马洪建

(中铁二十二局集团第四工程有限公司， 天津 301700)



异型墩帽连续梁桥0号块销接托架设计与施工

马洪建

(中铁二十二局集团第四工程有限公司， 天津 301700)

【摘要】以铜玉铁路锦江特大桥主桥箱梁0号块为例，设计了大吨位销接托架。通过调整托架锚座的方式，实现了异型墩帽条件下托架主要构件的规格统一和周转利用。不仅降低了施工成本，而且提高了施工速度，保证了施工质量和安全，可为同类工程提供参考。

【关键词】高墩;托架;销接;预压;变形

1工程概况

锦江特大桥位于铜仁市环北街道管辖区大明边城处，为跨越滨江大道、锦江及大明边城外环路的特大桥，桥梁跨径为1×24 m+9×32 m+(40+64+40) m+(68+128+68) m+(40+64+40) m+3×24 m，全桥长度为960.85 m(图1)。该桥(68+128+68) m连续梁的14号和15号墩其0号块长1 300 cm，梁高956.9～988.9 cm，梁宽B=11.9 m，节段混凝土体积为572.4 m3，总重量达1 516.9 t。该桥0号段施工的主要难度为：

(1)14号和15号墩墩高分别为47.0 m和48.5 m，且位于锦江河道内，常规支架不适合该桥0号块节段施工，只能采取托架施工方案。

(2)该桥0号块节段重量高达1 516.9 t，且该桥墩墩顶采用托盘式结构，属于空间不规则形状，给托架的设计带来难度。

图1　锦江大桥布置

2大吨位施工托架设计及验算

2.1托架设计

桥梁施工临时结构设计时不应只考虑其承载力是否能够满足要求，还要考虑到施工是否方便可行。为减少高空焊接作业，保证托架的施工质量，避免意外事故，同时考虑到托架主要构件的周转使用，本桥托架各主要构件之间采用销接形式(图2)。

2.2托架验算

本工程0号块长1 300 cm，梁高956.9～988.9 cm，梁宽B=11. 9 m。托架承重段箱梁长2.7 m，平均每米混凝土方量为29.33 m3，则每米重力P0=29.33×26 kN=763 kN。根据相应规范横梁强度验算荷载计算见表1。

经计算的横梁的内力如图3所示，托架的内力图如图4所示。

由此可得：

(a)立面图

(b)剖面图

(c)平面图图2　托架设计

位置q1(翼缘)q2(腹板)q3(顶板+底板)托架承重梁段长度/m2.72.72.7荷载分布长度/m2.450.905.2混凝土/(26kN·m-3)42.43800.95157.92模板/(1.2kN·m-2)3.7360.36.55支架/(2kN·m-2)5.45.45.4施人设/(3kN·m-2)8.18.18.1振捣荷载/(2kN·m-2)5.45.45.4倾倒混凝土荷载/(2kN·m-2)5.45.45.4不可预见荷载/(1kN·m-2)2.72.72.7合计/(kN/m2)73.2888.3191.5

(a) 横梁弯矩

(b) 横梁剪力图3　横梁内力

3托架预压及实施效果

3.1托架预压方案

预压目的：(1)验证托架的稳定性、刚度及强度，确保施工安全。(2)消除托架的非弹性变形，测量托架的弹性变形,指导梁体标高控制。(3)通过托架预压措施模拟箱梁荷载情况，测量托架变形沉降情况，确保梁体不因托架沉降而产生开裂。

(a) 托架弯矩

(b) 托架剪力

(c) 托架轴力图4　托架内力

托架预压施工方法：(1)根据箱梁的翼板薄、重量较轻、箱室部位较厚、重量较重的结构特点，采取翼板与箱室部位分开进行预压。翼板部位较轻，3次预压到位(120%结构重)，其中每侧预压分布如图5所示。1区为底板和顶板承重区，总承重为67.62 t,预压时20%、50%、100%、120%结构重分级进行预压；2区为腹板承重区，总承重每侧69.81 t,预压时20%、50%、80%、90%、100%、120%结构重分级进行预压；3区为翼缘板承重区，总承重8.89 t,预压时20%、80%、120%结构重分级进行预压。(2)加载20%时持续约30 min后测量沉降量；50%时持续约1 h;80%、90%荷载分别持续2 h后测量沉降量;加载至100%荷载时，每隔2 h测量一次，沉降稳定后方可进行超载预压;120%荷载持续约24 h，每隔2 h测量一次。沉降稳定后方可进行卸载，并记录加载和卸载过程的沉降数据。

图5　预压加载

3.2预压分析

通过对分级加载和分级卸载过程托架各测点变形观测得，14号墩托架预压加载过程的变形情况如图6(a)所示，预压卸载过程托架的变形情况如图6(b)所示，托架预压弹性变形情况如图6(c)所示，托架预压非弹性变形情况如图6(d)所示。由此可知：

(1)14号墩托架在预压过程中总体变形较小，在加载为设计荷载的120%时托架的最大竖向变形为2.6 cm，平均竖向变形为1.3 cm。

(2)托架预压竖向变形主要由非弹性变形所引起，在加载为设计荷载的120%时托架的最大非弹性竖向变形为1.0 cm，平均竖向非弹性变形为0.28 cm。

(3)托架预压过程中弹性竖向变形较小，在加载为设计荷载的120%时托架的最大弹性竖向变形为1.8 cm，平均竖向弹性变形为1.0 cm。

(a) 加载变形

(b)卸载变形

(c) 加载弹性变形

(d)卸载非弹性变形图6　预压数据分析

4结论

结合铜玉铁路锦江特大桥的工程特点，经论证分析，该桥14号和15号墩箱梁0号块采用托架法施工，通过该项目的实际实施效果，得到如下结论：

(1)本桥0号块托架设计合理，托架承载力和刚度均满足要求，通过预压有效消除了托架非弹性变形。施工实践证明立模时托架的竖向弹性变形按10 mm考虑合理。

(2)为了提高托架材料的周转性，降低施工成本，托架设计时通过锚座来适应墩顶空间变化，实现了主要构件采用统一规格。

(3)采用销接连接，减少高空焊接作业，提高了施工速度，保证了托架的施工质量，取得了较好的工程效果。

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【文献标志码】B

【中图分类号】U445.466

[作者简介]马洪建(1986～)，男，满族，本科，工程师，从事道路桥梁隧道施工工作。

[定稿日期]2015-10-12