某高速公路互通式立交跨线桥现浇箱梁满堂支架设计及验算
摘要：本文对高速公路互通式立交跨线桥现浇箱梁施工时采用满堂支架方案时分几方面进行了阐述，包括地基加固处理、荷载验算、支架及模板的搭设等，并对结构的刚度、强度及稳定性进行了验算，为施工提供了可行依据。
关键词：现浇箱梁 满堂支架 地基加固 结构体系验算
Abstract: in this paper, the highway interchange overpass bridge cast-in-place box girder with full support scheme when several aspects, including the foundation reinforcement, load calculation, and the erection of scaffold template, and the structural stiffness, strength and stability check is carried out, which provides feasible basis for construction.
Keywords: cast-in-situ box girder support foundation reinforcement structure checking
一、工程概况
该处互通式立交与石家庄西、北二环交叉，是当地重要交通枢纽。互通路段共设置四座高架桥，分为32联115跨，均为预应力现浇箱梁，桥梁上跨民心河、二环路主、辅路。下部结构桥墩墩柱最高为22.3m，拟采用搭设满堂支架进行浇筑。本文将对桥梁满堂支架搭设的刚度、强度、稳定性进行计算。
二、方案简述
根据本工程现场地基承载力情况以及低墩柱满堂支架施工方案，从以下几方面对地基承载力、满堂支架进行加强处理，确保箱梁施工质量及安全。
1、地基加固处理
地基压实度要求达到94%以上，经检测合格后方可在上面浇筑15cm厚C15混凝土垫层，当混凝土强度达到100%后方可进行满堂支架搭设。在排架两侧顺桥向设宽0.4m、深0.4m的排水沟，以便于雨水排放，排水沟采用砂浆进行抹面。
2、现浇箱梁支架方案
本桥梁现浇箱梁底模、翼缘板采用15mm优质竹胶板，侧模采用定型钢模。次龙骨采用5×10cm小方木，顺桥方向布置间距15cm，主龙骨放在次龙骨下横桥向布置，主龙骨为10×15cm大方木，间距为90cm。满堂支架横桥向间距为90cm，顺桥向间距为90cm，腹板位置为横桥向60cm，翼缘板位置横桥向90cm，步距均为120cm。
三、施工验算
1、结构概况
本联现浇箱梁共四跨，梁长138m，梁高2m，桥面宽10.5m，箱梁底宽6.1m。墩柱高为：20.5m--22.3m，最高墩位为B13（22.3m），本联现浇箱梁横坡为2%，道路曲线半径为200m。
2、 验算过程
（1）荷载验算（均换算为KPa）
模板荷载P1=1KPa，箱梁C50混凝土体积1077.2m3，钢筋质量192306.5kg，预应力材料质量29483.7kg，
荷载进行统计汇总
（2）底模板受力计算
1）15mm厚竹胶板下设间距为15cm的5×10cm方木进行强度、刚度验算。
强度验算均布荷载:
q1=（1.2×①+1.2×②+1.4×③+1.4×④+1.4×⑥）×1
=（1.2×1+1.2×34.6+1.4×2.5+1.4×2+1.4×4）×1=54.62KN/m
刚度验算均布荷载：
q2=（1.2×①+1.2×②）×1=1.2×1+1.2×34.6=42.72KN/m
弯矩M=ql2/8=1/8×54.62×0.152=0.154KN.m
惯性矩I=bh3/12=1/12×1×0.0153=2.81×10-7m4
抗弯截面模量W=bh2/6=1/6×1×0.0152=3.75×10-5m3
应力验算δ=M/W=0.154×103/3.75×10-5=4.1MPa<[δw]=14.5MPa
挠度验算f=5ql4/384EI=5×42.72×103×0.154/384×11×103×2.81×10-7×106 =0.00025m底模大板强度、刚度满足要求2）底板次龙骨5×10cm小方木强度、刚度计算
强度验算：
均布荷载q1=（1.2×①+1.2×②+1.4×③+1.4×④+1.4×⑥）×0.6
=（1.2×1+1.2×34.6+1.4×2.5+1.4×2+1.4×2）×0.6=31.1KN/m
弯矩M=ql2/8=1/8×31.1×0.62=1.4KN.m
惯性矩I=（0.05×0.13）/12=4.16×10-6m4
抗弯截面模量W=（0.05×0.12）/6=8.3×10-5m3
应力验算 δ=M/W=1.4×103/8.3×10-5=8.4MPa<[δw]=14.5MPa
强度能满足使用要求。
刚度验算：
均布荷载q2=（1.2×①+1.2×②）×0.6
=（1.2×1+1.2×34.6）×0.6=25.63KN/m
挠度验算f=5ql4/385EI =5×25.63×103×0./385×11×103×4.16×10-6×106=0.001m刚度能满足要求。3）底板主龙骨10×15cm方木强度、刚度计算
强度计算：
局部荷载q1=（1.2×①+1.2×②+1.4×③+1.4×④+1.4×⑥）×0.6
=（1.2×1+1.2×34.6+1.4×2.5+1.4×2+1.4×2）×0.6=31.1KN/m
弯矩M=ql2/8=1/8×31.1×0.62=1.4KN.m
惯性矩I=（0.1×0.153）/12=28.125×10-6m4
抗弯截面模量W=（0.1×0.152）/6=3.75×10-4m3
应力验算δ=M/W=1.4×103/3.75×10-4=3.73MPa<[δw]=14.5MPa
强度能满足使用要求。
刚度验算：
均布荷载q2=（1.2×①+1.2×②）×0.9=（1.2×1+1.2×34.6×0.6 =25.63KN/m 挠度验算f=5ql4/385EI=5×25.63×103×0./385×11×103×28.125×10-6×106=0.000139m刚度能满足要求。4）碗扣式支架立杆受力验算
碗扣支架按60×60cm平面布置，竖向步距120cm
立杆承载力验算
q=（1.2×①+1.2×②+1.4×③+1.4×④+1.4×⑥）×0.6
=（1.2×1.0+1.2×34.6+1.4×4+1+1.4×4）×0.6=32.35KN/m
N=ql=32.35×0.6=19.4KN<[N]=30KN
立杆承载力符合要求
立杆稳定性验算立杆采用Ø45mm
N=19.4KNI=9.cm4A=4.56cm2
r = = =1.47cm=0.0147m
ι0=1.2m
λ=ι0/r=1.2/0.0147=81.63 所以λ〉60
ψ=3000/λ2=3000/81.632=0.45
δ=N/ψA=32.35×103/0.45×4.56×104=157.7MPa<[ξa]=210MPa
立杆稳定性符合要求
结语：通过地基加固处理并对经过对支架、模板体系进行上述验算，结构体系的强度、刚度、稳定性均能满足要求，故本现浇箱梁满堂支架施工方案切实可行。
参考文献:
《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
《公路与桥梁施工技术》盛可鉴，崔旭光 人民交通出版社2007-9-1
