新建铁路沈阳至丹东客运专线本溪枢纽段
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摘要：通过本工程现浇梁模板支撑架方案，阐述压杆稳定计算理论及纵横向非匀称截面荷载的支撑布置原则、临时基础设计方法及检算、施工安全质量注意事项。
关键词：现浇梁； 模板支撑架 ；专项施工技术方案
Abstract: through the construction of cast-in-place beam formwork support scheme, the pressure bar stability calculation theory and its vertical non uniform cross section load supporting arrangement principles, temporary foundation design method and check calculation, construction safety quality matters needing attention.
Key words: cast-in-place beam; formwork; special construction technology programs
中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：
1、工程概况
新建沈阳至丹东铁路客运专线崔地沟大桥，全长389.32m，设计为11孔双线（8×32m+3×40m）后张预应力混凝土简支箱梁。其中第8~10孔为3孔40m为后张法预应力混凝土双线简支箱梁，每孔梁C50混凝土设计体积为438.6m3。
双线简支梁全长40.6米，计算跨度39.1m，预应力采用双端张拉，箱梁底板宽为5.15m，顶板12.20m，梁高3.785m。梁体整体处于-16‰的直线纵坡上。
桥梁支撑墩均为钢筋混凝土实体墩身、钢筋混凝土灌注桩基础。
本桥桥址处于低丘沟谷，地势起伏较大，地表植被较发育，局部为耕地。地表表层覆盖为第四系上更新统坡残积层（Qdl+el3）粉质黏土，表层下为砂砾、细角砾土、粗角砾土，下伏寒武系下统（ε1）页岩、石灰岩及太古界混合岩。地下水类型为第四系潜水及基岩裂隙水，勘察期间地下水埋深在地表下1.3~7.6m。第8孔~第10孔桥址，处于山坡下自然冲击沟，流水量受降雨影响，除雨季外无流水。
箱梁采用支架现浇施工技术方案，3孔一次浇筑。
2、施工方案概况
本段3孔简支梁梁桥处于粗角砾土和混合岩，承载力较高，适用于扩大基础大跨支架法施工。支撑架结构示意图如图1、2所示。
支撑架采用普通贝雷桁架做支撑梁，布置16排片，每两片之间采用横隔桁架连接。支撑柱采用直径φ510mm、壁厚12mm钢管，横向布置2根，间距按等荷载分配原则布置。柱顶上的横向主梁采用2拼I56b组合工字钢梁。支撑柱均至于承台上，以减少支架的沉降量。梁底采用15cm×10cm小方木及竹胶模板。
3、方案设计参数
①钢材弹性模量E=2.1×105MPa；
②Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=215Mpa，剪切强度fv=125Mpa；贝雷桁架 的允许压应力及弯应力为f＝273 MPa；剪应力fv=208 MPa。
③钢筋混凝土重度rc=26KN/m3；
④结构安全系数K=1.3；
⑤二次分配梁允许挠度【ω】=L/500；
⑥衡载系数1.2，活载系数1.4。
⑦施工人员及机械活载约1KN/m2。（参照施工组织取值）。
⑧模板重量q=2.5KN/m2。竹胶模板、木框架，参考【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》取值。
4、荷载计算
4.1计算梁横截面积
40m箱梁跨中标准断面结构图如图3所示。
4.2荷载计算
①结构恒载
q1=10.149×26=264KN/m;
②模板荷载
q2=2.5×12.2=30.5KN/m;
③支架荷载
按结构横载15%估计为
q3=264×15%=40KN/m;
④人员、机具等施工活载
q4=1×12.2=12.2KN/m。
⑤荷载组合
Q=1.2（q1+q2+q3）+1.4q4=419KN/m。
计算荷载放大系数：K=1.587。
5、内力计算及结构设计
5.1N1支撑住设计
①纵向受力图如图4所示。
②N1立柱设计
由图4可知纵向荷载最大处为RB=RC=5342KN所以以此处荷载设计。本方案横向拟采用2根φ500壁厚12mm有缝钢管，设计允许受压强度f=215MPa；自由受压长度为7.5m，A=184cm2;I=54798cm4;i=17.258cm；λ=42.66为短杆，折减系数φ=0.887。
单根允许承载能力F=φ. f. A=3510KN，安全系数K=1.3满足要求。压缩量l=(σ.l)/E=5mm。
注：边跨由于与墩身相连接自由受压长度比中跨支柱自由受压长度短且受力小于跨中立柱，所以不再检算。
5.2 N2一次分配梁设计
①横向受力示意图，由CAD作图画出，如图4所示。
②N2一次分配梁设计
一次分配梁拟采用I56B工字钢，IX=68510cm4,A=146cm2,抗压f=215MPa，抗剪fV=125MPa。
分配梁受力如图5。
⑴由抗弯能力初定需要根数，最大弯矩绝对值为跨中962KN.m。
(Mmax.y/2)/( n.IX)≤[f]=215MPa,n≥1.8根，取2根。
⑵由抗剪能力进行检算,最大剪力绝对值为支撑位置1848KN。
承受剪应力f=1848/（2.A）=63.28MPa,设计允许剪应力125 MPa，安全系数1.98满足要求。
⑶扰度检算
由力法可得在q=1状态下：
=14415；=0.007。
由得到，=4.7mm，小于L/400=15.5mm，满足要求。
③N4、贝雷梁设计
贝雷桁架物理几何指标（根据交计发[1998]23号文）
⑴贝雷梁受力如图6所示。
⑵由允许抗剪能力来初步选择所需要贝雷梁数量
有图6可知最大剪力为2828KN，贝雷梁允许抗剪能力为245.2KN，
所需片数n≥2828/245.2=11.5片，安全系数1.3所以取16片。
⑶由抗弯能力来检算贝雷梁数量
由图6可知最大弯矩绝对值为5297KN.m，贝雷梁抗弯能力为788.2KN.m,安全系数K=788.2×16/5297=2.38满足要求。
⑷贝雷梁分配详见图7，贝雷梁横向分配图。
⑤水平桁撑及斜支撑设计
⑴N5设计
如图2-2中所示N5长570cm,按受压杆件设计，此桁撑没有明确的内力，故按【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》中的一般规定设置，受压杆件长细比不大于200，回转半径i≥2.85cm。
选择直径φ120mm、壁厚6mm，其回转半径i=4.036cm，大于2.85cm，满足要求。
⑵N6设计
N6为剪力撑，剪刀撑按受拉构件设计。受拉长度806cm，故按【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》中的一般规定设置，长细比λ不大于350，回转半径i≥2.37cm。。
选择直径φ120mm、壁厚6mm，其回转半径i=4.036cm，大于2.37cm，满足要求。
⑶N7设计
如图2-1中所示N7长162cm,按受压杆件设计，此桁撑没有明确的内力，故按【JGJ162-2008】《建筑施工模板安全技术规范》中的一般规定设置，受压杆件长细比不大于200，回转半径i≥0.81cm。
选择直径φ120mm、壁厚6mm，其回转半径i=4.036cm，大于0.81cm，满足要求。
⑤N8落架支座设计
⑥扩大基础设计
由图1所示地质水文条件得知，将扩大基础持力层设在地基承载力σ0=300KPa上，混凝土刚性角为450，如图4所示RB、RC最大单根支撑柱所受竖向压力为2671KN，σ=2671/(3.6×3.6)=206KPa安全系数1.4,满足要求。N1立柱下按600×600厚20mm钢板，混凝土扩大基础所受压应力F=2671/（0.6×0.6）=7.4MPa,所以选择C15混凝土，轴心抗压强度标准值10MPa(混凝土结构设计规范 GB50010-2010),安全系数1.35满足要求。
6、施工注意事项
(1)支撑柱的支撑位置、扩大基础及空间安装位置，应准确测量定位，确保支撑柱置于贝雷桁架的设计支撑点，避免承载力不足。
(2)I56b工字钢组拼梁及支撑架杆件、组装的焊接焊缝厚度、熔透质量、焊缝长度不得小于设计标准；接长的钢管支撑柱，应采用内衬管+外包箍拼接结构，确保接头同轴及等强度焊接重量。
(3)支架预留拱度，应根据支架预压沉落值和箱梁设计预应力预留拱度预留，现场技术人员应取得主体结构设计者的相关资料，酌情考虑。支架的调节高度可根据卸落支座调整。
(4)钢管柱的安装支撑点，应确保轴心受压，严禁偏心布置。
(5)每孔贝雷桁架梁，与桥墩接触端应与墩身加楔支顶牢固，确保贝雷梁纵向受压不位移。贝雷梁横联。
(6)墩顶上的梁底底模模板，建议采用砂浆砌筑红砖胎膜。
(7)贝雷桁架进场后，必须逐片检查质量。凡是锈蚀严重、弯曲、开焊、裂缝的，均应加固补焊完好方能使用。达不到质量标准的，严禁使用。
(8)轴销孔及螺栓孔均采用电钻成孔，严禁使用乙炔及电焊成孔。
(9)直径φ500×12管材的采购质量要严格把关，不得小于设计直径及壁厚，主管技术要认真核对。