62m鋼—混凝土組合梁架設(shè)支撐體系設(shè)計(jì)

摘 要：本文結(jié)合中心港河橋施工條件，對(duì)62m鋼-混凝土組合梁支撐體系進(jìn)行了說明，并對(duì)支撐體系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)算，即滿足了組合梁架設(shè)要求又保護(hù)了老橋。

關(guān)鍵詞：鋼管樁；老橋；安全

一、工程概況

東方大道快速路高架項(xiàng)目1標(biāo)段上部結(jié)構(gòu)包括1聯(lián)鋼-混凝土組合箱梁，采用1×62m簡(jiǎn)支變截面結(jié)構(gòu)形式跨越中心港河。鋼梁重約712噸，設(shè)計(jì)采用縱向分段、橫向分塊方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝，設(shè)計(jì)臨時(shí)支墩反力標(biāo)準(zhǔn)值為11655KN，施工期間總沉降量不大于5mm。

二、跨中水中墩支撐體系設(shè)計(jì)

經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，該聯(lián)組合梁跨中水中墩采用鋼管樁基礎(chǔ)接609鋼支墩，鋼支墩上用HN700*300mm H型鋼縱橫鋪設(shè)做分配梁，分配梁上安裝調(diào)節(jié)砂桶作為鋼箱梁安裝的支點(diǎn)，609鋼支墩間用20mm槽鋼焊接連接為整體。

根據(jù)相近處地質(zhì)鉆探孔地質(zhì)資料，進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，采用樁徑d=0.63m，壁厚9cm，樁長(zhǎng)為29m的鋼管樁。橫橋向布置4根，樁中距為2m；縱橋向布置3排，間距為2.5m，總樁數(shù)12根。

施工完畢后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)檢測(cè)，樁基承載力為900KN，不能滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)重新計(jì)算后樁長(zhǎng)調(diào)整為35m，但施工時(shí)3#、7#、9#鋼管樁未能打入土層，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)及鋼箱梁架設(shè)要求，擬在已施工完畢基樁中增加4根鋼管樁，擬增加的樁基樁長(zhǎng)為20m，樁基入土深度13.22m。

三、老橋橋面支撐體系設(shè)計(jì)

跨中橋面支架采用φ273x8mm規(guī)格的鋼管組成，鋼管間利用[20槽鋼做連接系。同時(shí)采用雙拼[25槽鋼在橫向H型鋼下做成斜撐，減少橋面受力。其中左幅橋面支架由3排，每排4根，共12根鋼管組成，右幅橋面支架由3排，每排5根，共15根鋼管組成，跨中橋面支架的鋼管總數(shù)為27根。每根鋼管頂焊接規(guī)格為20*350*350mm的鋼板，找平后頂部用HN700*300mm H型鋼縱橫鋪設(shè)做分配梁，分配梁頂采用千斤頂作為鋼箱梁安裝的臨時(shí)調(diào)節(jié)支點(diǎn)。鋼管底部焊接20*350*350mm的鋼板，采用雙28b工字鋼并排做墊梁，利用混凝土找平后橫鋪在老橋橋面上。

（一）老橋橋面承載力驗(yàn)算

對(duì)老橋橋面臨時(shí)墩采用MIDAS.CIVIL2006進(jìn)行建模，橫向HN700*300mm H型鋼模擬成連續(xù)梁，φ273x8mm鋼管下端采用鉸接連接，鋼管樁下端采用固定連接。鋼箱梁在拼裝完成前自重可近似地認(rèn)為均勻分布在橫向H型鋼上。

荷載作用效應(yīng)考慮按永久荷載考慮，鋼箱梁自重、支撐材料自重及混凝土條形基礎(chǔ)自重等作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.2。

1、鋼箱梁拼裝完成前跨中臨時(shí)墩模型細(xì)節(jié)介紹

根據(jù)建模計(jì)算結(jié)果可以看出在鋼箱梁自重、支撐材料自重及混凝土條形基礎(chǔ)自重作用下西側(cè)跨中橋面部分4根φ273鋼管受力分別為41.2KN，45.3KN，99.3KN，69.1KN；東側(cè)跨中橋面部分5根φ273鋼管受力分別為42.2KN，44.7 KN，108.2 KN，117.2 KN，64.8 KN。

由于φ273鋼管下為雙拼28#工字鋼和C40混凝土調(diào)平基礎(chǔ)，剛度較大，可以很好分散集中荷載，對(duì)空心板梁承載力驗(yàn)算時(shí)，采用平均后的集中力進(jìn)行驗(yàn)算。

2、按城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)（CJJ77-98）進(jìn)行中心港河橋承載能力驗(yàn)算

對(duì)中心港河橋按城市-A荷載等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算，由于中心港河橋?yàn)閱蜗蛉嚨罉蛄海嚭奢d考慮多車道折減，橫向折減系數(shù)取0.78。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)汽車荷載作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.4。

已知橋長(zhǎng)l=16m，取單車道進(jìn)行驗(yàn)算，車道寬3m，驗(yàn)算彎矩時(shí)均布力取qM=22.5*0.78*1.4=24.57KN/m，驗(yàn)算剪力時(shí)均布力取qQ=37.5*0.78*1.4=40.95KN/m，車道集中力PK=140*0.78*1.4=152.88 KN，中心港河橋在車道荷載作用下：

Qmax =1/2（qQl+PK）=404.04 KN

Mmax =1/8qMl2+1/4 PKl=1397.76 KN.m

將一條車道荷載作用平均分配到3片板梁，則每片板梁最大允許剪力[Q]=134.68KN；最大彎矩[M]= 465.92KN.m。

而東側(cè)橋面單片板梁Qmax=74.63 KN，Mmax=380.37 KN.m

西側(cè)橋面單片板梁Qmax =64.86 KN， Mmax= 330.53 KN.m。

比較可知，彎矩、剪力均小于允許值，老橋承載力滿足要求。

四、結(jié)論

根據(jù)施工過程的監(jiān)控量測(cè)，臨時(shí)支墩體系的設(shè)計(jì)即滿足了鋼—混凝土組合箱梁的架設(shè)要求又滿足了對(duì)老橋的保護(hù)。施工快捷，節(jié)約工期，同時(shí)鋼材可重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)性較好，在城市道路橋梁改擴(kuò)建過程中，如有相似情況，該種支撐體系可以考慮。

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作者簡(jiǎn)介：朱劭冬，男（1985-）上海人，助理工程師，研究方向：市政工程。