(5) 振捣混凝土产生的荷载按经验取2.0 KPa
(6) 荷载组合
（1）× 1.2+（2）× 1.2+（3）× 1 .4+（4）× 1.4+（5）× 1.4＝ 4.2 × 1.2+21.6 × 1.2+1.0 × 1.4+2.0× 1.4+2.0 × 1.4＝ 38.0 KPa
2.3工字钢横梁验算
工字钢横梁采用工 3 2 ，容许应力[ σ]＝ 145MPa，间距 0.7m，跨度 5.0m，半幅桥共布置 25 根，每 m 重 q1=52.69kg/m，Ix=11080cm4，W x = 6 9 2 . 5 c m3, E = 2 .1x105MPa，分配梁采用10槽鋼，间距 0.5m，每根的计算长度 17.6m, 每半幅桥共12 根，每 m 重 q2=10kg/m； 10总重 12×17.6×10=2112 kg
分配到每根工 32 每延米的重量 q3= 21.12÷ 25÷6=0.14 KN/m
每根工字钢承受总荷载：q=38.0 × 0.7 ＋ 0.14 ＋ 0.53=27.3 KN/m
Mmax=ql2/8=27.3x52/8=85.3 KN·m
[σmax]=Mmax/Wmax=85.3 × 103/(692.5× 10-6)=123.2 MPa<[σ]＝ 145 MPa（可以）
f=5qL4/(384EI)=(5 ×27.3× 103× 5.04)/(384 × 2.1× 105× 106× 11080 × 10-8=0.010 (m) < L/400=5.0/400=0.0125m（可以）
2.4地基承载力验算
桥式支架采用Ф 60cm 钢管桩基础，由于箱梁梁肋范围内的荷载最大，本处只验算箱梁梁肋范围内的钢管桩承载力，钢管桩的数量按每侧 5 根计算, 钢管桩总长 1 0 .8m，入土深度 9.82m。
根据地质资料，桩周极限摩阻力：人工填土取35KPa ，淤泥质亚粘土取 3 0KPa，亚粘土取 40KPa。
荷载：N1=43.6×6 ×11.2 ÷ 2=1465KN
工字钢（箱体范围内共 16 根）及10 槽钢重：
N2＝（0.14 ＋ 0.53）×6×16 ÷ 2 ＝ 32KN
贝雷片重：N3=270×4× 2×2×1.05（1.05 是考虑其它连接件重）=4536kg=45KN
总荷载：[N]＝ N1+N2+N3=1465+32+45 ＝ 1542 KN
每根钢管桩重：N ＝п×0.6×0.01×10.8×78.5=16KN
每根钢管桩分担的承载力 P =1542 ÷5+16=324KN
钢管桩桩的单桩承载力计算：
[P1]=2/1 UL τ P＝ 2/1п×0.6×（2.57×35+0.5×30 +3.9×40+2.85×30）=326KN> P=324KN (可以)
四、 满堂支架验算
施工支架采用搭设满堂门式支架作为承重支架。满堂支架采用标准门式支架搭设，在处理好的场地上横向铺设 1 层 5 c m厚木板及一层纵向 10cm × 1 0 c m 的方木，门式架支撑于方木上，在门式支架的上端设置纵横各一层 10cm × 10cm 的方木，其上再满铺胶合板底模。门式支架在顺、横桥向间距均为 6 1 c m 。为了确保支架的稳定，纵向、横向每层每排设一道水平连接管，每隔四排设一道剪刀撑。
门式架立柱的容许承受荷载为：[ N ]=25KN
每个支架受载：N=0.61 × 0.61 × 43.6=16.2 KN <[N（]可以）为了减少支架不均匀沉降对混凝土质量的影响，在装设好底模后对支架进行预压，其预压荷载＝梁体重量 *1.2。预压采用袋装河沙作为荷载。对支架进行沉降观测，当沉降量符合设计要求时方可卸载。预压稳定卸载后对支架标高进行调整，按设计要求设置预拱度，并在施工中继续对支架进行沉降观测，发现问题及时处理。
1、预压支架
预压的目的是为确保箱梁现浇施工安全，需对贝雷梁进行重载试验以检验贝雷架的承载能力和挠度值。通过模拟贝雷梁在箱梁施工时的加载过程来分析、验证贝雷架及其附属结构(模板、横梁、钢管支架等)的弹性变形，消除其非弹性变形。通过其规律来指导贝雷架施工中模板的预拱度值及其混凝土分层浇筑的顺序，并据此评判施工的安全性。
支架安装后经检查合格就可预压。考虑施工安全和设计要求，支架预压负荷使用箱梁负荷×1.2。使用砂袋，左右对称、均匀负载。支架预压开始后沉降观测，每一天、每一层都必须仔细观察，并详细记录。预压完成后，还应继续观察，直到支架停止沉降和变形，确定支架的停止沉降后，就可以卸载。卸载也应继续观察，直到卸载完成。整理观测记录、计算、分析意见，确定弹性和非弹性变形的支架，那就是，根据实验值，增设额外的支架预拱度，对箱梁底部高程校正、调整，检查和纠正后，进入下一道工序。
2、拆除支架
混凝土抗压强度达到设计强度的90%后开始预应力张拉，真空压浆完成后且达到设计强度的95%后开始拆除支架。第一去除的应是悬臂部分，然后从拆迁到交叉对称的两端。拆除时逐步消除垫梁，慢慢地卸载, 绝不能突然放松，以防止过度的影响。在拆除纵梁时, 连续箱下部纵梁用倒链拉到边缘上，然后用吊车吊下，并制定拆迁秩序和安全的措施。
四、结束语
连续箱梁施工在软土地基上进行，处理施工前的地基，支架计算和预压起到非常重要的的作用。合理布设沉降观测点, 测出支架预压全过程的沉降数据, 绘出曲线图。根据曲线图，进行设置其他各联的底模板预拱度, 有效消除因地基和支架的非弹性变形而引起的影响。
参考文献：
[1] JTGT F50-2011 《公路桥涵施工技术规范》中华人民共和国行业标准；
[2] 赵社军.预应力混凝土连续箱梁模板与支架施工验算.山西建筑,2007,33(16):144-145.
[3] 李圣荣． 现浇箱梁暨预制箱梁施工关键技术［D］． 上海: 同济大学， 2008．
[4] 吴恩和，罗志强． 连续箱梁裂缝的初步分析和施工控制［J］． 中南公路工程， 2000，( 4) ．
[5] 胡小忠． 连续箱梁混凝土防裂施工技术［J］． 矿产与地质，
关键词: 连续箱梁、支架、施工、技术
Abstract: in modern highway construction, the construction technology of the continuous box has been widely used, its construction process focused mainly is the stability of the supporting system. To ensure the safety of expressway construction, ensure project quality to achieve the design requirements, finish the construction progress and improve the economic benefit of project is about to choose the right support system. The stability of the continuous box stent is the key to success for technology, but in the current construction of highway construction often appear stents system by instability safety accident. Based on a highway construction of continuous box support the application of the system, the design of the scaffold, bracket to bear ability and the construction methods were introduced, in order to offer reference for relevant departments, reducing safety accidents.
Keywords: continuous box, support, construction, technology
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：
概述：在高速公路施工中，对于跨越地方公路，连续箱梁施工方法越来越普遍，以国道主干线某高速公路跨越某县道跨线桥为例，讨论现浇连续箱梁支架搭设技术。
一、工程概况
该工程上部构造为20m+25m+20m现浇连续箱梁，连续箱梁左右幅对称布置，全桥共长72m。桥面宽度：分离式双幅桥、等宽度、桥面全宽 33.5m ，单幅桥面宽度为16.5m。
地质情况为:淤泥质亚黏土、粉质硬塑黏土、中密圆砾，而本工程处于软基地段，主要是淤泥质亚粘土，且分布很不均匀，软土厚度由 0～6.5m，埋深 1.5m～6.9m，给支架地基处理增加了难度。
二、现浇箱梁支架施工技术方案的选择
考虑到本工程施工工期、质量和安全要求，在选择方案时，充分考虑了以下几点：
a）架体的结构设计，力求做到结构安全可靠、造价经济合理；
b）在规定的条件下和使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性要求；
c）选用材料时，力求做到常见、通用、可周转利用、便于保养维修；
d）结构选型时，力求做到受力明确、构造措施到位、升降搭拆方便、便于检查验收。
三、支架施工方案
跨公路现浇箱梁支架立柱采用四管柱，四管柱下设C20混凝土条形基础，上设分配横梁、纵梁等，模板肋木由纵梁上面铺方木组成，并在肋木上铺设箱梁底模进行现浇连续箱梁施工。
1、 地基处理
地基在道路软、硬路肩两侧和路堤边坡交界处，用6％水泥土处理,台阶尺寸为140 cm(宽)×100 cm(高),上下台阶重合50 cm。挖掉表层3 0 c m 耕植土及其它淤泥质土，平整后碾压密实，回填 30cm 碎石土碾压密实，再在表层铺 2 0 c m 厚 4 % 水泥稳定石屑，设 2 % 的双向排水横坡。
2、桥式支架
2.1支架搭设
1)上跨立柱(杆)采用四管柱,梁底板下放置立柱6组,每组由双排四管柱组成,斜交间距1.44 m,箱梁翼板下每侧放置2组,每组由单排四管柱组成,间距1.584 m。四管柱型号分为1.0 m,1.5 m,2.0 m,2.5 m共4種,施工时支架的高度可利用在基础顶部垫枕木的方法或利用丝杠调节的方法来进行小范围的调节。每节四管柱之间用8条螺栓连接成整体。立柱顶设置Ⅰ30钢分配梁,分配梁两端用U型螺栓捆绑在四管柱立柱上,以加强分配梁的稳定性,每排立柱上面设置2片Ⅰ30钢。Ⅰ30钢分配梁上面放[3703]做纵梁,纵梁长8 m,放置在箱身下为60 cm,在檐板下为90 cm,共14片。两跨结合部纵梁互相搭在对方的分配梁上,即纵梁操手放置。
2)为不影响公路行车,四管柱的安装采用人工安装。路基边坡外侧满堂钢管支架立柱和水平杆安装完成后,方可安装四管柱立柱,每一节立柱安装后用水平杆和满堂钢管支架连接。Ⅰ30钢分配梁和纵梁的安装采用吊车安装，跨环村路处采用桥式支架，贝雷片承重墩、工字钢横梁，Ф 6 0 c m 钢管桩基础，间距按 300cm 布置，每侧 13 根，共 26 根。
2.2荷载核算
(1) 模板支架重量
A、模板：按 0.75 × 2.5 ＝ 1.8KPa
B、支架：按经验取 2.4KPa
(2) 箱梁重量
考虑支座附近有立柱支撑，进行支架检算时，箱梁的重量按跨中横断面计算。箱梁断面积（取腹板范围内计算）：11.2 × 1.7-（[1.7-0.25-0.24）×（11.2 ÷ 2-0.4-0.4 ÷ 2）-0.8 × 0.2-0.6 × 0.25]× 2 ＝ 9.66 ㎡
每米重：9.66 × 1 × 25 ＝ 241.5kN
每平方米重：241.5 ÷ 11.2＝ 21.6KPa
(3) 施工人员，料具运输、堆放荷载
按经验取 1.0 KPa
(4) 施工冲击荷载按经验取 2.0KPa
(5) 振捣混凝土产生的荷载按经验取2.0 KPa
(6) 荷载组合
（1）× 1.2+（2）× 1.2+（3）× 1 .4+（4）× 1.4+（5）× 1.4＝ 4.2 × 1.2+21.6 × 1.2+1.0 × 1.4+2.0× 1.4+2.0 × 1.4＝ 38.0 KPa
2.3工字钢横梁验算
工字钢横梁采用工 3 2 ，容许应力[ σ]＝ 145MPa，间距 0.7m，跨度 5.0m，半幅桥共布置 25 根，每 m 重 q1=52.69kg/m，Ix=11080cm4，W x = 6 9 2 . 5 c m3, E = 2 .1x105MPa，分配梁采用10槽鋼，间距 0.5m，每根的计算长度 17.6m, 每半幅桥共12 根，每 m 重 q2=10kg/m； 10总重 12×17.6×10=2112 kg
分配到每根工 32 每延米的重量 q3= 21.12÷ 25÷6=0.14 KN/m
每根工字钢承受总荷载：q=38.0 × 0.7 ＋ 0.14 ＋ 0.53=27.3 KN/m
Mmax=ql2/8=27.3x52/8=85.3 KN·m
[σmax]=Mmax/Wmax=85.3 × 103/(692.5× 10-6)=123.2 MPa<[σ]＝ 145 MPa（可以）
f=5qL4/(384EI)=(5 ×27.3× 103× 5.04)/(384 × 2.1× 105× 106× 11080 × 10-8=0.010 (m) < L/400=5.0/400=0.0125m（可以）
2.4地基承载力验算
桥式支架采用Ф 60cm 钢管桩基础，由于箱梁梁肋范围内的荷载最大，本处只验算箱梁梁肋范围内的钢管桩承载力，钢管桩的数量按每侧 5 根计算, 钢管桩总长 1 0 .8m，入土深度 9.82m。
根据地质资料，桩周极限摩阻力：人工填土取35KPa ，淤泥质亚粘土取 3 0KPa，亚粘土取 40KPa。
荷载：N1=43.6×6 ×11.2 ÷ 2=1465KN
工字钢（箱体范围内共 16 根）及10 槽钢重：
N2＝（0.14 ＋ 0.53）×6×16 ÷ 2 ＝ 32KN
贝雷片重：N3=270×4× 2×2×1.05（1.05 是考虑其它连接件重）=4536kg=45KN
总荷载：[N]＝ N1+N2+N3=1465+32+45 ＝ 1542 KN
每根钢管桩重：N ＝п×0.6×0.01×10.8×78.5=16KN
每根钢管桩分担的承载力 P =1542 ÷5+16=324KN
钢管桩桩的单桩承载力计算：
[P1]=2/1 UL τ P＝ 2/1п×0.6×（2.57×35+0.5×30 +3.9×40+2.85×30）=326KN> P=324KN (可以)
四、 满堂支架验算
施工支架采用搭设满堂门式支架作为承重支架。满堂支架采用标准门式支架搭设，在处理好的场地上横向铺设 1 层 5 c m厚木板及一层纵向 10cm × 1 0 c m 的方木，门式架支撑于方木上，在门式支架的上端设置纵横各一层 10cm × 10cm 的方木，其上再满铺胶合板底模。门式支架在顺、横桥向间距均为 6 1 c m 。为了确保支架的稳定，纵向、横向每层每排设一道水平连接管，每隔四排设一道剪刀撑。
门式架立柱的容许承受荷载为：[ N ]=25KN
每个支架受载：N=0.61 × 0.61 × 43.6=16.2 KN <[N（]可以）为了减少支架不均匀沉降对混凝土质量的影响，在装设好底模后对支架进行预压，其预压荷载＝梁体重量 *1.2。预压采用袋装河沙作为荷载。对支架进行沉降观测，当沉降量符合设计要求时方可卸载。预压稳定卸载后对支架标高进行调整，按设计要求设置预拱度，并在施工中继续对支架进行沉降观测，发现问题及时处理。
1、预压支架
预压的目的是为确保箱梁现浇施工安全，需对贝雷梁进行重载试验以检验贝雷架的承载能力和挠度值。通过模拟贝雷梁在箱梁施工时的加载过程来分析、验证贝雷架及其附属结构(模板、横梁、钢管支架等)的弹性变形，消除其非弹性变形。通过其规律来指导贝雷架施工中模板的预拱度值及其混凝土分层浇筑的顺序，并据此评判施工的安全性。
支架安装后经检查合格就可预压。考虑施工安全和设计要求，支架预压负荷使用箱梁负荷×1.2。使用砂袋，左右对称、均匀负载。支架预压开始后沉降观测，每一天、每一层都必须仔细观察，并详细记录。预压完成后，还应继续观察，直到支架停止沉降和变形，确定支架的停止沉降后，就可以卸载。卸载也应继续观察，直到卸载完成。整理观测记录、计算、分析意见，确定弹性和非弹性变形的支架，那就是，根据实验值，增设额外的支架预拱度，对箱梁底部高程校正、调整，检查和纠正后，进入下一道工序。
2、拆除支架
混凝土抗压强度达到设计强度的90%后开始预应力张拉，真空压浆完成后且达到设计强度的95%后开始拆除支架。第一去除的应是悬臂部分，然后从拆迁到交叉对称的两端。拆除时逐步消除垫梁，慢慢地卸载, 绝不能突然放松，以防止过度的影响。在拆除纵梁时, 连续箱下部纵梁用倒链拉到边缘上，然后用吊车吊下，并制定拆迁秩序和安全的措施。
四、结束语
连续箱梁施工在软土地基上进行，处理施工前的地基，支架计算和预压起到非常重要的的作用。合理布设沉降观测点, 测出支架预压全过程的沉降数据, 绘出曲线图。根据曲线图，进行设置其他各联的底模板预拱度, 有效消除因地基和支架的非弹性变形而引起的影响。
参考文献：
[1] JTGT F50-2011 《公路桥涵施工技术规范》中华人民共和国行业标准；
[2] 赵社军.预应力混凝土连续箱梁模板与支架施工验算.山西建筑,2007,33(16):144-145.
[3] 李圣荣． 现浇箱梁暨预制箱梁施工关键技术［D］． 上海: 同济大学， 2008．
[4] 吴恩和，罗志强． 连续箱梁裂缝的初步分析和施工控制［J］． 中南公路工程， 2000，( 4) ．
[5] 胡小忠． 连续箱梁混凝土防裂施工技术［J］． 矿产与地质，