南百二线马村左江右线特大桥连续梁0号段模板支撑施工技术

摘要： 结合南昆铁路增建南百二线马村左江右线特大桥的施工实例，介B连续梁挂篮悬臂法施工时，对0号段模板支撑体系的结构设计、受力检算及施工技术等各方面进行的研究、探讨及应用。为其他项目0号段支撑体系的设计、施工提供了引导。

Abstract： Based on the construction example of Macun Zuojiangyouxian large-span bridge in the second line project of Nanning-Baise section， this paper introduces the cantilever construction of continuous beam hanging basket， at the same time studies the structural design， force checking and construction technology of No.0 section formwork supporting system， which provides guide for the No.0 section formwork supporting system of other project.

关键词： 0号段；支撑体系；精轧螺纹钢；支架预压；检算

Key words： No.0 section；supporting system；finishing rolling steel；bracket preloading；check

中图分类号：U445.466 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）15-0076-03

0 引言

0号段的现浇为连续梁悬臂施工的关键工序，是后续其它节段挂篮现浇施工的基准，故0号段混凝土结构的施工质量对后续梁体节段能否顺利施工和达到设计及规范要求起到关键作用。同时0号段为大体积、高空作业、复杂结构等特点，更是体现了模板支撑体系设计及施工的重要性。

本文结合作者在南昆铁路增建南百二线马村左江右线特大桥的成功施工案例，详细阐述连续梁0号段现浇模板支撑体系结构设计、承载检算及支架预压等技术、方法及措施。

1 工程概况

马村左江右线特大桥是南昆铁路南宁至百色段增建二线工程为跨越左江而设，主跨为48m+2×80m+48m预应力连续箱梁。采用单箱单室的截面类型，箱梁顶面7.0m，底宽4.0m。中支点处截面梁高6.0m，跨中及边跨直线段梁高3.3m，梁底下缘按二次抛物线Y=3.3+X2/311.481（m）变化。主墩采用圆端型桥墩，墩高18.5m。

连续箱梁采用挂篮悬臂现浇法施工。

2 连续梁0号段支架施工

因主桥不仅桥墩较高，又位于深水中，且0号块的砼数量较大（170.0m3），为了确保安全施工和达到技术可行、成本节约的目的，经对各种方案进行综合评估，最终0号块采取预埋钢板锚座，拼装三角牛腿的支撑形式。支架形式详见图1、图2。

按0号段砼一次浇筑完成进行支撑体系设计。

沿桥纵向在主墩前后两侧各设置3个三角形牛腿作承重支架，牛腿设置在顶帽以下32cm处，沿线路方向两侧对称设置。采用2根背对背双拼50b工字钢作为牛腿的横撑及斜撑。

牛腿横撑长4.2m。每个横撑处在墩身通长预埋6根32精轧螺纹钢，精轧螺纹钢两端预埋56cm×36cm×3mm钢板，精轧螺纹钢与预埋钢板螺帽连接，而横撑与预埋钢板焊接连接。

牛腿斜撑也为背对背双拼50b工字钢，在斜腿支撑顶部设置斜撑托盘，采用2cm厚钢板制作，与工字钢满焊形成整体，托盘与牛腿横撑满焊并加强节点连接。

牛腿斜撑下部置入墩身上的预埋钢盒中，钢盒采用1.5cm钢板制成，盒内尺寸较工字钢斜撑大1cm。钢盒底板焊接HRB400级Φ32mm螺纹钢筋，按间距为20cm布置，钢筋埋入墩身砼内50cm。

牛腿上0号段大小里程侧各设置7.2m长I25b工字钢作为横梁，间距为40cm。横梁上部设置背对背双拼[10槽钢作为纵梁，间距为30cm。横梁上（梁底板范围内）设置钢楔子，钢楔子采用小段工字钢焊接或者带加劲肋的钢板制作。钢楔子上部铺设模板的背楞及模板。

箱梁翼板部位每侧顺桥向设置5根I16工钢，作为侧模体系的底部承载纵梁，I16工字钢通长设置，每根长12m，除作为侧模体系及翼板支撑纵梁外，还铺设木板作为行人平台。

3 临时固结措施

本连续梁悬臂施工需在桥墩顶上设置临时支座，将0号块与桥墩临时锚固，临时固结要求能够承受连续梁悬臂施工时的最大竖向压力及两侧的平衡弯矩。

3.1 临时支座

本项目临时支座采用硫磺砂浆设置，它具有快速硬化、强度高、施工简单、经济安全等优点。本项目硫磺砂浆配合比（按重量）为硫磺：石英砂：水泥：聚硫橡胶=35：41：24：0.7。硫磺砂浆临时支座内预埋电阻丝。通电使硫磺砂浆软化后即可轻易清除。

硫磺砂浆临时支座设在永久支座两侧，并在条件允许的情况下尽量扩大支座表面积。

3.2 临时锚固

采用32mm精轧螺纹钢筋进行连续梁的临时锚固，在墩部4个角处各设置1个，每处均匀预埋56根精轧螺纹钢筋。精轧螺纹钢筋长为2.35m，埋入墩身长度为1.2m。在精轧螺纹钢筋的顶部及底部各设一块锚固板，起固定及控制位置作用。采用螺帽进行锚固板与精轧螺纹钢筋的联结与固定。锚固体系上下两端分别与0号块及墩身的钢筋共同绑扎牢固。

连续梁浇筑完成后，采用切割机将精轧螺纹钢筋切割，以便完成体系转换。

4 支架堆载预压方案

4.1 堆载预压目的

模板支撑体系完成搭建后，需对支架进行预压，预压是必不可少的一项关键工序，通过预压，以检验模板支撑体系的承载能力，确保施工安全。消除牛腿支撑的非弹性变形。

同时还可通过预压以获知支架在承载情况下的永久变形（非弹性变形）及可恢复变形（弹性变形），作为0号块底模标高的调整依据。

4.2 加d材料

采用堆载预压方案，加载材料为砼块，砼块堆放要与0号块砼重量分布一致。

4.3 加载重量及方法

堆载重量按0号块砼总重的1.2倍配重。0号块位于桥墩墩顶部分（4m）的荷载由桥墩承担，按零沉降考虑，不作加载。仅需进行两侧悬臂段（4m）的加载，每侧加载重量为1.2×（26×4×13.8）=1722.2kN=172.22t，堆载预压分3级加载，分别为172.22t的60%、90%、120%。堆载次序与浇注砼的次序一致，即先浇注砼的部位先加载。

4.4 加载顺序

依据砼浇注顺序安排，堆载由支座处开始，向两端推进，并对称均衡加载。加载达到每一分级荷载重量时，停止加载，对监测点进行沉落观测后再继续加载。当堆载重量达到设计总值后，监测支撑体系1d，满足规范及设计要求后方卸载，卸载按加载的逆顺序分级进行。

连续观测支撑体系的观测点并做好记录。

4.5 变形量测

在0号块上布置4个观测横断面，即每个悬臂端设置2个。每个观测断面在底模上布设3个观测点，分别为箱梁中线处、两侧腹板处。

沉落观测采用精密水准仪进行。每个观测点在预压前、每阶堆载后、每阶卸载后的标高均要详细测量及记录。为减少温度对量测结果的影响，标高观测尽可能避免在阳光直射时进行。全部加载后，按规范要求的频率进行观测，沉落满足规范要求后结束预压。

4.6 量测结果处理

实施堆载预压后，分析处理沉落记录数据，得出永久变形（非弹性变形）及可恢复变形（弹性变形），计算出各观测点底模预拱值后，进行底模标高调整。

5 支架结构受力检算

进行支撑体系设计时，对承载的所有构件均进行了力学检算，但因篇幅有限，以下仅就牛腿结构的力学检算进行阐述。

5.1 支架承受的荷载计算

①混凝土荷载。

按0号块位于墩柱上部（长4.0m）的砼荷载由墩柱承担，两侧悬臂段（长4.0m）由牛腿支架承担，且视悬臂段为等截面（按最大截面计，为13.8m2），作用于牛腿横撑的荷载简化成均布线性荷载。

设安全系数为1.2，砼重荷载按26kN/m3，则作用于单个牛腿横梁（作用长度为4.0m）的均布荷载为：

q1=（1.2×26×4×13.8）/（3×4）=143.5kN/m。

②支架上操作人员及机具等荷载取3kN/m2，换算成单个牛腿横梁承受的线性均布荷载为q2=（3×7）/3=7kN/m。

③振捣砼对支架产生的荷载取2kN/m2，换算成单个牛腿横梁承受的线性均荷载为q3= （2×7）/3=4.7kN/m。

④倾倒砼对支架及模板产生的冲击荷载取2kN/m2，换算成线性均布荷载为q4=（2×7）/3=4.7kN/m。

⑤模板、支架等荷载计算得8kN/m2，换算成线性均布荷载为q5=（8×7）/3=18.7kN/m。

单个牛腿横梁承受的线性均布荷载总值为q=143.5+7+4.7+4.7+18.7=178.6kN/m。

5.2 力学模型及力学检算结果

①牛腿力学模型（图3）。

②牛腿横撑50b工字钢材料特性为：A=129.3cm2，W=1940cm3，重量=101.5kg/m，E=206GPa，I=48600cm4。

根据图3可知，牛腿横撑同时承受弯矩及轴向拉力的作用。

则σmax=Mmax/W+F/A=（175.0×103）/（2×1940×10-6）+（714.4×103）/（2×129.3×10-4）=72.7MPa

τmax=Qmax/A=（299.5×103）/（2×129.3×10-4）=11.6MPa

fmax=2.6mm

工字钢牛腿横撑满足承载要求！

③牛腿斜撑。

牛腿斜撑仅承受轴向压应力作用。

则σmax=F/A=（727.2×103）/（2×129.3×10-4）=28.1MPa

④32精轧螺纹钢。

牛腿的32精轧螺纹钢采用HRB335级钢，其[σ]=300MPa，A=8.04cm2。

由图3可知，每个牛腿处的6根精轧螺纹钢承受F=476.3kN的拉力。

则σmax=F/A=（476.3×103）/（6×8.04×10-4）=98.7×106N/m2=98.7Pa

牛腿的32精轧螺纹钢满足承载要求。

6 结束语

在南百二线马村左江右线特大桥0号块现浇施工时，其模板支撑体系采用牛腿的方式，且桥墩两侧牛腿通过？准32精轧螺纹钢进行联结及固定，采用以上支撑体系，确保了施工安全及工程质量，大幅度降低了支架的材料数，且因结构简便，促进了施工速度，将工期缩短了13天，取得了良好的经济效益，能够给同类工程施工提供有益的借鉴。

参考文献：

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