用于箱拱拱肋现浇施工的复合式系统支架关键技术

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1、用于箱拱拱肋现浇施工的复合式系统支架关键技术摘要：结合磨乡大桥的工程特点，介绍特殊地形条件下，用于大跨径钢筋混凝土箱拱拱肋现浇施工的复合式系统支架关键技术。用2种计算方法对该技术方案进行计算，并对结果进行分析、对比，以论证其合理性与可靠性。　　关键词：钢筋混凝土箱拱；拱肋；复合式系统支架；关键技术　　大跨径钢筋混凝土箱形拱桥跨越能力很强，具有结构优美、造价低等优点，越来越受到桥梁工程界的亲睐。随着工程技术的发展，钢筋混凝土箱形拱桥拱肋现浇施工技术也不断提高，除了满堂支架现浇法、刚拱架支架法和挂篮悬浇法[1-5]之外，还有临时墩梁

2、和满堂支架相结合的复合式系统支架方法。本文结合磨乡大桥的设计特点，介绍临时墩梁和满堂支架相结合的复合式系统支架方法。　　1工程概况　　磨乡大桥为杭瑞高速公路（贵州境）遵义至毕节段的一座主要桥梁，跨越V型河谷，河谷水面距离拱圈底面为56.8m。该桥桥型布置为2×30m预应力混凝土简支T型梁+1×100m钢筋混凝土箱形拱+2×30m预应力混凝土简支T型梁。主孔为净跨100m的箱拱，净矢跨比为1/6，拱轴系数为1.756。拱箱采用C40钢筋混凝土结构，其截面高1.9m，宽10.5m，单箱3室截面。主拱圈轴线弧长为108.457m。拱箱

3、采用C40钢筋混凝土现浇施工，全桥分左、右幅单独设计，单幅拱圈混凝土方量为881.24m3。磨乡大桥总体布置如图1所示。　　注：L0为计算矢高，f0为计算跨径，f0/L0为矢跨比。　　单位：cm　　图1磨乡大桥总体布置示意　　2拱肋支架方案设计　　依据现场地形地貌，在河中设2排临时墩，采用桩接柱形式。桩基直径1.7m，入岩5m，采用C25钢筋混凝土结构。墩柱直径1.5m，高33m，采用C30混凝土。设地系梁1道，中间每隔10m设1道横系梁。盖梁尺寸为1.6m×1.9m×12.3m，盖梁上设2组3排单层加强型贝雷梁和12组双排单层

4、加强型贝雷梁。贝雷平台上为碗扣式脚手架搭设的满堂支架，形成一套临时墩梁和满堂支架相结合的复合式系统支架。拱肋支架分左、右幅单独设计，全桥整个支架系统的构成分别如图2、图3所示。　　单位：cm　　图2临时墩平面布置示意　　单位：cm　　图3左幅支架立面布置　　3支架主要设计荷载　　3.1恒载　　拱圈混凝土总方量为881.24m3，钢筋混凝土容重取26kN/m3，结构自重为22911.2kN。拱圈总高度为190cm，分3次浇筑，3次浇筑高度分别为55、70、65cm。具体浇筑顺序示意如图4所示。另外单幅拱上排架基座混凝土方量为114

5、.44/2=57.22m3，所以拱圈结构自重为（881.24+57.22）×26=24399.96kN。　　单位：cm　　图4拱圈混凝土径向分环浇筑断面示意　　此外，分配横梁、模板、脚手架自重共计1562kN。　　3.2活载　　施工人员及机具荷载取1.0kPa，振捣混凝土产生的荷载取2.0kPa。　　3.3荷载组合　　荷载组合为：1.2恒载+1.4活载。　　4支架承载能力计算分析　　4.1分析重点　　从支架设计方案可知，在整个支架系统中，贝雷梁是关键，起“承上启下”的作用。由于满堂支架和混凝土墩柱在支架系统中都是轴向受压结构，所

6、以受弯构件贝雷梁的挠度大小和构件应力安全直接关系到整个支架系统的支撑刚度和结构安全，是支架施工中的核心环节。因此，贝雷梁支架分析是整个支架系统计算分析的重点。　　计算分析时，考虑最不利荷载情况为：恒载包括整个单幅拱圈和排架基座混凝土重量。而实际上拱圈是分3层浇筑，当浇注第2层或第3层时，第1层混凝土已经凝结，并能形成一定的承载能力。因此，取最不利荷载情况进行计算是偏于保守的。　　4.2分析方法　　考虑到贝雷梁是由钢杆件拼装而成，构件之间并非完全刚接或者铰接，有限元软件难以完全模拟。参考其他有关文献[6-8]，采用2种计算方法进行

7、模拟计算，即把贝雷梁等效成实腹梁进行常规的连续梁结构计算；根据贝雷梁实际尺寸用有限元软件建模方法进行计算。对以上2种计算方法的结果进行对比分析，判断计算精度，从而论证该支架方案是否合理、可靠。　　4.3等效实腹梁计算模型　　一般桁架的结构计算，可按常规的结构力学方法进行。而贝雷梁桁架由于各单元结构形式完全相同，杆件的类型只有三种型式两种断面，其计算公式可像处理等截面实腹梁一样得到简化，由Mohr公式：　　式中，N为各杆件的轴力，L为各杆件长摘要：结合磨乡大桥的工程特点，介绍特殊地形条件下，用于大跨径钢筋混凝土箱拱拱肋现浇施工的复

8、合式系统支架关键技术。用2种计算方法对该技术方案进行计算，并对结果进行分析、对比，以论证其合理性与可靠性。　　关键词：钢筋混凝土箱拱；拱肋；复合式系统支架；关键技术　　大跨径钢筋混凝土箱形拱桥跨越能力很强，具有结构优美、造价低等优点，越来越受到桥梁工程界的亲睐。