永武高速公路永安吉山互通大角度斜交跨线桥现浇箱梁支架施工技术(2)

图3 30.0m梁砼荷载分布图（圆柱墩）

其他荷载只计算人员、施工机具行走荷载2.0kN/m2、振捣砼产生的荷载2.0kN/m2、方料及模板荷载1.00kN/m2。

根据对称原理可将贝雷片及临时支座受力（以贝雷片跨中为计算断面，按简支梁计算）布置简化成图4。

图4 30.0m梁验算贝雷梁及支座受力计算简图

Q1+Q2=276.775×17.48=4838.027kN Q1=Q2=4838.027/2=2419.014kN 得：Q1=2419.014kN,Q2=2419.014kN

4．3计算贝雷片受力

将荷载简化成均布荷载，求最大弯矩（该支架平均跨长为16.48m，计算按16.48m计）。

Mmax=qL2/8=9396.18kN?m

标准国产贝雷片桁片允许弯矩975 kN?m，假设每片贝雷片均匀受力，Mmax/ M0=9396.18/975=9.637片。根据施工及受力需要，共布置16片贝雷片，如图5所示。

图5 墩身处钢管桩及贝雷片布置图

贝雷片挠度计算：

假设所有荷载为14片贝雷片承担，以均布荷载q=276.775/14=19.77kN/m，跨度L=16.48m的简支梁计算，

f=5×qL4/(384×EI)=5×19.77×103×16.484/(384×2.1×105×106×250500×10-8)=36.1mm≤L/400=41.2mm

通过以上计算贝雷桁架片满足要求，而在施工时是贝雷桁架片两片连成一幅，增加了其整体性受力。

4.4 钢管桩及工字钢受力验算 受力计算图如图6和图7所示。

钢管桩受荷载为Q1=2419.014KN。将Q1平均分配到14片贝雷桁架进行计算求得：

q1~ q14=2419.014/14=172.79kN

图6 钢管柱及工字钢受力计算图

图7 钢管桩及工字钢受力计算图

求得: Q左1（15）=261.363kN, Q左2(16)= 475.038KN, Q右3(17)= 444.648kN，Q右3(18)= 447.593kN，Q右2(19)= 460.869kN，Q右1(20)= 329.550kN

大横梁（工字钢）最大弯矩在Q左2处Mmax=129.381kN?m， 最大剪力在Q左3与Q左2之间Tmax=300.340kN

（1）工字钢受力计算。

大横梁为两根40b型工字钢如图8焊接。

钢管桩顶大横梁（两根40b工字满焊）

A=2×94.07cm2 Ix=2×22781cm4 Wx=2×1139 cm3

根据以上计算最大弯矩：Mmax=129.381kN?m，

最大剪力：Tmax=300.34kN

剪应力τmax=Tmax/A=300.34 /(2×94.07)=15.96MPa<[τ]=125MPa

σmax=Mmax/W=129.381×103/（1139×2）=56.8MPa 弯曲容许应力[ σ]=210MPa >56.8MPa

所以采用2根40b工字钢能满足要求。因以上计算都为将连续梁简化为简支梁计算，未考虑连续对力和弯矩的分配，并且在计算时都是取最不利情况验算，所以上的计算是保守的。

（2）钢管桩受力计算。

假设一端荷载全部由4根钢管桩承担，则每根荷载： Q =2419.014/4=604.75kN

计算最大受力的临时钢管立柱支墩受力,Qmax=Q=604.75kN

算法1：钢管立柱按Φ425mm壁厚8mm的钢管计，沿垂直方向每隔6～9m在平面和空间内设置了平面联系,钢管桩按最高19m计算。

钢管立柱为细长压杆用欧拉公式计算压杆稳定性，压杆的长度系数μ取1（按一端固定，另一端可移动但不能转动）：Pcr=π2EI/（μL）2

A=104.803cm2 I=22.7886×10-5 E=210Gpa L=19 Rmax= Q右3=604.75kN

Pcr=π2EI/（μL）2=1308.365kN≥Rmax =604.75kN 又因钢管立柱沿垂直方向每隔6～9m在平面和空间内设置了平面联系，大大减小了钢管立柱的自长度，增加了钢管立柱的整体性。其轴心受压荷载应远大于Pcr（计算如下），因此压杆是稳定的。

算法2：按压弯杆件计，钢管桩之间每隔6～9m设置一道水平面横向连接，假设有10cm的偏心受压，偏心受压弯矩：M=60.475kN?m，为保守计取L=9m。

L=9m

i=（4252+4092）1/2/4=147.4589 A=（4252-4092）×π/4=104.83cm2

W=0.0982×(D4-d4)/D=0.0982×(42.54-40.94)/42.5=1072.68 cm

3

λ=L/i=9/147.4589=61.03 查表内插得υ1=0.6417

λe=αL0ix/(hiy)=1.8×9000/425=38.12

查表内插得υ2=0.8234,取μ=1

σ=N/Aυ1+M/υ2Wμ=604.75/(104.83×0.6417)+ 60.475/(1×0.8234×1072.68)

=90.584MPa≤210MPa

通过以上计算钢管桩满足要求。在施工过程中，靠墩身处钢管桩通过平面连接的槽钢可与墩身紧密相抱，以增加整体稳定性。跨中临时支墩可通过增加钢管立柱（共9根）和平面、空间连接来增加其整体稳定性。又因实际施工中贝雷桁架片为连续钢构，而上述计算时按简支计算，所以实际靠墩身处钢管桩受力要较计算小，而跨中临时支墩要较计算大（通过增加跨中钢管立柱加强）。

5 结束语

目前，泉南线1#桥已施工完成，通过对此段箱梁顶面高程、横纵坡度进行复测，均能够满足设计图纸和技术规范要求，并且顶面平整度较好。模板拆除后翼缘板线形流畅，底板大面平顺无波浪起伏和凹凸现象；腹板、底板砼色泽一致，无明显施工接缝，整体形象美观，达到预期目的。