浅谈大跨度连续梁直线段支架施工技术

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摘要：文章阐述了大跨度连续梁直线段支架设计、检算、施工控制及预压分析。

关键词：直线段；支架；施工

Abstract: This article explains the large span continuous beam line bracket design, calculation, construction control and preloading analysis.

Keywords: straight line segment; stent; construction

中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1、工程概况

湘江特大桥连续梁为单箱单室箱型截面，一联全长505m，主墩编号为27#、28#、29#、30#、31#墩，边支座分别位于26#和32#墩。墩中箱梁理论梁高8.5/6.4m，顶板宽12.2m，底板宽为6.4m，翼缘板悬臂宽为2.9m，两侧各梁节段采用分段悬臂式挂篮施工，26#墩边直段FL节段位于湘江水上，采用钢结构支架施工。

2、支架设计及检算

2.1支架设计

FL节段支架采用DZ-90振动锤打设φ630mm螺旋管基础，顶部焊接砂箱以便施工完成后拆除，横梁、纵梁采用3I45a、I36a工字钢横，铺设10*8cm方木为分配梁，底模为1cm厚竹交板。

2.2支架检算

2.2.1支架横断面图

2.2.2荷载计算

全梁理论重量为混凝土、钢筋、模板、人群机具荷载重量之和，其中模板重量考虑为50t，人群机具荷载考虑约为3t，计算梁段总重量为M=910.2+40+50+3=1003t，其中每侧腹板重量为3.9*0.45*23=105t，位于26#墩顶2m长部分不予考虑，则作用于支架重量为1003*21/23=916t，腹板重量为96t。安全系数考虑1.2，计算总重量为1099t，腹板重量115t。

2.2.3方木检算

分配梁采用10*8cm方木满铺，作用于方木的力分为两部分，一部分将腹板简化为集中力F=115t，其余部分为均布力，作用长度为10m，q=（1099-115*2）/10=86.9t/m。

最大弯矩为M=3.91t·m=39.1KN·m，最大反力为58.7t。

方木总数为21/0.08=263根，截面系数Wx=bh²/6=10*8²/6=106.7cm³，[σw]=11MPa

σw=M/Wx=39.1KN·m/（106.7*263*10-6m³）=1.4MPa

合格。

2.2.4I36a工字钢纵梁检算

支架中纵梁为17根，间距为0.6m，纵梁接头错开布置。根据方木检算中反力图得知最大反力为58.7t，根据牛顿第三定律作用力与反作用原理得知I36a工字钢受到58.7t的力，支架纵梁长度为21m，则均布力q=58.7t/21m=2.8t/m。取8m长I36a工字钢纵梁进行检算，横梁间距为4m。

最大弯矩为M=5.6t·m=56 KN·m，最大反力为14t，I36a工字钢截面系数Wx=877.6cm³，[σw]=145MPa

σw=M/Wx=56KN·m/877.6*10-6m³=64MPa

合格。

2.2.5 I45a工字钢横梁检算

横梁间距为4m/组，每组3根。根据纵梁检算中，纵梁跨中反力为14t，接头处反力为4.2t，因纵梁接头错开布置。

弯矩图如下：

最大弯矩为M=27.5t·m=275KN·m，最大反力为71.1t，I45a工字钢截面系数Wx=1432.9cm³，[σw]=145MPa

σw=M/Wx=275KN·m/（3*1432.9cm³）=64 MPa

合格。

4、施工工艺

4.1施工准备

4.1.1技术准备

对所有技术、施工员及工人进行技术培训，并进行详细技术交底、安全交底。

4.1.2材料准备

对支架所需材料进行计算，提前备料。该支架所需材料为φ630mm螺旋管、[14槽钢、砂箱、I45a工字钢、I36a工字钢、10*8cm方木、1cm厚竹交板、预压用沙袋。

4.1.3设备准备

支架搭设需用配50t履带吊的600t驳船一艘、DZ-90振动锤1个、电焊机5台等。施工前应准备到位。

4.2打设φ630mm螺旋管基础

4.2.1测量：基础平面位置对于支架受力影响较大，故测量定位十分重要，采用全站仪对螺旋管基础平面位置进行放样，采用水平仪对标高进行测量。

4.2.2桩靴制作：由于河床覆盖层较薄，厚度为0.3～1.1m之间, 为卵石土，褐黄色，饱和，中密～密实，σ=100kpa，覆盖层以下分别为全风化、强风化、弱风化泥质砂岩，σ=500kpa，为了确保管桩的入岩深度，保证支架的主体稳定性，应对螺旋管根部进行加强。采用的方法是在根部包裹一圈厚度8mm的钢板，高度0.2m,钢板用卷板机加工，与管桩根部焊接牢固,以提高管桩刚度,避免进入岩层发生卷边、破损现象。

4.2.3螺旋管打设：螺旋管打设采用驳船停靠的50t履带吊吊装DZ-90型振动锤进行打设，打设前应根据测量放点进行准确定位，打设过程中控制螺旋管垂直度，垂直度偏差不超过1%。振动沉桩的停振标准，以桩底标高为主进行控制，另外可以用最终贯入度（cm/min）为参考，考虑本桥覆盖层为卵石土，下覆泥质砂岩，振动锤沉桩的停锤标准，以最终贯入度：最后5分钟贯入度小于20mm控制。

4.2.4为增加抗洪能力，保证支架的稳定性，螺旋管打设完毕后在四周抛填1m高砂袋。

4.2.5螺旋管接高

4.2.5.1接口处理

两螺旋管接口面与螺旋管轴线应垂直，确保接长后不出现倾斜现象。

4.2.5.2接口焊接

将两根螺旋管轴线对齐，确保不要错台，先将水平缝满焊，满焊后采用钢板连接。连接钢板采用70cm长螺旋管平均切成4块，每块钢板中点位置与水平缝重合，将接口完全包裹后满焊。焊接质量符合规范要求。

4.3斜撑焊接

4.3.1顺桥向剪刀撑

顺桥剪刀撑采用[14槽钢焊接，竖向每4m一道，平撑及斜撑两端与螺旋管连接处应满焊，焊接质量符合规范要求。

4.3.2横桥向剪刀撑

横桥向剪刀撑采用[14a槽钢焊接，剪刀撑与两侧螺旋管满焊，焊接质量符合规范要求。

4.4.3混凝土锚

为增加支架抗洪能力，确保支架稳定性，在上游侧每根螺旋管下部增加混凝土锚，混凝土锚重量约为5t，采用φ20mm钢丝绳斜拉，混凝土锚落点为支架上游侧30m左右。

4.5砂箱安装

为了支架拆除方便，螺旋管顶部设置砂箱。砂箱体积为0.8m*0.8m*0.5m，砂箱内填充干砂并压实。

4.6横梁焊接

螺旋管接高至设计标高后，将顶部切割凹形，防止横梁出现纵向位移，并铺设厚度为1cm钢板，确保钢管受力均匀。横梁采用3排I45a工字钢焊接，横梁与钢管桩之间电焊焊接。

4.7纵梁焊接

纵向采用I36a工字钢，纵向间距为60cm。纵梁与横梁之间采用电焊焊接。