浅论大桥炎汝高速茶坪大桥(60+100+60)m连续梁0#\1#块支架设计与检算前言

论文导读：
摘 要：公路桥现浇梁施工中，在跨越河道、山谷的情况下，不具备直接搭设满堂红脚手架的条件，通常采用挂篮施工或搭设托架临时支撑体系。本文结茶坪大桥工程实例，系统阐述了现浇梁施工中，托架支撑体系的结构组成、材料选用及具体施工方案。
关键词：现浇梁；托架支撑体系；材料选用；施工方案

一、工程概况

茶坪大桥位于郴州市汝城县城溪村，属于构造溶蚀中低山地貌区。位于较宽缓的山谷，分布旱地和水田。主要为构造剥蚀、侵蚀低山地貌，零星分布山间洼地。
主桥上部结构为三跨（60+100+60）m连续预应力混凝土连续刚构桥，主桥长220米。其中3#墩、4#墩为两个主墩，墩高分别为左幅56.957m、（右幅48.507m）和52.957m（右幅47.707m），两墩之间采用100m变截面连续梁跨越山谷。由于0#块长度只有5m，不能满足挂篮拼装要求，0#、1#块因此采用托架法现浇施工，托架悬浇段长度为

3.75m。

二、设计参数

1、钢筋混凝土容重取γ=26kN/m3；

2、砼增大系数：φ1=1.2，可变荷载系数φ2=1.4；

3、施工人员机具荷载取：P1=1.0kN/m2；

4、模板，木方等荷载取：P2=1.5kN/m2；

5、振捣和倾倒混凝土产生的冲击荷载：P3=4.0kN/m2；

6、侧模及工字钢的重量P4=3.5kN/m2

7、0#块及1#节混凝土总计约224.2m3，其中位于刚壁墩上部分约100m3，一侧悬臂浇筑部分的混凝土约为6

2.1m3，总重量约为1613kN。

三、断面选取及材料说明

（1）断面选取
最大截面位于0#块根部，即距离墩中心

2.25m处截面，最小截面位于A0块端部，截面尺寸如图所示:

经计算最大截面面积A1=16.87m2，梁端截面面积A2=16.27m2，其中翼缘板面积A3=1.44m2，由于下方支架的分散作用及混凝土的流动性，可假设A0段底板位置荷载为均布荷载，计算荷载时取平均截面积。
底板下：
翼板下：
（2）材料说明

1、模板(底模)——1.5cm木模板，(侧模)—大型厂制钢模板

2、模板承重梁(横梁)——20a工字钢

3、模板联系梁——15*15cm木方

4、支撑结构——外径48mm，壁厚5mm，钢管支架及顶托

四、各部分结构设计与检算

1、底模板计算(1.5cm厚木模板)

底模采用1.5cm厚木质模板，铺设宽度为底板宽度6.5m，顺桥向铺设长度为3.75m，需按照梁体与曲线设置标高。木模板下方铺设中距为0.3m的木方，并用铁钉固定。
1）荷载
取单位宽度模板条，按照跨度为0.15m进行计算
荷载:
考虑模板的连续性，
中间弯矩：
2）截面特性
木模板弹性模量：
正截面惯性矩：
截面抵抗矩：
3）计算
截面正应力：
最大挠度：模板联系梁(15×15cm2方木)
2、模板下方铺设方木，中距0.3m，计算宽度0.6m，横向方木受力按照均布线荷载计算
1）荷载
荷载:
可知:
2）截面特性
查相关施工手册可得木材的各项力学性能如下
弹性模量：
惯性积：
截面抵抗矩：
3）计算
截面正应力：
中间最大挠度：
剪应力值很小可不做计算。

3、钢管支架(φ48钢管)

中间梁体支架按照0.6m×0.6m布置，腹板位加密为0.6m×0.3m支架层高为0.6m，按照均布面荷载，取0.6m×0.6m面积计算，则每根立杆受力可简化为：
查表知：φ=0.904，
则σ=N/(φA)=8

1.0Mpa,单根立杆受力满摘自：写论文www.7ctime.com

足要求。

4、横梁(20a工字钢)

横梁上顺桥方向中距60cm，置于托架上弦上方
横梁采用标准20a工字钢横向放置，沿顺桥向铺设在三角托架上，中心距均为50cm，横向长度1

2.0m，其中位于托架部分长度5.5m，悬臂部分长度

3.25m.

1）荷载 底板下方荷载：q=86.62×0.6=5

1.972kN/m

翼缘下方荷载：q=2

7.7×0.6=16.6kN/m

2）截面特性
查钢结构手册得32a工字钢参数：A=6.7×10-3m2，Ix=1.11×10-3m4，E=210×103MPa，tw=0.01m，Wx=6.92×10-4m3，h0=0.32m
3）计算
主横梁内力计算采用下图结构：

其中四个支撑表示三角托架的上弦杆，水平杆表示横梁，两端悬臂

3.25m。

由以上计算可知，最大弯矩M=4

5.871kN·m最大剪力Fs=6

6.075kN

最大变形发生在横梁两端，由软件计算结果知：
fmax=

6.0mm＜[f]=3250/400=8.0mm。

因此横梁采用I32a强度和变形均满足要求，横梁拟采用中距50cm铺设。

5、三角托架

三角托架高3m，顺桥向长度为4.5m，悬挑1.5m，按照顺桥方向在墩身正面布置，托架斜杆与墩身以及斜杆与上弦杆均用钢板焊接，托架上弦杆采用I45a工字钢，焊接在墩身预埋钢板上，斜杆采用双拼[20a。连接处设置连接钢板，预埋位置设置预埋工字钢。每个墩配置四片托架，双轴对称布置,托架布置见具体方案图。
1）荷载计算
三角托架上弦杆支撑横梁，相当于四个支撑，其所受力为横梁的支座反力。
2）截面特性
上弦杆(单片I45a):
斜压杆(双拼[20a):
3）托架受力计算
各杆件受力检算
I45aM=149.313kN·mFs=29

3.272KN

双拼[20a
4）主要节点连接焊缝检算
托架受力较大的节点为

1、3处采用焊接，对焊缝和钢板强度进行检算。

节点1处将45b工字钢焊接在预埋钢板上，焊缝计算：
焊缝长度L=170+450+170=790mm，焊脚尺寸8mm
焊缝受拉检算
焊缝受剪检算
综合作用sqrt（80/12+6

2.52）=101N/mm2＜160N/mm2焊缝满足要求。

节点3处用钢板将45a下翼缘板和20a槽钢顶端连接，连接板采用一片尺寸为30cm×20cm×1.6cm钢板。节点6处在墩身处预埋一条45a工字钢，斜压杆下端使用16mm钢板制作钢构件，并将其固定在工字钢上方。
计算节点3处焊缝的抗剪承载能力，节点3处，20a槽钢围焊，焊缝总长度400mm，焊脚尺寸8mm，E43手工焊抗剪强度ftw=160N/mm2.抗剪承载力Fs=0.7×400×8×160=358kN>153kN满足抗剪要求.
钢构件下方预埋45b工字钢，
其抗剪承载能力满足要求。
5）预埋钢箱混凝土受力
σ=483619/（0.17×0.45）（钢箱与混凝土接触面积）=

6.3Mpa＜28Mpa（0砼）

五、总结
本计算单针对茶坪大桥3#主墩左幅0#节及1#节的主要支撑部分做近似计算，安全系数约为1.3。
六、结语
托架支撑体系施工质量关系着现浇梁浇筑施工过程的安全及现浇连续梁的施工质量。支撑体系材料、机具选配合理既可以保证施工质量，确保安全可靠，又可以节省工程成本，是支撑体系施工方案确定的重要环节。另外结构件的安装过程控制及验算、堆载试验也是方案的重论文导读：点。在具体实施过程中，还应建立安全、质量保证体系，健全相应的安全、质量保证措施，编制安全应急预案。参考文献：周永兴，何兆益，邹毅松等.路桥施工计算手册.人民交通出版社，200

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点。在具体实施过程中，还应建立安全、质量保证体系，健全相应的安全、质量保证措施，编制安全应急预案。
参考文献：
周永兴，何兆益，邹毅松等.路桥施工计算手册.人民交通出版社，2001.5