桥梁连续箱梁现浇0#段模板支架结构施工技术论文

前言

近年来，大跨度的现浇连续梁因具有较大优点越来越多地运用于铁路桥梁，对于现浇连续梁的施工，其0#段的施工及质量尤为重要，现以老屋园大桥连续梁0#段施工为例，浅谈桥梁连续箱梁现浇0#段模板支架结构施工技术。

1工程概况

沪昆铁路客运专线老屋园大桥位于怀化市中方县铜湾镇境内，全长379.68m，位于直线上；本桥1#墩为T构主墩，采用矩形T构钢臂墩，为1-（50+50）m双线T构连续箱梁。

现浇T构50+50m，梁全长101.5m，截面为单箱单室，箱梁顶宽12.0m，底宽7.0m。梁部25个节段，其中2个边墩托架现浇段和1个0#现浇段，其余为挂篮悬臂浇筑节段。0#节段长12m，悬浇节段长为3.25m～4.00m，边墩托架现浇段长3.5m；底板宽7m，顶板宽12m。支座中心线至梁端0.75m，中支点截面中心处梁高5.6m，边跨6.75m等高，截面中心处梁高3.05m。全联在端支点及中支点处共设置4个横隔板，端支点厚度1.5m，中支点厚度1.4m，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。

箱梁设计为三向预应力体系，连续梁采用C50高强混凝土，预应力管道压浆采用M50水泥净浆真空压浆。

2方案确定

T构连续梁采用挂篮悬臂浇注法施工，根据本桥主墩墩身高度23m和现场地形情况，同时考虑墩顶实心段浇筑，0#段采用墩顶设置托架进行一次性现浇施工成型。整个托架分模板、碗口支架、分配梁、梁底托架。托架采用在墩内预埋I36a工字钢、焊接三角牛腿形成托架做支撑结构，纵向3根，悬臂端加设三角托架，三角托架底部采取在墩内预埋键盒，三角托架斜杆支架置于键盒内，顶端与纵梁焊接，三角托架斜杆及竖杆均采用28a槽钢焊接成箱型用起吊设备整体吊装焊接。横向分配梁采用I22a工字钢搭设，间距60cm，托架间用14a槽钢横向联接。悬臂端采用在分配梁上搭设600×600mm碗扣支架支撑，腹板底部碗扣件支架加密300×300mm布置。外模仍然使用挂篮模板，内模用脚手架、方木和木胶板。

托架安装好后进行预压，预压以节段重量的120%～130%进行预压，预压措施采用模拟托架受力方式，在承台顶预留反拉件，在托架横梁上反拉方式进行，以检验托架的刚度、强度、稳定性并消除托架的塑性变形，取得托架弹性变形关系。

3受力计算 3.1梁底托架

0#段采用砼一次浇筑，墩顶纵向完成1.5×2m倒角砼浇筑，纵向悬臂长度为2m，翼板荷载按竖向加在侧模板上计算。

为了简化计算，托架上选择设计图纸的14-14截面为0#段末端，梁段截面选用设计图纸较大的15-15截面。托架上梁段荷载如表1：

（1）砼自重

单侧翼板重量：P1=1.08×6×26=168.5KN 单侧腹板：P2=5.42×0.7×2×26=197.3KN

单侧顶底板：P3=（0.4+0.865）×2.8×4×26=368.4KN （2）模板

单侧外侧模板按0.75KN/m2估算：P4=（5.6+2.5）×6×0.75=36.45KN

内模：P5=0.3×（36+7×2+5.6×2）=18.4KN （3）人、机、料施工荷载取q1=2KN/m2估算 （4）振捣荷载取q2=2KN/m2估算

（5）碗扣件：q3=（56×2+168）×0.0386=10.8KN 3.2悬臂端分配梁计算

分配梁采用I22a工字钢2根并排焊接，横向60cm间距布置，托架上布置4排，每根分配梁上的受力模型如图2。

（1）分配梁应力

用MIDAS7.0计算，分配梁最大应力如图3。 （2）分配梁刚度 分配梁的变形如图4 （3）分配梁对托架压力 3.3悬臂端碗扣件计算

悬臂端荷载进支架结构验算。碗扣件立杆采用（Φ48×3.5）型。 碗扣件立杆截面特性；

碗扣件截面积：A=4.89×102mm2 惯性矩：I=1.215×105mm4 抵抗矩：W=5.078×103mm3 回转半径：i=15.78mm 腹板下碗扣件立杆验算

腹板下碗扣件纵向间距为0.6m，横向间距为0.6m，腹板变厚处进行加密，腹板范围加密按0.3m×0.6m布置，砼超灌系数取1.05，故：

砼自重：N1=197.3×1.05=207.2KN 模板：N2=10.8KN

人机料振动荷载：N3=4×2×0.7=5.6KN N=207.2+10.8+5.6=223.6KN 单根立杆承重：223.6/12=18.63KN

碗扣件脚手架横杆步距为1.2，则计算长度为1.2m。则 λ=L/i=1200/15.78=76.0 查表得：φ=0.744 ，则

σ= N/（φA）=18.63×103/（0.744×4.89×102） =51.2 MPa<[σ]=140 MPa满足要求。 底板下碗扣件立杆计算

底板下碗扣件纵向间距为0.6m，横向间距为0.6m，故： 砼自重：N1=368.4×1.05=386.82KN

模板：N2=7.6KN

人机料振动荷载：N3=4×2×5.6=44.8KN N=386.82+7.6+44.8=439.22KN 单根立杆承重：439.22/32=13.73KN

碗扣件脚手架横杆步距为1.2m，则计算长度为1.2m， λ=L/i=1200/15.78=76.0 查表得：φ=0.744 ，则

σ= N/（ΦA）=13.73×103/（0.744×4.89×102） =37.74 MPa<[σ]=140Mpa 碗扣件强度满足要求。 3.4托架计算托 （1）托架应力如图7

σmax=104.4MPa< [σ]（临时结构取170MPa），能够满足施工需要。

由托架应力计算，托架斜杆受最大压应力62.7MPa，自由长度L=3.999m，斜杆稳定性验算：

斜杆截面面积：A=8707mm2 惯性矩：I=9.413×107mm4 回转半径：i=108.1mm 长细比：λ=3999/108.1=36.99 查表得：φ=0.884

斜杆容许应力：σ=φ×[σ]=0.884×140=123.8MPa

由图7看出斜杆最大压应力为62.7MPa<σ，满足要求。 （2）托架刚度

托架最大变形smax =2.2mm

托架刚度： f=smax/l=2.2/3500≈1/1591<[f]=1/400，能够满足施工要求。

4结语

各项施工保证措施及注意事项：

（1）支撑柱的接长要求顺直、上下同心、搭接或者拼接板厚度焊缝高度均要满足槽钢截面等强度要求；上下端盖板焊接要保证焊缝厚度和质量。

（2）墩内预埋的键盒及杆件，必须安装在模板上，使用钢模板定位控制，确保预埋件空间位置准确。

（3）各杆件的焊接质量，必须满足设计要求，接触面周边满焊缝，焊缝应饱满，并应探伤、夹渣检查。

（4）各型钢组合梁应按要求焊成一个整体，结构整体安装；其加工制作必须由具备钢结构专业资质人员完成，严禁现场使用乙炔、电焊粗制滥造；制造后须经相关资质人员检查验收，避免加工质量不合格。

参考文献：

[1]中华人民共和国铁道部.TZ324-2010铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南[M].北京：中国铁道出版社，2010

[2]JGJ166-2008脚手架及模板安全技术规范[S]

[3]JGJ162-2008建筑施工模板安全技术规范[S] [4]GB50017-2003钢结构设计规范[S]