牛腿双悬臂纵梁用于悬灌梁0_块支架的研究

交通标准化·2009年6月上半月刊（总第198期）
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工程概况
广贺高速广宁互通连接线绥江官步大桥位于广宁县官步，主跨为预应力混凝土连续刚构箱梁（40m+70m+40m ），主墩为直径3.0m 的圆桩墩，墩帽顶部尺寸为3.0m ×5.3m ，悬灌梁0#块长10m ，底宽5.3m ，墩顶实心段长3m ，悬臂部分空心段长
3.5m ，0#块与墩帽间为刚性连接，0#块混凝土总体积为143.8m 3，自重为3590kN 。

2
悬灌梁0#块施工技术方案
悬灌梁0#块支架通常有满堂支架、排架支撑、墩顶托架等多种方式，由于本桥主跨下部结构为独桩独柱，无法利用承台支撑，采用满堂支架、排架支撑方式时，筑岛围堰土体的密实度无法保证总变形量，而本桥0#块悬出墩顶3.5m ，箱梁底宽5.3m ，墩身为圆形，设两个独立的三角形墩旁托架时底部无理想的受力点。

为了解决这一问题，可将整个0#块的支架作为一个整体考虑。

通过了解，现场已有材料主要有三
牛腿双悬臂纵梁
用于悬灌梁0#块支架的研究
李德墉
（中铁十五局集团第一工程有限公司，陕西西安710018）
摘要：为解决独桩独柱墩悬灌梁桥0#块支架搭设问题，可在预埋牛腿上架设双悬臂梁的受力体系，该方法适用于窄幅悬臂灌注桥，整个支架结构受力明确，装拆方便，对类似结构桥梁的施工有一定的参考价值。

关键词：悬灌梁；0#块；支撑系统；牛腿；双悬臂纵梁中图分类号：U445.466
文献标识码：B
文章编号：1002-4786（2009）06-0117-03
DOI ：10.3869∶j.1002-4786.2009.06.019
Application of Bracket with Double-cantilevers Longitudinal
Beam in 0#Block of Cantilever Perfusion Beam
LI De-yong
（The 1st Construction Co.，Ltd.of China Railway Construction 15th Corporation ，Xi ′an 710018，China ）
Abstract ：In order to solve the problem about setting 0#block bracket for cantilever perfusion beam with single pile and column pier ，the stress system that setting double -cantilevers beam on embedded brackets can be adopted.The method is suitable to narrow breadth cantilever perfusion bridge ，meanwhile the bracket structure has definite stress as well as convenient loading and unload -ing ，which has a certain of reference value for the construction of bridges with similar structure.
Key words ：cantilever perfusion beam ；0#block ；support system ；bracket ；double-cantilevers lon -gitudinal beam 践[M].北京：中国水利水电出版社，2001.
作者简介：崔晟东（1980-），男（汉族），大学本科，助理工
程师，2004年7月毕业于河北工业大学交通工程专业，主要从事公路检测及养护设计等方面的工作。

收稿日期：2008-12-02
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HIGHWAY ENGINEERING AND TRANSPORTATION
公路工程与运输
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角挂篮四套，贝雷架数十片，经综合多方因素，支架拟采用挂篮材料和贝雷架组合成双悬臂墩顶托架方式，即在墩帽前后立面埋设牛腿，牛腿上横向架设横梁，主承重纵梁架在横梁上，主承重纵梁架与底横梁围绕墩帽形成“井”字形双向双悬臂结构，0#块悬臂部分的支架、模板、工作平台均搭设在纵梁上，所有0#块支架荷载最终均由预埋牛腿负担。

支架详细结构为：墩帽前后立面每侧均匀埋设
6根长1.0m 的I28a 工字钢，外露长度约为0.5m ，形
成12个牛腿支点。

0#块底部支架采用挂篮的底篮材料，其中后横梁为双拼H60工字钢，作为0#块悬臂部分支架的主支点用螺栓固定在牛腿上，主承重纵梁为三拼贝雷片，承重纵梁架在0#块腹板两侧底篮后横梁上，底篮前横梁为双拼I45a 工字钢，其作为
0#块悬臂部分支架的前支点安装在主承重纵梁端
部，前后横梁顶面顺桥向架设底篮模板纵梁及工作平台，底篮纵梁为I20a 工字钢，间距由底模受力确定。

前后横梁长度与箱梁宽度一致，翼缘板支架搭设在前后横梁上。

整个支架为双向悬臂外伸梁结构，结构受力明确，装拆方便。

0#块底模模板均采用60cm ×150cm 的定型组合钢模板，直接铺设在底模I20a 工字钢纵梁上，因箱
梁左、右处的腹板位置承重最大，为控制此处的变形，故在此处加密布置底模纵梁，底模纵梁在底板处间距为0.75m ，腹板处间距为0.2m 。

侧模板利用已加工好的挂篮侧模板。

侧模底部和上部均采用
20的拉筋以75cm 的间距对称拉结，以确保其稳定
性。

0#块支架设计时考虑了0#块施工与1#块施工的
过渡，0#块支架的底模、侧模、底篮纵横梁、底模工作平台可以直接移到1#段使用。

0#块施工完成后在0#块顶面组拼三角挂篮构件，将0#块支架通过吊带悬挂在挂篮上后，即可割除牛腿、拆除0#块主承重梁，转换为挂篮受力的悬臂施工状态。

3支架力学分析
本文计算中的钢材力学指标若未特别指出，则
均采用下值：
容许弯拉应力[σw ]=145MPa ，容许剪应力[τ]=
80MPa ，E=2.1×105MPa 。

文中所用各符号含义如下：
q 为均布荷载；P 为集中荷载；M 为弯矩；I x 为
水平轴截面惯性矩；W x 为水平轴抗弯模量；S x 为水
平轴静矩。

悬臂部分混凝土双侧体积为79.4m 3，实心段翼缘板为10.11m 3，外模总重为144kN ，内模总重56kN ，底模总重为22.6kN ，0#块支架自重为400kN ，其他荷载为100kN 。

混凝土自重按26kN/m 3计，计算时不考虑混凝土分两次浇注时首次浇注的混凝土参与支架受力使荷载减少（计算结果偏安全）。

悬灌梁0#块支架结构简图如图1所示（主纵梁采用贝雷梁）。

3.1牛腿受力分析3.1.1牛腿抗剪力验算
总荷载=（79.4+10.11）×26+144+56+22.6+400+
100=3050（kN ）
I28a 工字钢牛腿支点共12个，牛腿两侧封闭加
强成箱型断面，用来提高抗剪力，防止扭转失稳。

工字钢牛腿的力学指标如下：I x =7110cm 4；
W x =508cm 3；抗剪计算等效高度I x /S x =24.6cm ；抗剪
计算等效宽度t =2.2cm ；实际剪力为3050kN ；容许剪力=[τ]
·I x ·t S x
×12=5318kN ，大于实际剪力。

3.1.2牛腿抗弯及挠度验算（出于安全考虑按未加强前的断面计算）
每个牛腿承受的荷载为254kN ，力臂为28cm ，
弯矩为71.12kN ·m ；容许弯矩＝[σw ]·W x ·=101.6kN ·
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公路工程与运输
图1悬灌梁0#块支架结构简图
a ）
b ）
三拼贝雷刚片主承重梁
I20a 底模纵梁
双拼I45a 工字钢前横梁
双拼H60工字钢后横梁
I28a 工字钢牛腿
三拼贝雷刚片主承重梁
I20a 底模纵梁
双拼H60工字钢后横梁
I28a 工字钢牛腿
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m，大于实际弯矩；挠度f=Pl3
3EI x
=0.5mm，其中，l
为荷载距牛腿锚固端的距离。

3.2贝雷梁受力分析
承重纵梁受力方式为双悬臂外伸梁，采用150m
（高）×300cm（长）的贝雷片组拼，组拼形式为三排
单层弦杆加强。

承重梁两支点间距为3.56m，等效
集中荷载为300kN，距支点3.22m。

表1为桁架容许
内力表。

实际弯矩=300kN×3.22m=966kN·m，容许弯矩
为4809.4kN，大于实际弯矩。

实际剪力为300kN，容许剪力为698.9kN，大
于实际剪力。

查贝雷梁几何特性表可知，弦杆加强三排单层
贝雷桁架梁的惯性矩I
x
=1732303.2cm4，验算灌注砼
在纵梁端产生的附加变形时，只考虑砼荷载P=
225kN，计算可得挠度f为：
f=Pa2l 3EI x
a+3l
!"=6.5mm<3.22m/400=8mm
式中：a——
—悬臂梁集中荷载到支点的距离，取为3.22m；
l——
—双悬臂梁两支点间的距离，取为3.56m。

3.30#块前横梁受力分析
0#块前横梁受力状况如图2所示。

底篮前横梁为双拼I45a工字钢，两侧支撑在承重梁上，间距为2.4m，腹板及箱梁顶底板通过底篮纵梁施加到梁上的荷载分别作为均布荷载简化，其中箱梁顶、底板等效均布荷载作用带长2.4m。

同时为了减化计算，忽略支点以外翼缘板及工作平台荷载，将前横梁简化为简支梁。

已知均布荷载q
1
=42kN/m，q2=2q1，底篮前横梁
I x=64480cm4，W x=2860cm3，I x/S x=38.6cm，t=2.3cm，
采用迭加法，分别按满布均布荷载q
2
和中部2.4m分
布均布荷载（q
2
-q1）计算横梁内力及挠度，再计算两种荷载分布计算值之差，从而得出最终内力及挠度，查《路桥施工计算手册》，计算得到：
梁内最大弯矩为381kN·m，容许弯矩＝[σ
w
]·W x=400kN·m，大于实际弯矩；
梁内最大剪力为225kN，容许剪力＝[τ]·I x·t
x
= 710kN，大于实际剪力；
最大挠度为11mm，容许挠度=6.6m/400=16.5mm，大于实际挠度。

3.40#块后横梁受力分析
底篮后横梁为双拼H60工字钢，箱梁底宽范围内的荷载与前横梁接近，但梁断面较前横梁更大，且支点分布于6处牛腿，牛腿范围内横梁的刚度、强度必然满足使用要求（计算略），现仅对最外侧牛腿处横梁的剪力及弯矩进行验算。

单侧牛腿外荷载包括：前横梁传来0#块悬臂段底篮支架及混凝土荷载250kN，纵梁自重16kN，实心段翼缘板模板及混凝土重75kN，工作平台及其他荷载20kN，总共361kN。

合力作用点距最外侧牛腿62cm。

易知后横梁的最大弯矩和剪力均在最外侧牛腿处。

计算可得：
横梁I
x
=148838cm4，W x=4546cm3，I x/S x=52cm，t=2.2cm；
最大弯矩=361×0.62=223.82（kN·m），容许弯
矩＝[σ
w
]·W x=637kN·m，大于实际弯矩；
最大剪力为361kN，容许剪力=[τ]·I x·t
x
=915kN，大于实际剪力；
挠度f=Pl3
3EI x
=0.1mm，可见极小。

3.5底模纵梁受力分析
底模承担的总荷载为1200kN，底面积为5.3m×3.5m，底模纵梁采用双拼I20a工字钢，纵梁分布间距与混凝土荷载分布一致，腹板部分间距为37.5cm，箱室部分间距为75cm，全宽共布置9根纵梁，故可知每根纵梁承受的均布荷载为133kN，每根纵梁实际为双悬臂，简化为简支梁后计算较简便
表1桁架容许内力表
容许内力单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩（kN·m）1687.53375.04809.46750.09618.8剪力（kN）245.2490.5698.9490.5698.9HIGHWAY ENGINEERING AND TRANSPORTATION
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q2q
2
q1
图20#块前横梁受力简图
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Application of Rapid Cost Estimation in Bid Decision
YAN Shuai
（The Fourth Engineering Co.，Ltd.，CCCC Second Highway Engineering Bureau ，Luoyang 471013，China ）
Abstract ：Combining with the characteristics of cost estimation in the bid stage ，several cost estimation method in bid decision are described.Meanwhile the commonly used analysis method of labor ，material and machine ，field experience method ，synthetic method are elaborated in details.It is beneficial to directing enterprises to develop in a sustainable and healthy way.
Key words ：cost estimation ；bid decision ；application !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
快速成本测算
在投标决策中的应用
闫
帅
（中交二公局第四工程有限公司，河南洛阳471013）
摘要：结合投标阶段成本预测的特点，对投标决策中的成本测算方法加以概述，并针对常用的工料机分析法、现场经验法、综合法进行深入阐述，有利于引导企业走健康持续的发展之路。

关键词：成本测算；投标决策；应用中图分类号：F505
文献标识码：B
文章编号：1002-4786（2009）06-0120-03
DOI ：10.3869∶j.1002-4786.2009.06.068
且结果偏安全。

计算结果如下：
底模纵梁I x =4740cm 4，W x =474cm 3，I x /S x =
17.2cm ，t=1.4cm ；
最大弯矩M max =ql 2
=58kN ，容许弯矩＝[σw ]·W=
68.7kN ·m ，大于实际弯矩；
最大剪力Q max =ql 2=66.5kN ，容许剪力＝[τ]
·I x ·t S x
=192.6kN ，大于实际剪力；
挠度f =5ql 4
384EI x
=7.5mm ，其中两支点间距l ＝
3.5m ，每米均布荷载q=133kN/3.5m=38kN/m 。

由上述受力计算可知，整个结构受力满足使用要求。

4结语
通过对支架系统的优化，采用本文介绍的支架
结构，可以充分利用现有材料，且受力明确，解决了独桩独柱悬灌梁桥的0#块支架设计难题。

算例中对结构进行了适当简化（偏安全），可以使计算过程
更简单。

该结构在梁底宽度较大、悬臂长度过大时，0#块底模挠度较难控制，在具体工程中可采用加强纵梁和横梁的刚度，超载预压且预留抛高，调整砼灌注顺序及速度等方式控制挠度。

参考文献
[1]周水兴.路桥施工计算手册[M].北京：人民交
通出版社，2001.
作者简介：李德墉（1969-），男，工程师，毕业于西南交通大学。

收稿日期：2009-05-13
INDUSTRIAL ECONOMY AND MANAGEMENT
产业经济与管理
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