某工程大壩溢流壩段交通橋懸挑部位支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘 要：本文所述項(xiàng)目工程交通橋橫向跨度大，且在上游樁號(hào)壩上0-002.88～壩上0-005.50部分基礎(chǔ)無著力點(diǎn)，需進(jìn)行懸挑支撐，由于支撐結(jié)構(gòu)高度較大，混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的荷載大，再加上懸挑結(jié)構(gòu)的荷載，故支撐結(jié)構(gòu)所承受荷載復(fù)雜。經(jīng)過計(jì)算確定了支撐結(jié)構(gòu)及腳手架搭設(shè)方案，在施工過程中對(duì)質(zhì)量和安全進(jìn)行了嚴(yán)格控制，順利完成了施工任務(wù)，可供類似工程借鑒。

關(guān)鍵詞：壩體交通橋 胸墻 支撐腳手架 質(zhì)量 安全

一、結(jié)構(gòu)概況及參數(shù)

壩體交通橋沿溢流壩段閘墩弧門槽上游側(cè)橫向布置，樁號(hào)壩上0-005.50～壩下0+006.70，共3跨，21片梁。其中門機(jī)軌道梁（MJL1、MJL2）最大，截面尺寸：B×h=400×1500mm。翼緣板厚150～300mm，凈跨9m。橫向連接腹板，寬200mm，高750mm，每跨均布4塊。大壩溢流面上游側(cè)施工時(shí)澆筑至246.5m高程，其上游端部樁號(hào)為壩上0-002.88，而交通橋上游端部至壩上0-005.50樁號(hào)，故樁號(hào)壩上0-002.88～壩上0-005.50部分施工腳手架需考慮懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？紤]壩頂交通等各種條件因素，交通橋混凝土采用現(xiàn)澆施工。

二、腳手架支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1交通橋大梁支撐結(jié)構(gòu)

底模采用組合鋼模板，模板底沿大梁橫向敷設(shè)φ48×3.5mm短鋼管或b×h=100mm×100mm方木支承模板，間距0.35m，長(zhǎng)1.2m。支撐鋼管架立桿橫距800mm，縱距500mm，大小橫桿步距1.2m。

2.2交通橋大梁翼緣板支撐結(jié)構(gòu)

底模采用組合鋼模板，局部配木模，模板底沿大梁橫向敷設(shè)φ48×3.5mm短鋼管或b×h=100mm×100mm方木支承模板，間距0.5m。支撐鋼管架立桿縱橫距均為1000mm，大小橫桿步距1.2m。

2.3上游鋼管架基礎(chǔ)懸挑部位結(jié)構(gòu)

懸挑梁為28a工字鋼，一端固定于246.5m高程預(yù)留平臺(tái)，一端伸至樁號(hào)壩上0-006.00。單根長(zhǎng)6m，按間距1m平行于閘墩水平布置。其中固定段長(zhǎng)2.88m，采用Φ25@500mm L=2m砂漿錨桿錨固牢靠，懸挑段長(zhǎng)3.12m，其上按支撐鋼管間距橫向水平布置14#槽鋼，作為懸挑部位鋼管腳手架基礎(chǔ)支墊?？紤]固定段穩(wěn)定及受力需要，在固定段工字鋼端頭50cm范圍對(duì)稱布置4根Φ25@500mm L=2m砂漿錨桿，以增強(qiáng)錨固效果。懸挑工字鋼梁按固定段長(zhǎng)2.88m、懸挑段長(zhǎng)3.12m設(shè)計(jì)計(jì)算，考慮到自身平衡，實(shí)際可按固定段和懸挑段各3m長(zhǎng)度進(jìn)行布置。

三、上游懸挑部位支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算

懸挑部位受力模型為一端固定的懸臂結(jié)構(gòu)，臂長(zhǎng)3.12m，考慮腳手架布置較為均勻，因此，將腳手架、模板、施工荷載、梁翼緣板重量及工字鋼自重等按均布荷載進(jìn)行計(jì)算，對(duì)懸挑段兩根大梁按集中荷載進(jìn)行計(jì)算。

3.1荷載計(jì)算

a、腳手架荷載計(jì)算

預(yù)埋20a工字鋼自重：0.279kN/m

腳手架自重（立桿橫距0.8m，立桿縱距0.5m，大、小橫桿步距均為1.2m，按單寬1m計(jì)算）：

立桿：3×27×5×3.84×10÷1000=15.552 kN

大橫桿：3.5×22×1×3.84×10÷1000=2.96 kN

小橫桿：1×22×5×3.84×10÷1000=4.22 kN

斜撐：5×6×2×3.84×10÷1000= 1.152kN

扣件：14N×25×5÷1000= 1.75kN

14#槽鋼：11.52×1×5×10÷1000=0.576 kN

∑=26.21 kN

q1=26.21 kN÷3.12=8.4 kN/m

b、施工荷載： q2=2.5 kN/m

c、翼緣板砼自重：q3= （0.15×1×2.62×2500×10÷1000） ÷3.12

=3.15 kN/m

d、懸挑工字鋼梁（I28a）自重：q4=43.4kg/m=0.434 kN/m

e、梁MJL1自重（單寬）：P1=0.4×1.35×1×2500×10÷1000=13.5 kN

d、梁L1自重（單寬）：P2=0.3×1.05×1×2500×10÷1000=7.875 kN

3.2受力計(jì)算

計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖：

a、均布荷載受力計(jì)算

q= q1+q2+q3+ q4=8.4+2.5+3.15+0.434=14.484 kN/m

M1=1/2×q×l2=1/2×14.484×2.922=61.75 kN●m

考慮支撐架搭設(shè)至懸挑部位2.92m，故按l=2.92m進(jìn)行受力計(jì)算。

b、集中荷載受力計(jì)算

M2= P1×L1+ P2×L2=13.5×0.62+7.875×1.97=23.88 kN●m

M=M1+M2=61.75+23.88=85.63 kN●m

3.3強(qiáng)度計(jì)算

Wx=508.15cm3

強(qiáng)度滿足。

3.4撓度計(jì)算

E=2.1×106 I=7114.14cm4

撓度滿足要求。經(jīng)計(jì)算，懸挑結(jié)構(gòu)布置合理。

四、支撐結(jié)構(gòu)架搭設(shè)要求

①鋼管為φ48×3.5mm鋼管，同扣件均需滿足國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

②承重立桿接頭需采用對(duì)接扣件連接，保證立桿軸線上下一致，每根立桿底部需坐實(shí)于已澆筑砼面或基礎(chǔ)支墊的型鋼上，若局部不平時(shí)需采用墊木墊實(shí)。

③腳手架根部必須設(shè)置縱橫向掃地桿?？v向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距離底座不大于20cm的立桿上，橫向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

④需在腳手架外側(cè)立面的兩端分別設(shè)置一道剪刀撐，并由底到頂連續(xù)設(shè)置，腳手架中間每隔4～5道立桿布置一道剪刀撐。

⑤鋼管腳手架縱向橫桿需與兩側(cè)閘墩砼頂實(shí)，立桿每隔2m左右與閘墩砼面或閘門槽外露拉錨筋頭焊接加固牢靠，確保腳手架整體穩(wěn)定性。

⑥考慮上游為懸挑部位，交通橋澆筑砼時(shí)需自下游梁開始向上游逐步推進(jìn)，以保證受力平衡及整體穩(wěn)定。

五、結(jié)束語

該工程大壩溢流壩段交通橋施工影響到整個(gè)工程項(xiàng)目年度節(jié)點(diǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，交通橋橫向跨度大，支撐結(jié)構(gòu)高，混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的荷載大，再加上懸挑結(jié)構(gòu)的荷載，故支撐結(jié)構(gòu)所承受荷載復(fù)雜。經(jīng)過計(jì)算確定支撐結(jié)構(gòu)形式及搭設(shè)方案，在施工過程中對(duì)質(zhì)量和安全進(jìn)行了嚴(yán)格控制，順利實(shí)現(xiàn)了既定目標(biāo)。

作者簡(jiǎn)介

高凱，男，陜西省西安市，助理工程師，現(xiàn)從事水利水電施工管理工作。