浅谈跨高速现浇箱梁门洞支架施工方案
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【摘要】结合济馆高速公路茌平西立交及连接线工程两处跨济馆高速公路现浇箱梁的施工，对两处现浇箱梁跨高速门洞支架的设计、搭设及拆除三方面进行了详细的介绍，为类似的工程施工提供相关资料。
一、工程概况
济馆高速公路茌平西立交及连接线工程是为了缓解现有济馆高速茌平互通立交交通压力而增设的出入口，位于济南至馆陶高速公路茌平互通立交西5.3公里处，其中AK0+195.16匝道桥跨济馆高速桩号K635+059通过连接线与国道105线相接；LK3+340.5连接线大桥跨济馆高速桩号K635+500通过连接线与国道105线相接,两桥皆为现浇连续箱梁，相距450米。
AKO+195.16匝道桥
共3联（1联-3联），跨径布置如下： 4*20m+(30m+40m+30m)+ 4*20m。第2联上部结构为预应力砼连续箱梁跨济馆高速，第1、3联上部结构为普通钢筋砼连续箱梁。第2联预应力砼连续箱梁为三箱室截面，梁高2.2米，等高度梁。箱梁顶板宽度15.5米，底板宽度10.5米，悬臂长度2.5米。第1、3联普通钢筋砼连续箱梁为四箱室截面，梁高1.4米，等高度梁。箱梁顶板宽度15.5米，底板宽度10.5米，悬臂长度2.5米。
LK3+340.5连接线大桥
共6联，1、2、3、5、6联为先简支后连续箱梁结构，第4联为预应力砼连续箱梁，二箱室截面，梁高2.2米，等高度梁，跨径布置为：30m+40m+30m。箱梁顶板单幅宽度12米，底板宽度7米，悬臂长度2.5米。
二、门洞施工方案
根据高速公路规定及图纸设计要求，高速公路上设计两个门洞，门洞净高不小于4.5m（连续箱梁底距高速路面净高5.4m），门洞净宽不小于4.5m。
AKO+195.16匝道桥
1、门洞布置方式
（1）整个门洞系统由基础、碗口支架、道轨、纵向工字钢、横向方木组成。
（2）布置原则：
门洞两侧砼基础尺寸为：140cm（宽）*1800cm（长）* 80cm（高）；间距4.5米，工字钢采用I32a工字钢，间距0.45米，工字钢上铺设横向10cm*10cm方木，间距0.3米。
（3）高速路中央分隔带处理：挖除原地基腐殖土，进行夯实处理，再浇注20cm厚的C25砼，其上搭设支架，布置方式与门洞外高速路支架方式相同。
2、支架材料及基本尺寸拟定
1）、工字钢采用32a型；横桥向间距为：45cm。
2）、门洞计算跨径6m。
3）、支架布设
立杆纵、横向间距30cm，立杆布距：0.6m。
4）、门洞材料及基本尺寸拟定
砼基础：0.8米（高）*1.4米宽*18米（长）。
底托、顶托：488个，2.4米立杆：488根，1.2米立杆：488根。
0.3米横杆：5076根 ，道轨: 144米。
32a工字钢（7米）:82根。
LK3+340.5连接线大桥
1、门洞布置方式
（1）整个门洞系统由基础、贝雷片、调坡硬木块及顶托、横向道轨、纵向工字钢、横向方木、竹胶板组成。
（2）布置原则：
门洞两侧L形砼基础尺寸为：底板80cm（宽）*2700cm（长）*20cm（高）；侧墙30cm（宽）*2700cm（长）*80cm（高）间距4.5米，工字钢采用I32a工字钢，间距腹板处0.3米，其他处0.6米。工字钢上铺设横向10cm*10cm方木，间距0.3米。
（3）高速路中央分隔带处：分隔带处宽约2.5m，上部荷载由左右门洞悬出的工字钢共同承担。
2、支架材料及基本尺寸拟定
1）、工字钢采用I32a型；横桥向间距为：腹板处30cm，其余处60cm。
2）、门洞计算跨径6m.
3）、贝雷片布设
单条基础上布置双排三层贝雷片，分隔带两侧的贝雷片用钢管相互连接，外侧贝雷片同碗扣支架连接。
4）、材料用量
贝雷片216片（单片尺寸1.5m*3m），I32a工字钢120根（单根长9m）。
三、工字钢验算（按梁底计算，计算跨径6米）
1、工字钢布设：顺桥向布设，横桥向间距45cm。
2、32a工字钢参数：
32a型工字钢［σa］= 185Mpa ，［τ］= 85Mpa， E=2.1*105MPa，I=1.108*10-4m4，工字钢梁自重0.527KN/m ，W=6.92*10-4m3。
3、荷载：
新浇混凝土容重26KN/m3；(含钢材)
施工机具、人员、堆载物荷载：2 KN/m2；
倾倒混凝土时产生的冲击荷载：2 KN/m2;
振捣混凝土时产生的水平荷载：2 KN/m2;
振捣混凝土时产生的竖直荷载：4 KN/m2;
荷载系数取值：
静载系数：γG=1.2；
活载系数：γ0=1.4。
4、门洞荷载：
a.NG混凝土=（10.5*2.2-4.817*3）*26/10.5=21.42KN/m2；
b.NG模板方木=1KN/m2；
c.NQ施工=2+2+4=8 KN/m2；
5、工字钢承载力验算：
（1）工字钢承载力
q=((21.42+1)*0.45))*1.2+8*0.45*1.4=17.15KN/m
（2）内力计算
弯距Mmaxq=0.125* =0.125*17.15*6*6=77.18KN•m
（3）初选截面
W=77.18/145*103=0.5322*10-3m3=5.322*105mm3
选用I32a工字钢：Ix=1.108*108mm4 ；Wx=6.92*105mm3。
截面验算：
工字钢自重为：0.527KN/m。
工字钢自重产生的弯距：M=0.125* =0.125*0.527*6*6=2.37KN•m
总弯距：M总=77.18+2.37=79.55KN•m
弯矩正应力：σ= M总/W=79.55*106/2.342*106=115Mpa
剪力验算:
支点处总剪力值Q=17.15*6/2+0.527*6/2=53.03 KN
QS/δ=53.03*103*6.7156*105/1.108*108*11.5=27.95Mpa
（4）工字钢截面强度（挠度）验算：
梁上的单位荷载：q=17.15+0.527=17.68KN/m
f=5qL4/384EIx=5*17.68*60004/384*2.10*105*1.108*108=13mm
四、两种门洞支架方案比较
1、设计方案
AK0+195.16采用碗扣支架横向间距30cm，步距60cm，下部混凝土基础，其上道轨及32a工字钢。
LK3+340.5采用贝雷片支架，贝雷片支架双排三层，下部C20砼基础，其上道轨及30工字钢。
2、搭设要求
碗扣支架:砼基础浇筑完后，将设计数量的碗扣支架杆件运至施工现场，工人安装，支架搭设完成后（顶托高程控制准确）用吊车将道轨横桥向放于顶托之上，再将32a工字钢吊装于道轨之上，工字钢上放方木。
贝雷片支架:待砼基础完成后，将贝雷片单片及附件运至现场用吊车起吊组装，组装完成后用硬木斜木楔调整横坡，木楔间距1米，期间辅助顶托承重，其上放道轨，道轨上放工字钢。
3、优缺点
碗扣支架：工人操作方便，单件重量小易于组装、拆卸。单件数量过多，难以控制细部质量。机械使用率低。
贝雷片支架：组装拆卸方便，单片重量大组装拆卸需用机械辅助，不安全因素多，梁底横坡调整难度大。贝雷片支架自身无法调节高度。
五、结束语
搭设门洞支架选用哪种方案取决以下几方面因素：1.取材方便，经济适用。2.装拆方便、快捷。3.易于运输。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。