淤泥粉质粘土地基现浇连续箱梁模板支架设计

■韩 锋 ■中铁二十四局福建铁集团有限公司，福建 福州 350000

1 工程概况

东孚双线特大桥24#～27#墩位于厦门东孚镇玛瑙村，桥址范围内地势起伏不大，现场地形平坦开阔，施工场地较好。根据地质勘探揭示，地层分布如下:淤泥质粉质粘土(软土或松软土)→细砂、中砂层→全风化黑云母花岗岩→强风化黑云母花岗岩→微风化黑云母花岗岩。现浇连续梁梁体截面类型为单箱单室斜腹板等高梁，梁高2.8m，梁底宽5.74m，箱梁顶板宽12.6m，底板宽5.74m;顶板厚一般为34cm，边跨端块处顶板厚由34cm 渐变至60cm;底板厚30、40、45、60cm;腹板按50、70、90cm 梯级变化。梁体全长98m，边支座支承中心线至梁端0.55m。现浇梁体砼1075m3;梁体钢筋用量约为21.9t，钢绞线用量约55.74t，梁体采用C55 耐久性混凝土。其梁体截面图如下图所示。

2 支架方案

2.1 支架设计说明

连续箱梁翼缘板、腹板、底板混凝土和模板按均布荷载考虑，箱梁顶板混凝土和内模板以集中力的方式通过箱梁底板的泄水孔传递到底模横向分配梁(或直接传递到贝雷纵梁)，为简化计算，按均布荷载考虑。

2.2 整体方案

整个支架体系由支架基础、卸落装置、贝雷纵梁、预拱度调整块、分配梁、组成。本连续箱梁分别有28.45m、40m 跨，支架采用贝雷纵梁和钢管的受力系统，材料设置方案均一致。根据桥梁跨度不一致，28.45m 跨度箱梁中间设置两道钢管，两道钢管的间距为1.5m，则贝雷纵梁受力验算跨度为11.18m;40m 跨度箱梁中间设置四道钢管，贝雷纵梁受力验算跨度为10.6m，确保其受力满足要求。

3 结构检算

3.1 模板验算

横隔梁处底模横向方木按间距20cm 进行布设，跨中按30cm 进行布设。竹胶板在横梁的位置受力最大，取梁高最大值3.028 米处竹胶板进行验算。

通过受力分析可知:

⑴施工荷载按均布荷载时:σmax=32.83MPa ＜［σw］=90MPa 满足要求

⑵施工荷载按集中荷载时:σmax=36.78MPa ＜［σw］=90MPa 满足要求

⑶刚度检算:fmax=6 ×10-5m ＜［f］=0.2/400=5 ×10-4m 满足要求

3.2 φ48mm×3.5mm 钢管立柱

箱梁悬臂板下采用φ48mm×3.5mm 钢管立柱支架，纵横向间距均为80cm。取箱梁悬臂板根部最大高度0.586m 的实体部位作为控制计算部位。

⑴施工荷载按均布荷载时:σmax=27MPa ＜［σw］=215MPa 满足要求

⑵施工荷载按集中荷载时:σmax=29MPa ＜［σw］=215MPa 满足要求

⑶稳定性验算:σa=105MPa ＜［σw］=215MPa 满足要求

3.3 贝雷桁架整跨验算

⑴强度验算:单排贝雷片承受的均布荷载:Mmax=384kN.m ＜［M］=788.2kN.m(满足要求);⑵最大剪力:R=123.71kN ＜［Q］=245.2kN(满足要求);⑶最大挠度:fmax=0.007m ＜［f］=11.18/400=0.028m(满足要求)。

3.4 最不利荷载单片贝雷计算

在横桥向上不考虑贝雷梁上槽钢、方木的力分配，由外侧往中间数第1 片、第2 片、第3 片、第4 片、第5 片、第6 片、第7 片贝雷片。各贝雷片直接承受在正上方的砼、模板荷载，紧靠在一起的按2 片平均承受荷载计算。

根据桥的横断面，贝雷片从外侧往里数，编号从外侧到中间为第1片～第7 片，荷载考虑如下，第1 片:Q1=66.06kN ＜［Q］;第2 片:Q2=100.47kN ＜［Q］;第3 片:Q3=131.2kN ＜［Q］;第4 和第5 片:Q4、5=222.7kN ＜［Q］;第6 片:Q4=191.7kN ＜［Q］;第7 片:Q7=195.41kN＜［Q］。根据上述情况，贝雷片受剪力最大是边腹板位置即第4 及第5片贝雷片，则边腹板验算如下:

单片贝雷片最大弯矩:Mmax=672.6kN.m ＜［M］=788.2kN.m 满足要求单片贝雷片最大剪力:Qmax=244.3t ＜［Q］=245.2kN 满足要求单片贝雷片最大挠度:fmax=0.022m ＜［f］=12.75/400=0.032m

3.5 钢管墩的验算

本工程采用Φ500 钢管支墩，外径为530mm，厚度δ 为6mm，跨度为30m 共设置2 排钢管墩，每排为6 根。钢管桩底部按固定，上部为自由端，则μ=2;本工程最高净高按13m 计算，扣除贝雷片等高度，钢管最大高度h=11m。

3.6 钢筋砼支墩基础

根据本工程实际的地勘数据，钢管桩根据实际情况考虑将开挖至残积亚粘土或中粗砂层，采用换填2.0m 级配碎石。钢管墩最大荷载528.5kN 考虑，混凝土基础采用13.6 ×2.6 ×0.5m。

3.7 工字钢的验算

根据各个贝雷片的受力，采用连续梁的受力软件计算其弯矩及剪力如下图，根据弯矩图及剪力图得出:

4 结语

通过本项目的研究设计及现场实际应用，积累了一些相近地基的设计数据，对类似的连续梁的支架设计具有借鉴作用，该支架设计，先对松软地层进行换填处理，采用钢管桩作为地面支承，能够提供足够的承载力，保证支架不会产生大的沉降，确保了结构安全。

［1］东孚双线特大桥(28.45 +40 +28.45)mm 连续混凝土箱梁设计图.

［2］公路桥涵设计通用规范.JTG D60—2004.

［3］路桥施工计算手册.人民交通出版社，2001.