淤泥粉質粘土地基現(xiàn)澆連續(xù)箱梁模板支架設計

■韓 鋒 ■中鐵二十四局福建鐵集團有限公司，福建 福州 350000

1 工程概況

東孚雙線特大橋24#～27#墩位于廈門東孚鎮(zhèn)瑪瑙村，橋址范圍內(nèi)地勢起伏不大，現(xiàn)場地形平坦開闊，施工場地較好。根據(jù)地質勘探揭示，地層分布如下:淤泥質粉質粘土(軟土或松軟土)→細砂、中砂層→全風化黑云母花崗巖→強風化黑云母花崗巖→微風化黑云母花崗巖?，F(xiàn)澆連續(xù)梁梁體截面類型為單箱單室斜腹板等高梁，梁高2.8m，梁底寬5.74m，箱梁頂板寬12.6m，底板寬5.74m;頂板厚一般為34cm，邊跨端塊處頂板厚由34cm 漸變至60cm;底板厚30、40、45、60cm;腹板按50、70、90cm 梯級變化。梁體全長98m，邊支座支承中心線至梁端0.55m。現(xiàn)澆梁體砼1075m3;梁體鋼筋用量約為21.9t，鋼絞線用量約55.74t，梁體采用C55 耐久性混凝土。其梁體截面圖如下圖所示。

2 支架方案

2.1 支架設計說明

連續(xù)箱梁翼緣板、腹板、底板混凝土和模板按均布荷載考慮，箱梁頂板混凝土和內(nèi)模板以集中力的方式通過箱梁底板的泄水孔傳遞到底模橫向分配梁(或直接傳遞到貝雷縱梁)，為簡化計算，按均布荷載考慮。

2.2 整體方案

整個支架體系由支架基礎、卸落裝置、貝雷縱梁、預拱度調(diào)整塊、分配梁、組成。本連續(xù)箱梁分別有28.45m、40m 跨，支架采用貝雷縱梁和鋼管的受力系統(tǒng)，材料設置方案均一致。根據(jù)橋梁跨度不一致，28.45m 跨度箱梁中間設置兩道鋼管，兩道鋼管的間距為1.5m，則貝雷縱梁受力驗算跨度為11.18m;40m 跨度箱梁中間設置四道鋼管，貝雷縱梁受力驗算跨度為10.6m，確保其受力滿足要求。

3 結構檢算

3.1 模板驗算

橫隔梁處底模橫向方木按間距20cm 進行布設，跨中按30cm 進行布設。竹膠板在橫梁的位置受力最大，取梁高最大值3.028 米處竹膠板進行驗算。

通過受力分析可知:

⑴施工荷載按均布荷載時:σmax=32.83MPa ＜［σw］=90MPa 滿足要求

⑵施工荷載按集中荷載時:σmax=36.78MPa ＜［σw］=90MPa 滿足要求

⑶剛度檢算:fmax=6 ×10-5m ＜［f］=0.2/400=5 ×10-4m 滿足要求

3.2 φ48mm×3.5mm 鋼管立柱

箱梁懸臂板下采用φ48mm×3.5mm 鋼管立柱支架，縱橫向間距均為80cm。取箱梁懸臂板根部最大高度0.586m 的實體部位作為控制計算部位。

⑴施工荷載按均布荷載時:σmax=27MPa ＜［σw］=215MPa 滿足要求

⑵施工荷載按集中荷載時:σmax=29MPa ＜［σw］=215MPa 滿足要求

⑶穩(wěn)定性驗算:σa=105MPa ＜［σw］=215MPa 滿足要求

3.3 貝雷桁架整跨驗算

⑴強度驗算:單排貝雷片承受的均布荷載:Mmax=384kN.m ＜［M］=788.2kN.m(滿足要求);⑵最大剪力:R=123.71kN ＜［Q］=245.2kN(滿足要求);⑶最大撓度:fmax=0.007m ＜［f］=11.18/400=0.028m(滿足要求)。

3.4 最不利荷載單片貝雷計算

在橫橋向上不考慮貝雷梁上槽鋼、方木的力分配，由外側往中間數(shù)第1 片、第2 片、第3 片、第4 片、第5 片、第6 片、第7 片貝雷片。各貝雷片直接承受在正上方的砼、模板荷載，緊靠在一起的按2 片平均承受荷載計算。

根據(jù)橋的橫斷面，貝雷片從外側往里數(shù)，編號從外側到中間為第1片～第7 片，荷載考慮如下，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］。根據(jù)上述情況，貝雷片受剪力最大是邊腹板位置即第4 及第5片貝雷片，則邊腹板驗算如下:

單片貝雷片最大彎矩:Mmax=672.6kN.m ＜［M］=788.2kN.m 滿足要求單片貝雷片最大剪力:Qmax=244.3t ＜［Q］=245.2kN 滿足要求單片貝雷片最大撓度:fmax=0.022m ＜［f］=12.75/400=0.032m

3.5 鋼管墩的驗算

本工程采用Φ500 鋼管支墩，外徑為530mm，厚度δ 為6mm，跨度為30m 共設置2 排鋼管墩，每排為6 根。鋼管樁底部按固定，上部為自由端，則μ=2;本工程最高凈高按13m 計算，扣除貝雷片等高度，鋼管最大高度h=11m。

3.6 鋼筋砼支墩基礎

根據(jù)本工程實際的地勘數(shù)據(jù)，鋼管樁根據(jù)實際情況考慮將開挖至殘積亞粘土或中粗砂層，采用換填2.0m 級配碎石。鋼管墩最大荷載528.5kN 考慮，混凝土基礎采用13.6 ×2.6 ×0.5m。

3.7 工字鋼的驗算

根據(jù)各個貝雷片的受力，采用連續(xù)梁的受力軟件計算其彎矩及剪力如下圖，根據(jù)彎矩圖及剪力圖得出:

4 結語

通過本項目的研究設計及現(xiàn)場實際應用，積累了一些相近地基的設計數(shù)據(jù)，對類似的連續(xù)梁的支架設計具有借鑒作用，該支架設計，先對松軟地層進行換填處理，采用鋼管樁作為地面支承，能夠提供足夠的承載力，保證支架不會產(chǎn)生大的沉降，確保了結構安全。

［1］東孚雙線特大橋(28.45 +40 +28.45)mm 連續(xù)混凝土箱梁設計圖.

［2］公路橋涵設計通用規(guī)范.JTG D60—2004.

［3］路橋施工計算手冊.人民交通出版社，2001.