老橋橋面上搭設(shè)滿堂支架驗算分析

李耀東

(昆山市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 昆山 215300)

1 引 言

在城市高架橋建設(shè)中，利用老橋橋面進行支架搭設(shè)的案例越來越多。某項目主線高架橋第14聯(lián)位于老橋以上，老橋橋垮布置為(2×16+22+2×16)m，單幅橋?qū)挾?3.25 m，上部結(jié)構(gòu)形式為空心板，橋梁建設(shè)投入使用僅十余年，整體使用性能良好，可以作為搭設(shè)支架使用。該項目主線高架橋MB42、MB43號墩位于老橋跨河內(nèi)。為避讓老橋基礎(chǔ)，主線高架橋采用33 m+38 m+35 m橋跨布置，主線橋支架現(xiàn)澆施工時擬采用在老橋上部搭設(shè)滿堂支架。為保障主線高架橋支架搭設(shè)安全可靠，需對老橋板梁基礎(chǔ)的進行承載力驗算及沉降觀測，可為類似項目建設(shè)提供經(jīng)驗。

2 老橋承載力驗算

2.1 模型建立

通過查看原設(shè)計圖紙，對老橋板梁的設(shè)計參數(shù)進行收集。老橋1#～12#板梁的橫截面積分別為0.405 m2、0.406 m2、0.552 m2、1.054 m2、0.733 m2、0.47 m2、0.47 m2、0.798 m2、0.9 m2、0.47 m2、0.47 m2、0.985 m2。本文采用通過利用橋梁博士進行建模，對原老橋板梁承載力進行驗算，并通過人工計算進行校核。此處，對老橋最大跨徑的22 m板梁進行驗算，即最不利情況進行承載力驗收。22 m板梁建模共分25個節(jié)點，24個板梁單元。

計算模擬共分為三個施工階段：第一施工階段，即板梁預(yù)制安裝及橋面鋪裝層施工階段；第二施工階段，即板梁的收縮徐變階段，第三施工階段為主線高架橋箱梁支架現(xiàn)澆階段。單元信息和鋼束信息均按設(shè)計圖紙施加。

利用橋梁受力的對稱性，以主線橋箱梁一半截面進行分析。

2.2 板梁受力分析

對應(yīng)的作用在老橋各片板梁上的荷載表1所示，其中恒載作用于板梁全斷面，活荷載作用范圍按1.0 m計。根據(jù)現(xiàn)場施工方案，施工時為提高安全性能在板梁上部立桿下方鋪設(shè)貝雷支架，貝雷支架上部立桿位置鋪設(shè)方木，支架立柱鋼管作用在貝雷支架上部。綜合現(xiàn)場施工情況，板梁承載力驗算主要包括荷載因素有：①混凝土自重N1、②模板楞木自重N2、③碗扣支架自重N3、④貝雷支架自重N4、⑤人員機械荷載N5、⑥混凝土振搗附加荷載N6、⑦混凝土傾斜沖擊荷載N7。其中恒載組織=①混凝土自重N1+②模板楞木自重N2+③碗扣支架自重N3+④貝雷支架自重N4，活載組合=⑤人員機械荷載N5+⑥混凝土振搗附加荷載N6+⑦混凝土傾斜沖擊荷載N7。

表1 地面橋板梁荷載計算表

根據(jù)板梁鉸接板法計算出每片板梁的影響線。根據(jù)各片板梁的受力及影響線可推算出每片板梁的受力，如圖1所示。由圖可知，活載作用在第12#板梁為最不利情況，該板梁為板梁橫向布置最中間位置的板梁，12#板梁的承受荷載大小為20.8 KN/m。

圖1 每片板梁受力情況

2.3 最不利板梁強度及變形驗算

選取第12#板梁作為分析對象，通過橋梁博士電算輸出截面強度驗算結(jié)果，各截面極限強度、最大彎矩如圖2所示。

圖2 12#板梁各單元最大彎矩及極限抗力

根據(jù)圖2可知，12#板梁各單元在荷載作用下，均表現(xiàn)為下拉受彎的受力情況。最大彎矩及極限抗力從1#單元到12#單位逐步增大，13#單元處均達到最大值，14#單位到24#單位逐步減小。各單元最大彎矩均在極限抗力內(nèi)，最接近極限抗力的為13#單元，即12#板梁跨中單元為最大彎矩最大處，為最不利點，此處最大彎矩為2.60e+03 KN·m，極限抗力為2.61e+03 KN·m，該單元最大彎矩小于極限抗力。因此，板梁各單元的承載力滿足規(guī)范要求。

通過橋梁博士電算輸出各節(jié)點位移計算結(jié)果，如圖3所示。

圖3 12#板梁各節(jié)點位移情況

由圖3可知，豎向位移最大在13單元，即該板梁跨中處，最大位移值為13.5 mm。根據(jù)橋梁規(guī)范要求，最大允許變形為22 000/400=55 mm，最大位移值滿足規(guī)范要求。

綜上所述，經(jīng)驗算板梁承載力及變形均滿足規(guī)范要求。

3 支架預(yù)壓情況

施工時為提高安全性能，在板梁上部立桿下方鋪設(shè)貝雷支架，設(shè)置在橋梁橫截面中部位置，貝雷支架上部立桿位置鋪設(shè)方木，支架立柱鋼管作用在貝雷支架上部，可增加有效的分擔(dān)板梁的承載力。通過在施工前對支架進行預(yù)壓，采用等載預(yù)壓，消除支架的非彈性變形，同時檢驗老橋基礎(chǔ)的承載能力。

根據(jù)規(guī)范，判斷支架基礎(chǔ)預(yù)壓合格的條件需滿足下列之一:(1)布設(shè)的監(jiān)測點連續(xù)24 h沉降量平均值小于1 mm；(2)布設(shè)的監(jiān)測點連續(xù)72 h的沉降量平均值小于5 mm。施工現(xiàn)場布置10個預(yù)壓監(jiān)測點，通過各監(jiān)測點與上一次觀測沉降量滿足要求，可以判斷出支架在板梁上的預(yù)壓合格，滿足施工安全需要。

4 結(jié) 語

該項目主線橋梁施工順利，在施工過程中通過對老橋板梁的承載力及變形進行驗算和對支架預(yù)壓變形情況進行沉降觀測，保障了主線高架橋梁支架搭設(shè)施工的質(zhì)量和安全，并且大大縮短了工期，起到了較好的經(jīng)濟效益。