现浇箱梁桥支架布设及受力验算

李运魏1,张　宏2(1.海南海通公路工程咨询监理有限公司,海南海口　570203;2.长沙理工大学,湖南长沙　410076)摘　要:以深圳盐坝(盐田—坝岗)高速公路B段土洋大桥为例,介绍了现浇箱梁桥支架布设及验算的一般方法,对支架、立杆和剪刀撑的布置方法及立杆步距的确定进行了说明。关键词:桥梁;现浇箱梁;支架;布设;受力验算中图分类号:U448.213　　　　　　　文献标识码:A　　　　　　　文章编号:1671-2668(2004)04-0082-02　　现浇砼施工方法在目前的桥梁施工中应用较普遍,支架布设设计的好坏直接关系到砼浇注过程的安全及浇筑成型后的箱梁能否符合设计要求。因此,支架的布设及验算极为重要。

深圳盐坝(盐田—坝岗)高速公路B段土洋大桥全长184.76m,跨径组合为2×(20+2×25+20)m,分左右两幅,左右幅桥梁横断面均为净12.25m+2×0.5m。上部构造为单箱双室等高度截面钢

筋砼连续箱梁,箱梁高1.40m,底部宽8.0m,顶部

宽13.25mm。全桥砼圬工量为2698m3,钢筋用量为10129kN。箱梁施工时,支架体系采用WDJ碗扣式多功能钢支架。

1　初拟支架布置和构件尺寸

1.1　支架间距

本桥支架顺桥向间距为0.9m;横桥向间距:梁

体下为0.6m,翼板下为0.9m;由于横隔梁处荷载较大,该处支架纵向间距为0.6m,设立长度为3.6m。立杆步距为1.2m。1.2　传力系统

支架顶部设2层方木将模板荷载传至支架,截面均为10cm×10cm。第一层顺桥向布置,中心间距为30cm,跨距90cm,置于第二层方木上;第二层横桥向布置,间距90cm,跨距60cm,置于碗扣式支架顶托上。1.3　稳定性

为保证支架的稳定性,以纵桥向每隔3.6m间距横向布置剪刀撑,同时顺桥向连续布置6道剪刀撑。剪刀撑用6m长<48普通钢管连续布置,与地平面成45°,角度偏差小于15°,每一处与碗扣支架连接处必须用扣件紧固,剪刀撑必须上至底模板,下至地面,在地面处设置垫木。

1.4　支架规格支架立杆底部采用可调底座(0～600mm),支

架立杆顶部采用可调托撑(0～600mm)。普通立杆规格为2400mm、1800mm两种,横杆规格为600mm、900mm两种。

2　荷载及验算

计算中采用钢筋砼荷载为全桥数量,集中在梁体下8m范围,数值较大,实际平均钢筋及砼荷载为19.5kN/m2,横隔梁及腹板、肋板处钢筋及砼荷载

最大,为36.4kN/m2。各项荷载相加,按荷载集中受力,根据立杆布置方法和间距,腹板及肋板处最大单杆荷载为19.2kN。计算中不单独计算横隔梁、腹板及肋板处荷载。2.1　荷　载

荷载类型:①箱梁砼荷载为23.4kN/m2;②钢筋荷载为3.4kN/m2;③施工人员及设备荷载为1.0kN/m2;④内外模板荷载为0.4kN/m2;⑤传

力层方木荷载为0.4kN/m2;⑥支架自重为2.9kN/m2;⑦其它荷载为1.4kN/m2。2.2　胶合板强度及挠度验算

1)胶合板最低静弯曲强度fm为25kN/mm2;

弹性模量E为3500N/mm2;荷载为(①+②+③

+④+⑦)×1.5=44.4kN/m2(安全系数为1.5);所选胶合板厚度h为18mm,板底间距l为200

mm,以1mm宽度(b)按两跨连续梁验算;线荷载q为0.0444N/mm(见图1)。

2)胶合板截面的抵抗矩W=bh2/6=54mm3;弯矩M=0.125ql2=222N・mm;抗弯承载能力为

M/W=4.1N/mm2

<25N/mm2

。

3)截面惯性矩I=bh3/12=486mm4;挠度f

=0.52ql4/(100EI)=0.22mm<0.5mm。

图1　胶合板强度及挠度验算简图

2.3　胶合板底方木抗弯强度及挠度验算

1)松木最低抗弯强度值fm为13N/mm2;弹

性模量E=9000N/mm2;方木截面为100mm×

100mm;荷载为(①+②+③+④+⑤+⑦)×1.5

=44.4kN/m2(安全系数为1.5);方木间距为300mm,跨距l为900mm,按两跨连续梁验算;单根方木线荷载q为13.5N/mm(见图2)。

图2　胶合板底方木抗弯强度及挠度验算简图

2)方木截面抵抗矩W=bh2/6=166666.7mm3;弯矩M=0.125ql2=1366875N・mm;抗弯

承载能力为M/W=8.2N/mm2<13N/mm2。

3)截面惯性矩I=bh3/12=8333333.3mm4;挠度f=0.52ql4/(100EI)=0.61mm<2.3mm。2.4　支架顶托上方木抗弯强度及挠度验算

1)松木最低抗弯强度值fm为13N/mm;弹性模量E为9000N/mm;方木截面为100mm×100mm,间距为900mm,跨距l为600mm;荷载为(①

+②+③+④+⑤+⑦)×1.5=45kN/m2(安全系

数为1.5);线荷载q为40.5N/mm,按两跨连续梁计算(见图3)。

图3　支架顶托上方木抗弯强度及挠度验算简图

2)方木截面抵抗矩W=bh2/6=166666.7mm3

;弯矩M=0.125ql2

=1822500N・mm;抗弯

承截能力M/W=10.9N/mm2<13N/mm2。

　　3)截面惯性矩I=bh3/12=8333333.3mm4;挠度f=0.52ql4/(100EI)=0.36mm<1.5mm。2.5　支架强度及稳定性验算

各项荷载相加×1.5=49.35kN/m2(安全系数为1.5)。支架间距为0.6m×0.9m。单根立杆受力N为26640N。2.5.1　单根立杆强度验算

钢管抗压及抗弯强度f为140MPa,壁厚3.5mm,直径48mm;抗压承载能力σ=N/S=54.5<140MPa。2.5.2　支架稳定性验算主要验算支架横桥向稳定性(按双排架计算、步距1.2m验算)。

1)荷载对立杆底部产生的弯矩:M=qdh2/2+6qS/15=1.2×1000×0.048×

62/2+6×1.2×1000×1.3/15=1660.8N・m

式中:q为风荷载,本地区最大取1.2kN/mm2;d为立杆直径,d=48mm;h为立杆高度,h=6.0m;S为梁体侧面单排杆宽度范围内面积,S=1.3m2。

2)稳定性按下式验算:

N/(1660.8/(0.6×1810)=77式中:<为稳定系数,取0.195(步距为1.2);A为立

杆毛截面积,A=1810mm2;B为立杆横桥向间距,B=0.6m;KA为与截面有关的调整系数,取0.85;KH为与高度有关的调整系数,取0.94。

3　结　论

经过工程技术人员的认真计算,施工中对支架搭设、材料选用的严格控制以及支架搭设完成后对预压的严格把关,土洋大桥现浇箱梁施工顺利,评定为优良工程。可见只要项目部高度重视,现浇箱梁的施工一定可以安全、高效地完成。参考文献:[1]　JTJ023-85,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].[2]　JTJ021-89,公路桥涵设计通用规范[S].收稿日期:2004-04-23