連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段托架法施工技術(shù)

中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司 山西太原 030032

摘要：邊跨現(xiàn)澆段施工為連續(xù)剛構(gòu)橋梁的一個(gè)重要施工環(huán)節(jié)，大部分連續(xù)剛構(gòu)橋梁現(xiàn)澆段采用臨時(shí)支墩或滿堂腳手架法施工，這兩種方法既加大施工成本又延長施工周期。針對(duì)黔中水利樞紐工程草地坡渡槽連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段的施工特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了托架法的施工方案，解決了施工現(xiàn)場(chǎng)不利困難，節(jié)約了成本、加快了施工進(jìn)度，保證了施工安全。

關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)；邊跨現(xiàn)澆段；托架；施工技術(shù)

1、工程概況

黔中水利樞紐工程為I等大型水利樞紐工程。草地坡渡槽上部主槽構(gòu)造形式為（95.95+180+95.95）m連續(xù)剛構(gòu)，采用菱形掛籃懸臂施工，設(shè)計(jì)流量為21.076～20.942m3/s。其中邊跨現(xiàn)澆段2個(gè)，槽墩為薄壁空心獨(dú)墩，墩高分別為47m、48m，邊跨現(xiàn)澆段長4.95m（含后澆段0.75m），高4.6～5.0m，頂板厚度0.3m～0.53m，腹板厚度0.5m～1.2m，底板厚度0.5m～1.0m，底板寬度5.25m～6.25m，混凝土方量95.01m3/個(gè)。

2、方案比選

該渡槽邊跨現(xiàn)澆段的難點(diǎn)在于槽墩較高，箱梁高重量大，常規(guī)的施工方法為臨時(shí)支墩或滿堂支架，采用托架施工必須對(duì)托架強(qiáng)度和剛度以及因偏壓對(duì)墩身的影響進(jìn)行充分的驗(yàn)算，必要時(shí)采取措施減少對(duì)墩身的影響；經(jīng)與設(shè)計(jì)咨詢，槽墩在設(shè)計(jì)時(shí)已充分考慮現(xiàn)澆段偏壓影響，為保證施工安全、質(zhì)量，減少成本，經(jīng)方案比選，采用托架法施工。

3、托架設(shè)計(jì)

3.1結(jié)構(gòu)形式

邊跨現(xiàn)澆段施工托架結(jié)構(gòu)由以下幾個(gè)部分組成：模板（竹膠板、方木）、橫向工字鋼分配梁、三角托架、預(yù)埋件及牛腿等幾部分組成。

托架采用自制加工型鋼桿件，墩身頂部預(yù)埋鋼板做牛腿，托架設(shè)計(jì)根據(jù)邊跨現(xiàn)澆段梁長及工作平臺(tái)的要求確定其結(jié)構(gòu)尺寸。墩身預(yù)埋件為δ20mm鋼板組焊件，在墩身施工時(shí)將其預(yù)埋。橫槽向布置三角托架2片，間距5.05m，三角托架的斜腿、豎腿均采用2-32b工字鋼焊接而成，縱梁則采用2-45b工字鋼組焊而成。牛腿為δ20mm鋼板組焊件，通過高強(qiáng)螺栓與墩身預(yù)埋件連接。托架下部支撐在牛腿上，上部通過墩身預(yù)埋φ32精軋螺紋鋼筋與槽墩連為一體，從而為澆筑現(xiàn)澆段提供工作平臺(tái)。

3.2 荷載計(jì)算

鋼筋混凝土的容重按2.65t/m3取值；

施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值1kN/m2；

澆筑和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值2kN/m2；

超灌系數(shù)按1.05取值；

底模均采用1.5cm厚的竹膠板及方木（背帶），內(nèi)模板及貝雷梁的荷載系數(shù)按混凝土重量的0.1倍取值。側(cè)模板采用木模，按照100kg/m2計(jì)算。

其中永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1.2，可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1.4。

強(qiáng)度計(jì)算：1.2×1.1×1.05×A×H×26.5+1.4×3×A

剛度計(jì)算：1.1×1.05×A×H×26.5+3×A

A——縱、橫向尺寸的乘積（m2）

H——混凝土高度（m）

3.3 三角托架計(jì)算

托架承受所有現(xiàn)澆段懸臂于墩外的混凝土荷載，以及模板及施工機(jī)具荷載。另外現(xiàn)澆段托架還承受50t合龍段施工荷載，以及30t配重荷載。每個(gè)托架還需要承受40t的荷載。

托架的最大變形是5mm÷2=2.5mm。

靠近墩身的斷面線荷載：（23.5m2×2.65t/m3×1.2×1.05×1.05）÷2≈41.2t/m

端部斷面的線荷載：（14.5m2×2.65t/m3×1.2×1.05×1.05）÷2≈25.5t/m

托架縱梁工字鋼2-45b的最大應(yīng)力146MPa÷2=73MPa，小于容許值150MPa，滿足要求。

豎腿2-32b工字鋼的最大應(yīng)力186MPa÷2=93MPa，滿足要求，斜腿的最大應(yīng)力是162MPa÷2=81MPa，滿足要求。

斜腿的最大水平力大小是49.3t，豎向力最大是130t。

三角托架上端的拉力49.3t采用2根直徑32mm的精軋螺紋鋼拉在墩身內(nèi)，滿足要求。下端的130t支反力通過8顆10.9級(jí)的M30螺栓連接在墩身的預(yù)埋件上，單顆螺栓承受24t的剪力，8顆共計(jì)承受192t的剪力，滿足130t的承載要求。

把斜腿折算為箱形鋼，其截面特性如下：

H = 320.00 mm，B = 132.00 mm，Tw = 11.50 mm，T1 = 15.00 mm，T2 = 15.00 mm，

ix = 11.43 cm，iy = 5.32 cm

從上面的截面特性可知，豎腿的弱軸回轉(zhuǎn)半徑是5.08cm，斜腿長度是498cm，那么柔度：λ=498cm÷5.32cm =93.6

查表得軸心受壓穩(wěn)定折減系數(shù)：φ=0.597

斜腿的穩(wěn)定折減應(yīng)力是81MPa÷0.597≈135.7MPa小于容許應(yīng)力[σ]=150MPa，滿足要求。

4、托架安裝

牛腿、托架加工制作時(shí)，材質(zhì)、焊接高度、質(zhì)量一定要符合設(shè)計(jì)要求，加工拼裝成型后，對(duì)幾何尺寸、焊接質(zhì)量進(jìn)行檢查，合格后運(yùn)至墩旁。

墩身施工完成后要及時(shí)檢查托架預(yù)埋件及預(yù)留孔的安裝偏差，及時(shí)進(jìn)行修整。牛腿與下預(yù)埋件的連接采用8個(gè)10.9級(jí)的M30高強(qiáng)螺栓連接，且牛腿與預(yù)埋件的連接鋼板采用周邊滿焊，焊縫高度14mm，安裝時(shí)注意螺栓孔位置準(zhǔn)確，并加上彈性墊片，保證牛腿頂板水平。落架裝置采用上下兩塊φ12鋼板和φ32螺紋鋼筋組焊而成，下牛腿安裝好后，將落架裝置放置其上并兩側(cè)點(diǎn)焊在一起，三角托架安裝時(shí)必須保證底座板與落架裝置頂板處于同一水平面上，并與落架裝置上鋼板點(diǎn)焊在一起，下壁板與墩身表面粘貼緊密。單組托架安裝完成后，對(duì)上部預(yù)埋的精軋螺紋鋼預(yù)拉10t，兩組三角托架安裝完成后，通過[25b槽鋼交叉剪刀撐形式將托架連接成為一個(gè)整體。擺放橫向分配梁（25a工字鋼，長度10m，間距0.3m，并與托架縱梁焊接在