陈立国
中交一公局西南工程有限公司，四川 成都 610000
摘要：“依托重庆某高速路特大桥连续钢构施工实例，介绍其0#支架体系的设计与施工技术，探讨其适用性、经济性、安全性等特点。
关键词：支架 预压 连续钢构 桥梁工程
1 引言
桥梁混凝土主梁0#块施工时，通常采用落地式支架或墩身托架现浇施工，而墩身托架发主要采用预埋牛腿法作为整个0#节段的受力支撑，因此托架的结构形式尤为重要。本文依托重庆某特大桥选用的支架临时支撑体系，重点对支架主要受力部件、整体受力情况、支架体预压进行研究，总结一些施工经验供借鉴、参考。
2 施工原理
2.1 工程概况
三圣特大桥桥位区属丘陵地貌，桥梁跨越黑溪河及宽缓“U”字型沟谷，沟谷纵坡较平缓，切割较浅，冲沟内土层主为残坡积粉质粘土，多为阶状农田、水塘；冲沟两侧的丘包多呈浑圆状，丘包基岩出露。主桥位于直线段，在跨越乡村公路、黑水滩河处设（80+3*150+50）m预应力砼连续钢构，引桥17-18#墩与新建通车的渝广高速呈85°相交。
拟建特大桥主桥最高墩为118m，考虑高处作业的安全性及工艺的成熟性，结合三圣特大桥连续钢构特点（主桥墩顶设计1.0m宽*5.0m高的外延段），在综合考虑经济性与施工便捷后选择以外延段位置作为支撑平台，距离墩顶以下1.43m高度位置预留 1m 宽缺口安放砂箱，在砂箱上放置 I45a 型钢作为纵向支撑梁、然后在其上放置I40a作为横向支撑梁形成支架。在支架上灌注0#段砼，然后对称向两侧悬臂浇筑剩余梁段，最后合拢中跨。
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图2.1 0#块立面图
2.2 受力部件-砂箱
（1）结构确定
砂箱主要是利用砂的较小压缩性能和较大流动性能，在0#块施工阶段，砂箱装上细砂，插上插销，作为支座安装在预留支撑平台。在可解除临时支撑结构时，抽出插销，让细砂从出砂口流出，上盘在自重作用下下滑，实现支架脱离梁底。根据本工程特点，选择圆形形状，尺寸为65cm宽*30cm高，外筒采用φ610x16mm钢管，内筒采用φ559x10mm钢管并填充C30砼，上、下盘采用12mm的方板。砂箱对应墩柱位置设置3层直径12mm钢筋网片，并预埋固定砂箱用的A3钢板。
（2）受力验算
砂箱顶心外径d0=55.9cm、砂箱内径d1=61cm，顶心放入砂箱深度h0为10cm、降落高度H取6cm、筒壁厚度δ=1.6cm，对砂箱内干砂进行预压，砂容许应力取15MPa，对砂箱进行验算如下：
σ砂=（4p）/（πd02）=5.07 MPa＜15MPa
筒壁应力为：
σ=T/（H+h0-d2）*δ=75.8MPa
即σ=75.8MPa＜215MPa，砂筒受力满足要求。
2.3 受力部件-支架
（1）结构确定
支架固定在砂箱上以承担0#块支架、模板、混凝土和施工荷载的受力结构，其设计荷载需要考虑有：模板支架重量、混凝土自重、人料机重量、风荷载、冲击荷载等。本桥支架体系为每侧砂箱上密排布置4根I45a工字钢，共布置8根I45a工字钢纵梁；纵梁上侧布置I40a工字钢横梁，依据0#块尺寸，两边各布置5根I40a，中间布置17根I40a，共布置27根I40a横向分配梁，具体尺寸如图所示：
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图2.2 0#块支架平面布置图（单位cm）
（2）受力验算
混凝土浇筑﹝最大风荷载（按7级风控制）﹞，验算0#块混凝土一次性浇筑时（实际分两次浇筑），支架的承载能力、刚度及稳定性。荷载组合：1.2×支架自重+1.2×0#块砼自重+1.4×施工临时荷载×1.4×0.75×风荷载（7级）。采用midas进行验算结果如下：
纵向分配梁的最大组合正应力为198.74MPa＜215MPa，最大剪应力为101.49MPa＜125MPa，正应力及剪应力均较大，考虑到施工时分两次浇筑以及在纵梁上添加了加筋肋，故纵向分配梁满足设计要求。
横向分配梁的最大组合应力为149.43MPa，最大剪应力为35.84MPa，也均满足要求。
纵向分配梁的挠度Dmax=11.3mm＜（l/400）=（5800/400）=14.5mm，横向分配梁的挠度Dmax=21.7-14.5mm=7.2mm＜（l/400）=（7500/400）=18.75mm，满足要求。
2.4预压
考虑到支架体系受弹性变形和非弹性变形影响，需对主梁进行预压试验以计算出最大预拱度，以便在安装模板时进行预拱度调整。根据本桥支架受力特点，砂筒主要受非弹性压缩，而弹性变形主要集中体现在主梁桁架，综合考虑在高墩上施加荷载较困难且安全隐患大，结合国内既有高墩上施工0#节段的经验，并经专家评审通过后决定分两步进行，一是采取反力法：在地面模拟荷载对主梁桁架进行弹性变形预压试验，验证模型数据并得到接近实际工况数据；二是采取堆载法：在墩顶进行堆载预压，以消除非弹性变形。
依据均布荷载转换为集中应力并考虑1.2的系数，拉杆采用PSB930?32精轧螺纹钢，现场0#块分两次浇筑，第一次浇筑体积为450m3，则可知:
Ymax=6.81PL3/(384EI)=8.62mm
主梁架在立模时设置预拱度为0.86cm。
在底膜铺设完成后，整齐码放工字钢和槽钢等，本桥预压100t左右重量来消除支架以上构件的非弹性变形，7d测量堆载后数据表明消除最大非弹性变形在5mm左右。
3 结论
0#块支架依托数据模型和现场试验，科学合理解决施工支撑问题，并在现场组织安排下完成了施工任务，表明其结构形式适用，受力明确，安全可靠，施工便捷，还通过有效减轻支架重量，节约造价；采用的支架预压试验，方法简单适用，数据准确，大大减少了墩顶施工的安全风险及占用时间；这些都为0#节段的成功浇筑提供了基础保障。
参考文献
（1）期刊：周宝春. 东山通建特大桥连续梁0号块施工工艺探讨. 中国高新技术企业，2008，工程建设与管理：P230-240；
（2）周水兴. 路桥施工计算手册. 人民交通出版社：2001年。