1、跨线立交桥主桥连续梁支架及门洞设计与检算摘要：本文主要介绍了跨线立交桥主桥连续梁支架及门洞搭设方式，并分析受力情况，选取了最不利工况进行了检算。 关键词：跨线连续梁支架门洞设计检算 中图分类号： U448.21+5 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概况 本立交桥位于安徽省合肥市经济开发区方兴大道与蓬莱路交口，为方兴大道跨蓬莱路立交桥。桥梁起讫里程为：K2+524.55K2+922.73，设计共分三联，全长 395m，桥梁分两幅，每幅桥宽 13m，为双向六车道，其中跨蓬莱路(双向六车道)处一联为主桥，跨径组合为 35+55+35m，为预应力混凝土双室变截面连续箱梁，中支点处梁高 3m，中跨
2、跨中梁高1.8m，梁底为二次抛物线，中支点处桥下净高 5.609m，中跨跨中桥下净高 7.065m(如图 1)。 图 1 连续梁平面位置示意图(单位:cm) 2 地基处理 连续梁主跨部分位于既有道路上，路面为沥青路面，其路面结构层为 18cm 沥青+56cm 水稳，可以满足门洞及支架地基承载力要求。 位于既有道路以外部分地基处理方法：挖除支架搭设范围内杂填土后，按照承载力不小于 160kPa 的要求，根据现场试验确定地基处理深度，采用 5%石灰改良土进行换填；承台开挖后的基坑回填：沿基坑边坡开挖台阶，台阶高度以 30cm 为级数，宽度以 100cm 为级数，回填碾压密实；顶面设置 1%横向排水
3、坡，设 10cm 碎石垫层，浇筑 15cm 厚 C25混凝土面层，浇筑至梁体平面投影边线外 1.5m 处，四周设排水沟，保证排水通畅。 3 支架搭设方案 采用 483.0mm 的碗扣式满堂支架，主梁为 10cm15cm 方木，腹板部位横桥向布置，间距为 0.6m，翼缘板部位顺桥向布置，间距为0.9m；次梁为 10cm10cm 方木，间距为 0.3m，面板采用 18mm 厚竹胶板；支架立杆顺桥向间距均为 0.6m，步距均为 1.2m；支架立杆横桥向布置如下： (1)中支座 P6、P7 顺桥向前后 8m 范围内：边腹板下横桥向 1.2m 范围内，支架立杆横桥向间距为 0.3m；中腹板下横桥向 1.
4、8m 范围内，支架立杆横桥向间距为 0.3m；翼缘板位置横桥向间距为 0.9m；其他位置横桥向间距为 0.6m。布置形式：0.93+0.35+0.64+0.36+0.64+0.35+0.93(如图 2)。 图 2 支架横向布置示意图一(单位:cm) (2)边支座 P5、P8 顺桥向 3.5m 范围内：支架立杆横桥向间距为0.6m，翼缘板位置横桥向间距为 0.9m。布置形式：0.93+0.3+0.615+0.3+0.93(如图 3)。 图 3 支架横向布置示意图二(单位:cm) (3)其他位置：腹板下横桥向 1.8m 范围内，支架立杆横桥向间距为0.6m；翼缘板位置横桥向间距为 0.9m；其他位
5、置横桥向间距为 0.9m。布置形式：0.93+0.3+0.63+0.92+0.63+0.92+0.63+0.3+0.93(如图 4)。图 4 支架横向布置示意图四(单位:cm) (4)内模支架采用 483.0mm 的钢管支架，横梁为 10cm10cm 方木，间距为 0.9m，纵梁为 10cm10cm 方木，间距为 0.3m，面板采用18mm 厚竹胶板；内支架立杆顺桥向间距均为 0.9m，横桥向间距均为0.6m，支架步距按 1.2m 布置，局部采用钢管扣件配合加固；剪刀撑横桥向设置 1 排使支架连接形成整体。 4 门洞搭设方案 在跨中既有道路中央隔离带边缘左右对称各设置 1 个净宽 4m 的主门
6、洞，在主门洞旁边再各设 1 个净宽 2m 的供非机动车通行的边门洞。门柱采用螺旋焊管，直径 480mm，壁厚 10mm，设 6 排，每排横桥向间距1.8m，每排 10 根；立柱之间采用 14a 槽钢搭斜撑焊接加固；门洞基础采用 C30 混凝土条形基础(高 0.8m，宽 1.5m)，基础顶部预埋70070010mm 钢板，钢板底焊接 4 根 U 型 20mm 预埋筋；钢管顶部焊接 60060010mm 厚钢板；门柱与钢板之间焊接，焊接方式为围焊，四周设 8 块 12012010mm 三角加劲缀板；门柱顶部放置横向双根 I40a工字钢，两侧焊接加劲缀板；横梁上顺桥向间距 0.6m 依次布设 I40
7、a 工字钢横梁，两侧焊接加劲缀板,并与横向双根工字钢焊接牢固；其上铺设18mm 厚竹胶板，再横向布设一道 I10 工字钢，间距 60cm，上部再进行支架搭设(如图 5、图 6)。 图 5 门洞布置示意图(单位:cm) 图 6 门洞布置横断面示意图(单位:cm) 5 支架检算 对各截面梁部结构进行统计分析： (1)中支座 P6、P7 顺桥向前后 8m 范围内：箱梁设计底板最大厚度0.93m，顶板最大厚度 0.5m，腹板最大高度 3m，宽度 0.7m，底板支架最大高度 5.7m。 (2)边支座 P5、P8 顺桥向 3.5m 范围内：箱梁设计底板最大厚度0.43m，顶板最大厚度 0.5m，腹板最大高
8、度 1.8m，宽度 0.9m，底板支架最大高度 6.4m。 (3)其他位置：箱梁设计底板最大厚度 0.51m，顶板厚 0.25m，腹板最大高度 2.47m，支架最大高度 6.4m；支架在腹板之间位置间距 0.9m，混凝土计算厚度取 0.51+0.25=0.76m，支架最大高度 6.4m。 (4)翼缘板混凝土最大厚度 0.5m，最小厚度 0.2m，宽度 2m，支架规格统一为 0.60.91.2m，搭设最大高度按 10m 计。 将受力情况进行综合考虑，取最大受荷工况，按以下 3 种情况进行检算： (1)支架规格 0.30.61.2m，混凝土高度 3m，考虑 1.1 倍荷载预压，取 3.3m 为混凝
9、土计算高度，支架最大高度 5.7m，按 6m 计。 (2)支架规格 0.60.61.2m，混凝土高度 2.47m，按 2.5m 计，考虑 1.1 倍荷载预压，取 2.75m 为混凝土计算高度，支架最大高度 6.4m，按 7m 计。 (3)支架规格 0.60.91.2m，混凝土高度 0.76m，按 0.8m 计，考虑 1.1 倍荷载预压，取 0.88m 为混凝土计算高度，支架最大高度 10m，按10m 计。 验算按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)和建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 166-2008)要求进行检算，均满足要求(借助软件验算较为简便，在此不
10、赘述)。 6 门洞检算 门洞上部箱梁最大梁高 2.08m，底板最大厚 0.35m，顶板厚 0.25m。考虑到安全性要求，验算时箱梁按照等截面实腹式梁考虑，并按 1.2 倍荷载计，取 2.5m 为混凝土计算高度；门洞上部支架高度 1.11.35m，顺桥向工字钢最大跨度 5.5m，横桥向工字钢最大跨度 1.8m。 40a 工字钢、10 号工字钢、钢管(直径 480mm，壁厚 10mm)截面参数均可查，在此不赘述。 钢材力学性能：弹性模量 E：206106N/mm，剪变模量G：79103N/mm 立杆轴力 F 采用最大值： Mw0.921.4kLah2/100.921.40.280.61.22/10
11、0.03kN?m N0.91.2(G1k+(G2k+G3k)h)+1.4(Q1k+Mw/Lb)0.60.60.91.2(0.75+(24+1.1)2.5)+1.4(1+0.03/0.6) 0.60.625.16kN 立杆对工字钢作用力 F=25.16+1.20.13841.35=25.38kN。 (1)10 号工字钢验算（跨度 0.6m，简支梁）： 跨中最大弯矩=1/4Fl=1/425.380.6=3.81kN.m 支座反力 R=1/2F=1/225.38=12.69 kN = M/ W=3.81/（4910-6）=77.755MPa=205MPa 挠度=Fl3/(48EI)=25.38103
12、(0.6103)3/（482.06108245104）=0.0002mml/400=600/400=1.5mm 最大剪力=max1/2F,F=25.38kN =VSx/(It)= 25.3828.210-6/(24510-84.510-3)=64.92MPav= 120MPa，满足要求。 (2)40a 工字钢验算（跨度 5.5m，简支梁）： 采用结构力学求解器建立计算模型(单根自重：0.676kN/m，单根受集中荷载 F=25.38kN，如图 7)。 图 7 计算简图(单位:N) =160.966kN.m 支座最大反力=128.683 kN 最大剪力=128.683kN = M/ W=160.
13、966/（109010-6）=147.675MPa=205MPa =VSx/(It)= 128.683631.210-6/(2172010-810.510-3)=35.615MPav= 120MPa 挠度=11.37mml/400=5500/400=13.75mm，满足要求。 (3) 40a 工字钢验算（跨度 1.8m，按三跨连续梁计算）： 采用结构力学求解器建立计算模型(单根自重：0.676kN/m，单根受集中荷载 F=128.683/2=64.342kN，如图 8)。 图 8 计算简图(单位:N) =31.10kN.m 支座最大反力=211.52 kN 最大剪力=82.23kN = M/
14、W=31.10/（109010-6）=28.53MPa=205MPa =VSx/(It)=82.23631.210-6/(2172010-810.510-3)=22.76MPav= 120MPa 挠度=0.16mml/400=1800/400=4.5mm，满足要求。 (4)钢立柱验算（高度 3.3m）： 单根门洞立柱最大受力=211.522=423.04kN = N/ A=423.04/(147.65510-4)=28.65MPa=190MPa 长细比=l/i=330/16.62=19.86130=145 稳定系数=0.985 N/(A)= 423.04/(0.985147.65510-4)=
15、29.09MPa190MPa 满足要求。 (5)基础地基承载力验算： 门洞立柱扩大基础采用 C30 素砼，基础与地面接触面积 S=长宽=181.5=27m2。 上部结构传递到扩大基础上的总荷载 G 总= 103.301.159+181.50.824+10423.04=4787.05kN。 基础地基承载力：P=G 总/S=4787.05/27=177.3kPa，既有道路地基承载力满足要求。 7 结束语 施工前，编制好交通导行方案，按要求逐级审批；设置好减速带、限高架、交通标识等；做好人员培训，安排好领导带班作业，吊装作业安排专人指挥，做到安全文明施工。 参考文献： 中华人民共和国行业标准.钢管满
16、堂支架预压技术规程(JGJ T194-2009).北京.2009 中华人民共和国行业标准.建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002).北京.2002 江正荣 著.建筑施工计算手册.北京：中国建筑工业出版社.2001 年 7 月第一版 杜荣军 主编.建筑施工脚手架实用手册. 北京：中国建筑工业出版社.1994 年 中华人民共和国行业标准.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011).北京.2011 中华人民共和国行业标准. 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 166-2008).北京.2008 作者介绍： 李铁栓(1983-)，男，工程师，2006 年毕业于中南大学土木工程专业，本科。
