淺談分離式立交滿堂支架的受力驗算

王龍WANG Long

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道工程系，渭南 714000）

（Railway Engineering Department of Shaanxi Railway Institute，Weinan 714000，China）

1 工程簡介

K37+650.34 分離式立交位于團場道路與主線交叉處，被交線向西可通往G217 國道共青城路口，向東可與奎車路相連。中心樁號為K37+650.34，交角為85 度，交叉方式為主線下穿、被交線上跨。該處設(shè)置16+20+20+16m跨線橋，上部采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部2 號墩采用單柱式橋墩、樁基礎(chǔ)，1、3 號墩采用雙柱式橋墩、樁基礎(chǔ)，0、4 號臺采用肋板式橋臺、樁基礎(chǔ)，橋下凈空5.2 米。

2 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)

①箱梁頂寬10 米，底寬5.1 米，高1.225 米。采用C50混凝土，單箱單室截面，跨中頂板厚22 厘米、底板厚20 厘米，兩側(cè)及中腹板厚40 厘米。正截面橫坡為1.5%，斜截面坡度為正截面橫坡和縱坡的合成坡度（具體由計算確定）。②預(yù)應(yīng)力鋼束布置為箱梁每道腹板均設(shè)6 束鋼束，鋼束型號為10φs15.2 鋼絞線，兩道腹板共十二束，120 根鋼絞線。③預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)為1860MPa 的高強低松弛鋼絞線，其性能符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）標(biāo)準(zhǔn)，公稱直徑15.2mm，公稱截面積139mm2，錨具、錨墊板、錨下螺旋箍筋均采用其配套產(chǎn)品。箱梁混凝土強度達到設(shè)計強度的90%時，方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。④預(yù)應(yīng)力錨具采用M15-10、BM15-5、M15-11 型張拉端錨具、BM15-10P、M15-11P 型固定端錨具。采用D內(nèi)=90 及90×25mm 的塑料波紋管。⑤預(yù)應(yīng)力管道壓漿強度為R28 不小于50MPa。

3 結(jié)構(gòu)形式

3.1 碗扣支架立桿間距的選定。①橫向間距：60+2×90+60+2×90+60+2×90+60+2×90+60=1020cm，大于箱梁頂寬10m，支架正交搭設(shè)；②縱向間距：2×60+15×90+4×60+20×90+3×60+20×90+4×60+15×90+2×60=7200cm。③豎向間距：1.2m（但支架頂部加密為60cm）。

3.2 側(cè)模板采用頂制鋼模板，底模采用竹膠板，下鋪設(shè)橫向用10×15cm 的方木，縱向鋪設(shè)10×10cm 的方木。橫向方木間距與之間間距相同，縱向間距為30cm。

4 荷載的取值

4.1 施工動荷載取值 ①施工人員、機械：P1=2.5kN/m2；②傾倒：P2=2kN/m2；③砼振搗器：P3=2kN/m2。

4.2 靜荷載計算取值 ①內(nèi)模（包括支架）：P4=1kN/m2；②混凝土自重：P5=γ×h；其中：γ——混凝土容重，取γ=26kN/m3；h——混凝土厚度，m。

其中：α——恒載系數(shù)，取1.2；β——動載系數(shù)，取1.4。

5 分項計算

5.1 模板計算 竹膠板強度驗算。竹膠板為1.2m×2.4m，厚1.8cm 大塊模板，按跨度30cm 連續(xù)梁計算：

①面板截面特性（按100cm 寬計算）

②竹膠板的計算荷載：24.74kN/m。

③最大彎矩：

④最大剪力：

5.2 木楞計算

①控制性截面選取。根據(jù)支架結(jié)構(gòu)的布置形式，選取以下一個部位進行木楞驗算，橫梁根部：厚度1.225m，順橋方向木楞中心距為30cm，木楞跨度為60cm。

②控制性截面計算荷載：pmax=49.3312kN/m2③控制性截面內(nèi)力（按照簡支梁進行計算）

5.3 方木計算

①控制性截面選取。根據(jù)支架結(jié)構(gòu)的布置形式，選取一個最不利部位進行驗算，中腹板60cm 寬處（距梁端支撐中心線1.5m），砼高度1.225m，此處橫向間距為60cm，縱向間距為90cm。

②控制性截面計算荷載：pmax=49.3312kN/m2

③控制性截面內(nèi)力。qmax=49.3312×0.6=29.6kN/m；Mmax=ql2/8=29.6×0.92/8=2.997kN·m

④截 面 應(yīng) 力。σmax=2.997kN·m/（0.1 ×0.152/6）=7.992MPa＜[σ]=12MPa，強度滿足要求。

5.4 碗扣支架受力驗算

5.4.1 立桿容許荷載

①橫桿最大間距為0.6m

λ=l0/i=104/1.58=66＜[λ]=150，立桿穩(wěn)定性符合要求。

立桿容許荷載：[N1]=φ×A×σ=0.793×4.89×10-4×140×106=54.29kN

②橫桿最大間距為0.9m

λ=l0/i=155.925/1.58=98.7＜[λ]=150，立桿穩(wěn)定性符合要求。

立桿容許荷載：[N1]=φ×A×σ=0.635×4.89×10-4×140×106=43.47kN

式中：l0——計算長度，按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》；k——計算長度附加系數(shù)，取值1.155；u——考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計算長度系數(shù)，按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》表5.3.3 取值1.5；h——立桿步距，0.6m；i——截面回轉(zhuǎn)半徑，按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附表B 取值1.58cm；λ——長細比；φ——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細比按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附錄C，表C取值0.793、0.386；A——立桿的截面面積，按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附表B，表B 取值4.89cm；f——A3 鋼材的容許抗壓強度設(shè)計值，取值140N/mm2。

5.4.2 控制性立桿選取

根據(jù)支架結(jié)構(gòu)的布置形式，選取以下兩個部位進行模板驗算：中腹板60cm 寬處（距梁端支撐中心線1.5m），厚度為1.251m，立桿縱橫距離均為90cm，60cm。控制性立桿計算荷載pmax=49.3312kN/m2，控制性立桿計算軸力Nmax=Pmax×A=49.3312×0.6×0.9=26.64kN＜[N1]，立桿在考慮穩(wěn)定性之后，強度滿足要求。

6 計算結(jié)論

通過上述對模板、木楞、方木、碗口支架的計算，滿堂支架只有在滿足碗口支架立桿間距、箱梁底模采用竹膠板、側(cè)模采用訂做的異型鋼模板、木楞中心間距不大于30cm的條件下，支架結(jié)構(gòu)安全可靠。

[1]JTG D60—2004，公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].

[2]JTJ041—2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB0017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[4]GBJ5—88，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[5]路橋施工計算手冊.

[6]公路橋涵設(shè)計手冊-基本資料.