【桥梁方案】株洲湘江四桥42米现浇箱梁贝雷支架施工技术方案

第一节工程概况
一、概述
1、工程概述
株洲湘江四桥距株洲市一水厂取水口下游约500m，西起泰山路与长江南路交点，跨湘江，东至株洲市芦凇区，接建宁大道。

其中河东岸引桥高架跨越沿江南路、建设路后与建宁大道平交，河西岸引桥高架跨越滨江南路后与长江南路平交，另外河西岸设有半互通式立交将大桥与滨江南路相互联接。

桥梁部分孔径布置（由西向东）为：12×20m（现浇连续箱梁）＋7×46m（顶推连续箱梁）＋75m＋2×140m＋75m（三塔部分斜拉桥）＋4×42m（现浇连续箱梁）＋5×20m（现浇连续箱梁），桥梁总长1265.2m。

株洲四桥建成后，大大缓解了株洲一桥交通压力，缩短了芦淞区至天元区跨江的往来交通，从而减低了机动车辆的耗油量，这样，能大大改善株洲城市的空气质量。

2、工程地质
42m跨现浇箱梁横跨东岸滨江南路和建设路，城市路面经过水泥混凝土硬化，地基承载力较好。

通过株洲地税三分局部分地表面有20cm左右水泥混凝土路面，仅少部分地表为土层。

该桥位从上往下的地质情况为，首先为 1.28 m～5.10 m的填筑土，承载力较低；再是5.12 m～6.10m粘土层，容许承载力220～260 Kpa；最后进入弱风化泥质粉砂岩和弱风化砂砾岩，厚度17.80 m～25.17m，容许承载力1200～1500 Kpa，桥梁的基础奠基于此层上面。

3、水文特征
湘江自南向北贯穿株洲市，较大支流的枫溪港、白石港迂回曲折于河东汇入湘江，水情较为复杂。

在市区内有株洲水文站，水文系列较长，湘江干流最高水位一般出现在4～7月，主要受洪水径流控制。

根据株洲水位站质料统计，多年平均水位30.61m（85黄海系统），历年最高水位实测最高值为42.59m（1994年6月18日，56黄海系统），实测最大流量20200m3/s（1964年6月）；实测最低水位27.51m（1998年11月13日），实测最小流量101m3/s（1966年9月）。

正常水位为29.44～31.96m。

年最高水位一般出现4～7月，年最低水位出现在12～2月。

总之，该桥位处水资源比较丰富，能够满足上部结构的施工。

4、气象特征
株洲市地处亚热带季风湿润气候地区。

气候温暖，四季分明，雨水充沛，生长期长。

据株洲市气象站1954～2000年质料统计，多年平均降水量1410mm，最大年降水量1912.2mm（1954年），最小年降水量932.8mm（1986年）。

全年雨水集中在3～7月，汛期（4～9）降雨量占全年70%左右，梅雨季节4、5、6三个月，降雨量占全年40%以上，多年平均蒸发量在900mm以上。

多年平均气温17.4℃，多年极端最高气温40.4℃（1963年9月1日），多年极端最低气温40.4℃（1991年12月29日）。

株洲市区多年平均风速2.2m/s，风向冬季为西北风，夏季多为南风。

5、施工重点及难点
重点：确保支架预压安全。

难点：滨江南路和建设路上交通繁忙，车流量大，过往行人比较多，给安全施工带来巨大挑战。

拟在两条主干道上方的贝雷桁架下面满部安全网，并在醒目位置悬挂安全警示牌。

6、箱梁的结构形式
箱梁为分离式双箱单室斜腹板截面，半幅全宽1375cm，单箱底板宽638cm，顶板悬臂长320cm（内侧300cm），底板中心线处梁高250cm，底板厚度25cm，腹板厚度40cm（根部80cm），顶板厚度28cm，通过改变腹板内外侧高形成桥面横坡。

支座处箱梁设横隔板（中横梁厚120cm，边横梁厚100cm），另在各跨1/4桥跨处设置30cm厚的横隔板。

所有的横隔板都在箱梁底的中心线位置设置直径为70cm的过人圆洞。

每跨箱梁各设两个GPZ(Ⅱ)型系列盆式橡胶支座，边跨端支座采用GPZ(Ⅱ)4型，中支座采用GPZ(Ⅱ)9型，横向两支座中心线之间的距离为520cm。

为方便检查人员进出箱梁，在边跨底板无预应力区各设一个直径为60cm进人洞。

箱梁采用三向预应力体系，纵向束采用7ΦS15.24mm和9ΦS15.24mm钢绞线；横向预应力束为3ΦS15.24mm和2ΦS15.24mm钢绞线；竖向预应力采用JL32精扎螺纹钢筋，配扎丝锚具。

二、现浇箱梁主要工程量
四、主要施工方法
该现浇箱梁横穿城市主干道，为了不影响城市交通。

拟采用贝雷支架逐跨现浇的施工工艺。

预压考虑到提高工效，采用水箱预压方法；底模和侧模采用木框竹胶板，箱梁内模采用木模，搭设钢管支撑；混凝土采用大型水上搅拌站拌和，输送车运至现场，拖泵泵送入模。

第二节 贝雷支架搭设
一、贝雷支架的设计
东岸42米跨连续箱梁施工采用贝雷支架现浇的施工工艺，施工时首先进行支架基础、支架结构的设计与施工。

由于连续箱梁跨度为42米，所以拟在每跨设5排支撑墩，支撑墩基础为混凝土扩大基础，扩大基础上预埋预埋件。

支架立柱采用φ900×10钢管，立柱顶部设置500×1000钢箱梁，其上布设贝雷桁片、I25a 工字钢次梁和底模系统，其具体结构如后面附图所示。

二、贝雷支架受力验算 1、支架受力荷载取值
根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ-2000），模板支架设计的有关规定，支架设计及验算时主要荷载为混凝土、模板和支架自重的荷载；施工人员、材料机具等行走和堆放荷载；振捣混凝土时产生的荷载；新浇混凝土对侧面模板的压力；倾倒混凝土时产生的荷载；其它可能产生的如雪荷载、冬季保温设施荷载等；支架稳定性验算荷载主要为风荷载。

1.1、混凝土自重荷载
砼自重为安全计取r=26kN/m 3，根据施工图纸各截面尺寸计算荷载q r 及其分布长度具体如附图一所示。

1.2、板、支架自重荷载
侧模、内模、底模自重荷载：偏安全侧模、内模及底模均按照常用钢模板150kg/m 2自重计算则：
式中：l 1、l 2分别为两侧翼板的宽度；
m
KN m kg B l h l h l q /43150
)38.686.1116.202.301.221.3(/150)(2
322111=⨯+++++=⨯+++++=
h 1、h 2分别为两侧腹板的高度； l 3为模板横桥向内模总长； B 为底模板宽度； 1.3、贝雷片自重荷载
按10片贝雷横向布设，单片贝雷自重270㎏/3.0m ，考虑联结销、支撑架取300㎏/3.0m 计，则贝雷片自重荷载q 2=10kN/m 。

1.4、I 25a 工字钢自重荷载
I 25a 工字钢顺桥向按75cm 间距布置， 42米长支架一共布置57根，没根工字钢长15m ，则m kN q /76.742/)105.381557(3=⨯⨯=。

1.5、施工荷载
计算支架受力时，偏安全考虑施工荷载取q ＝2.5kN/m 2，故施工荷载取值
kN/m 4.3475.135.25.24=⨯=⨯=b q ， 式中：b 为箱梁顶面宽度。

1.6、倾倒混凝土时产生的冲击荷载和振捣混凝土时产生的荷载取q ＝
2.0kN/m 2，则没沿米上的荷载值m kN b q /5.2775.130.20.25=⨯=⨯=，式中：b 为箱梁顶面宽度。

1.7、风荷载计算
支架水平荷载主要为风荷载，根据《公路桥涵设计通用规范》查全国基本风压图知，金华地区频率1/100的风压为350P a ，风压力计算公式为：
a P w k k k w 5.2623500.10.175.00310=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=
W 0：基本风压400 P a
K 0：设计风速频率换算系数，属临时工程取0.75； K 1：风压高度变化系数取1.0； K 3：地形地理条件系数，取1.0；
支架贝雷片以上部分横向风载（偏安全考虑，贝雷片迎风面积每延米1.5m 2）
m kN K A W WA F /6.15.262)5.23.15.19.1(2=⨯⨯+⨯=⨯∑⨯==
单排支架立柱所产生风荷载：
m kN A K W F /134.189.06.05.2622=⨯⨯⨯=⨯⨯=
K 2：风载阻力系数，根据《公路桥涵设计通用规范》要求，贝雷桁架1.5m 高度范围内按照桁架计查相关表格取1.9、底模以上（侧模高度2.5m 范围内）按照平面结构取1.3，钢管圆形立柱参照圆形桥墩取0.6。

1.8、支架受力情况
承受竖向均布荷载：m kN q q q q q q q Q r r /7.12254321+=+++++= 承受竖向均布荷载：立柱排架数目跨径N L F ⨯+⨯=134.16.1 2、箱梁支架模板受力系统受力验算
2.1、翼缘板区模板结构计算
42米现浇支架的侧模面板采用竹胶板，用8×10cm 木枋作为次梁，次梁下每间隔75cm 设置一道8×10cm 木枋，木枋下面搭设钢管支撑，钢管直接撑在I25工字钢上。

具体结构附图二：
2.1.1、次梁（8×10cm ）木枋计算
翼缘区砼最大厚度为0.5m ，最小厚度为0.15m ，考虑安全系数，按0.5m 厚砼计算：
翼缘处砼荷载：21/13265.0m kN p =⨯= 模板荷载：222/1/100m kN m Kg p == 设备及人工荷载：23/5.2/250m kN m Kg p == 砼浇注时振捣荷载：2/0.2/2004m kN m Kg p == 则有24321/5.1825.2113m kN p p p p p =+++=+++=
木枋每隔30cm 布置一道，2/55.53.05.18m kN q =⨯=
木枋子长度一般可达4-5跨，偏安全考虑，按简支梁计算，跨径为0.75m ，计算简图如下所示：
q=5.55kN/m
则跨内最大弯矩为：
m kN ql M /39.075.055.5125.0125.022max =⨯⨯==
又3223.1336/1086/cm bh W =⨯== 应力为：
[]MPa MPa W M w 1093.2)103.133/(1039.063max max =<=⨯⨯==-σσ（参考一般松木木质）
最大剪力在支点处， 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
[]MPa
MPa A Q 0.239.010*******.01055.532343
max max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-ττ（参考一般松木木质）
即强度均满足要求。

由规范可知，刚度验算荷载取值只考虑砼、模板、施工人员及机具荷载，不考虑振捣所产生的荷载。

偏安全考虑，其取值大小同强度计算(以下相同，不另说明)，可得：
MPa E 5101.0⨯= 4631067.612/mm bh I ⨯==
[][]400/875.134.01067.610138475
.01055.55384/56
104
34max l f mm f mm
EI ql f ==<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==- 则刚度完全满足要求。

2.1.1、主梁（8×10cm ）木枋计算
箱梁翼缘板下模板主梁用8×10cm 木枋，木枋下支撑φ48×3.5脚手管间距为50cm ，偏于安全考虑，按简支梁进行计算，跨径为0.5m ，受到次梁传递的集中荷载，大小为kN P 16.475.055.51=⨯=，最不利的受力模式如下图：
P1=4.16kN
则跨内最大弯矩m kN pl M /52.05.016.425.041max =⨯⨯==
又32
2
3.1336
10
86
cm bh
W =⨯==
[])
(109.3103.13310
52.0/6
3
max max 参考一般松木木质MPa MPa W M w =<=⨯⨯==-σσ 最大剪力在支点处， 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
[]MPa
MPa A Q 0.239.010*********.432/34
3
max
max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
=-ττ 即强度满足要求。

MPa E 5101.0⨯= 4631067.612/mm bh I ⨯==
[]mm
f mm EI
l p f q 25.116.01067.6101485
.01016.4486
10333
max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==
- 则刚度也完全满足要求。

2.2、腹板模板结构计算
腹板模板下面次梁和主梁采用10×12cm 木方，布置方式跟翼板基本一样，只是布置间距不相等。

2.2.1、腹板新浇混凝土产生的压力
腹板新浇砼所产生的侧压力按下式计算：2/1210max 22.0v K K t P γ=
其中：P max 为新浇注砼的对侧模的最大侧压力；
K 1—外加剂影响修正系数，掺加外加剂时取值1.2； K 2—砼坍落度影响修正系数，取0.85； γ—混凝土容重，取值26kN/m3； t 0— 新浇注砼的初凝时间，取14h ； ν—砼浇注速度，取0.5m/h 。

所以：22/1max /8.575.085.02.1142622.0m kN P =⨯⨯⨯⨯⨯=
m P h 2.226/8.57/max ===γ
可见在腹板上新浇砼产生的最大的侧压力为57.8kN/m 2，且有效压头为
2.2米，考虑振捣时所产生的荷载4.0 kN/m 2，所以最大的侧压力为57.8+4.0=61.8 kN/m 2。

侧压力从上至下按梯形规律递加，偏安全考虑，取最大荷载值61.8kN/m 2计算。

①、次梁10×12cm 木枋计算
木枋的布置间距为0.2cm ，则m kN q /36.128.612.0=⨯=
3222406/12106/cm bh W =⨯==
木枋子长度一般为3-4跨，偏安全考虑, 按简支梁计算，跨径为0.75m ，计算简图如下：
p =12.36kN/m
则跨内最大弯矩为：
m kN ql M /869.075.036.12125.0125.022max =⨯⨯==
由梁正应力计算公式得：
[]MPa MPa W M w 0.1062.31024010869.063
max max =<=⨯⨯==-σσ
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
[]MPa
MPa A Q 0.258.0.010********.01036.1232343max max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-ττ 即强度均满足要求。

挠度计算按简支梁计算：
MPa E 5101.0⨯= 463101412/mm bh I ⨯==
[]mm f mm EI
ql f 875.1354.0104.1410138475.01036.1253845610434max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
=- 则刚度也完全满足要求。

②、主梁10×12cm 木枋计算
箱梁腹板下模板主梁用10×12cm 木枋，木枋下支撑φ48×3.5脚手管间距为40cm ，偏于安全考虑，按简支梁进行计算，跨径为0.4m ，受到次梁传递的集中荷载，大小为kN P 27.975.036.121=⨯=，最不利的受力模式如下图：
P1=9.27kN P1=9.27kN
P1=9.27kN
则跨内最大弯矩m kN M /93.0max =
又32
2
240612106cm bh W =⨯==
[])
(1087.3102401093.0/63max max 参考一般松木木质MPa MPa W M w =<=⨯⨯==-σσ 最大剪力在支点处， 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
[]MPa
MPa A Q 0.2579.0101210210635.432/343
max max =<=⨯⨯⨯⨯⨯==-ττ
即强度满足要求。

挠度按简支梁计算，作用在支点上的力对构件不产生挠度，
MPa E 5101.0⨯= 463104.1412/mm bh I ⨯==
[]mm
f mm EI l p f 0.1086.0104.14101484.01027.9486103331max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==- 则刚度也完全满足要求。

2.3、底模板下构件的计算
2.3.1、次梁（10×12cm 木枋）验算
底模下次梁按顺桥向布置，间距30cm 和40cm ，其具体布置如后附图所示。

在次梁下横桥向布置I25工字钢，间距为75cm 。

因此计算跨径为0.75m ，按简支梁受力考虑，分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置：其计算简图如下所示：
q=21.45KN/m
①、斜腹板对应位置验算
底模处砼箱梁荷载：21/655.226m kN P =⨯=
模板荷载：222/0.2/200m kN m Kg P ==
设备及人工荷载：223 /m kN 2.5 /m Kg 250 P ==
砼浇注冲击及振捣荷载：2 24 /m kN 2 Kg/m 200 P == 则有： /m 2kN 71.5 P P P P P 4321=+++= m kN q /45.213.05.71=⨯=
又32
2
240612106cm bh W =⨯==
m KN ql M .17.29.045.21125.0125.022max =⨯⨯==
由梁正应力计算公式得：
[]MPa MPa W M w 100.9102401017.2/63
max max =<=⨯⨯==-σσ
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
[]MPa
MPa A Q 0.20.11012102275.01045.2132343max max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-ττ所以强度满足要求；
由矩形简支梁挠度计算公式得：
MPa E 5101.0⨯= 463104.1412/mm bh I ⨯==
[]mm f mm EI
ql f 875.1614.0104.1410138475.01045.2153845610434max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-
刚度满足要求。

②、中间底板位置验算
中间底板位置砼厚度在0.53～0.86m 之间，考虑内模支撑和内模模板自重，按0.9m 计算,则有：
底模处砼箱梁荷载：21/4.239.026m kN P =⨯=
内模和底模荷载：222/0.4/400m kN m Kg P ==
设备及人工荷载：223 /m kN 2.5 /m Kg 250 P ==
砼浇注冲击及振捣荷载：2 24 /m kN 2 Kg/m 200 P ==
则有： /m 2kN 31.9 P P P P P 4321=+++= m kN q /76.124.09.31=⨯=
又32
2
240612106cm bh W =⨯==
m KN ql M .897.075.076.12125.0125.022max =⨯⨯==
由梁正应力计算公式得：
[]MPa MPa W M w 1074.31024010897.0/63
max max =<=⨯⨯==-σσ
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
[]MPa MPa A Q 0.2598.010********.01076.1232343max max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-ττ 所以强度满足要求；
由矩形简支梁挠度计算公式得：
MPa E 5101.0⨯= 463104.1412/mm bh I ⨯==
[]mm f mm EI
ql f 875.1365.0104.1410138475.01076.1253845610434max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-
刚度满足要求。

2.3.2、支架贝雷桁片顶底模分配梁 工25a 型钢受力验算
如“箱梁现浇贝雷支架结构示意图”所示，支架贝雷片铺设完成后在其上按照桁片节点距离75cm 铺设底模受力型钢，工25a 型钢上再铺设木枋，木枋上铺设竹胶板。

横桥向组合贝雷片安装间距为3.0m 、箱梁腹板下各安设一组贝雷桁片，因此腹板自重直接作用于底模分配梁工25a 的支点上，对底模型钢来讲不产生弯矩及挠度（直接受压），偏安全考虑，对底模型钢在两贝雷桁片之间按照简支梁计算，其受力荷载按照箱梁砼最大厚度计。

则L=3.0m ，查表的34.401cm W = 45017cm I =
型钢承受竖向最大均布荷载为：
m kN q q q r /68.2175.0)0.15.13269.0(75
.0)q (=⨯+⨯+⨯=⨯+=施模板＋
式中： q r 为箱梁混凝土自重，由于腹板自重直接作用于贝雷桁片上，因此仅取
箱梁底板、顶板（有齿块）总厚度的自重（厚0.9m ）；
3层表示底模、内模模板总层数，单层模板自重如前所示取1.50kN/m 2； q 施表示施工人群、机具荷载，如前所示取1.0kN/m 2；
0.75m 为型钢间距。

故：
[][]MPa MPa W ql W M w 1708.60104.40180.31068.2186232max =<=⨯⨯⨯⨯===-σσ []mm f mm EI
ql f 5.728.21050171001.238431068.2153845811434max =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-
型钢受力满足相关规范要求，翼缘板下受力比中间底板还要小，不需要验算。

3、贝雷桁片受力验算
如附图所示，为方便施工时的吊装，桁片在桩顶均断开设置，受力验算时取单跨箱梁支架中贝雷桁片跨度最大、荷载最大的一跨，跨径相等，因此L=9.0m 、q r ＝209.56kN/m ，贝雷横向取10片，贝雷架特性如下：
则：
m kN q q r /2.3327.1225.2097.122=+=+=
[]m KN M m kN ql M .0.63047888.010.53.336380.92.33282
2=⨯⨯=<=⨯==
（0.8为桁片不平衡受力系数）
[]mm
f mm EI ql f 5.22400900050.510102505001006.23840.9102.332514
3845811434==<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=-
贝雷架支点处剪应力验算：
[]KN KN ql Q 24502451090.14942
92.3322=⨯=<=⨯==τ 故支架纵向布设10片贝雷满足施工规范要求。

4、支架桩顶500×1000钢箱梁受力验算
钢箱梁布置如附图所示，钢箱梁受力图如下：
F1=282.8kN
弯矩图（KN.m）剪力图（KN.m）
306F2=959.0kN F3=858.8kN F2'=943.7kN
F4=265.7kN -+-
904.96
240.14802.5-
-282.8381.7
477.1++
则：()m KN q q q q r /2.2722.35.25.1265.02/)(1=⨯++⨯=++=施模板
KN q G q F 8.2825/976.7242.2793911=⨯++⨯=⨯++⨯=工字钢贝雷架
m kN q q q q r /2.910.3)5.235.1269.0()(3=⨯+⨯+⨯=++=施模板
KN G G q F 8.8585/976.7242.919933=⨯++⨯=++⨯=工字钢贝雷架
m kN q q q q r /5.252/0.3)5.25.1265.0(2/)(4=⨯++⨯=++=施模板
KN G G q F 5.2675/976.7245.259944=⨯++⨯=++⨯=工字钢贝雷架
m kN q /1012/2.912.274.0)5.25.12265.2(2=++⨯+⨯+⨯=
KN G G q F 0.9595/976.7361019922=⨯++⨯=++⨯=工字钢贝雷架
m kN q /3.992/2.915.254.0)5.25.12265.2('2=++⨯+⨯+⨯=
KN G G q F 7.9435/976.7363.9999''22=⨯++⨯=++⨯=工字钢贝雷架
KN R 5.16231= KN R 3.16882=
500×1000钢箱梁截面性能：203536.0m A =，44103851.5m I x -⨯=
301077.0m W =
[]MPa MP W M w mxa 14503.8401077.01096.9043
max =<=⨯==σσ
[]MPa MPa A Q 8524.2003536.02101.4773233
max max =<=⨯⨯⨯==ττ
经计算，所选构件满足规范要求。

5、支架单桩受力验算
钢管桩受力直接由贝雷架传递的，由上面知支反力KN R 5.16231= KN R 3.16882=。

则单桩承受最大力为：
kN R 7.17072/101485.703536.03.1688max =⨯⨯⨯+=
φ900×10钢管桩截面特性：
()2222202796.044.045.01416.3)(m r R A =-⨯=-=π
()
4344441077.24/44.045.01416.34/)(m r R I -⨯=-⨯=-=π 331015.6/m R I W -⨯==
考虑钢管桩立柱最长约8米，取8米计算：
m A I r 31.002796.01077.23=⨯==-
m l l 4.688.08.00=⨯=⨯=
806.2031.0/4.6<==λ
93.0)100
206.20(
55.002.12=+-=ϕ 强度验算： []MPa MPa A R a a 1401.6102796.0107.17073max =<=⨯==σσ 稳定性验算：
[]MPa MPa A R a a 1407.6502796.093.0107.17073
0max =<=⨯⨯==σϕσ
经计算钢管桩能满足要求。

6、支架整体稳定性验算
支架水平荷载主要为风载，风压力计算如前所述，故支架承受风力对于42m
跨径箱梁支架：KN N L F 87.725134.1426.126.16.1=⨯+⨯=⨯+⨯=立柱排架数目跨径 由于箱梁横坡调整由自身腹板高度进行调整，故恒载、施工荷载几乎不产生水平作用力，水平荷载仅为风载。

抗倾覆系数：
()()[]3
.10.71287.722/38.65.786802796.04276.7102.252/>=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯++==FH
GB K
式中： G 表示支架自重，最不利情况为侧模已经安装完成、尚未绑扎钢筋，此时支架自重包括外模系统、贝雷桁片、钢管立柱自重。

满足规范抗倾覆系数1.3的要求
7、支架立柱基础的形式选择及受力验算
7.1基础形式选择
根据湖南省地勘院提供地质报告， 42米现浇支架桥位区覆盖层较浅，一般为2米左右，穿过覆盖层就是亚粘土或者是泥质粉砂岩，推荐承载离为220KP a ～260KPa 。

并跨过建设路和滨江南路，路面承载力根据相关质料大于1000KPa 。

结合现场的实际情况，支架立柱基础采用扩大基础。

7.1.1、在老路面上的基础形式拟采用1.5×1.5×0.5m 的钢筋混凝土扩大基础，基础按照构造要求配筋。

7.1.2、其它立柱基础采用采用2.6×2.6×0.8m 的钢筋混凝土扩大基础，基础按照构造要求配筋，以穿过覆盖层作为基础的持力层。

7.2、基础受力验算
7.2.1、对于以老路面为持力层
[][]KN R KN A P 7.170722505.15.11000max =>=⨯⨯==σ (单根立柱所受竖
向力最大值)
σ：为地基承载力设计值，偏安全考虑取较小值1000kpa
A ：扩大基础受力面面积
7.2.2、穿过覆盖层作为基础的持力层
[][]KN R KN A P 7.17076.17576.26.2260max =>=⨯⨯==σ
[σ]：为地基容许承载力，根据地质勘测报告取260kpa 。

A ：扩大基础受力面面积
三、贝雷支架的施工
1、支架搭设工艺流程
2、支架基础施工
根据地堪报告，结合现场情况，选定亚粘土层作为持力层是，立柱基础施工是首先进行开挖到持力层，然后绑扎钢筋，进行现浇，在顶面预埋钢板以固定钢管桩。

扩大基础混凝土标号C25。

对于以老路面作为持力层扩大基础，混凝土标号C25，采取先预制，然后吊装至指定地点安装，原地面要用砂浆找平，以保证混凝土基础与原地基完全接触。

在基础的顶部预埋钢板以固定钢管，钢筋混凝土扩大基础自重约为2～3吨，上面预留吊耳，以方便循环使用。

3、支架搭设施工
3.1、支架采用Φ900㎜，壁厚10㎜钢管作为支撑立柱。

钢管在现场下好料，钢管桩需要接长时，利用法兰盘接长。

用16T吊车逐根吊安，通过测量控制立柱的垂直度和顶面标高，首节钢管立柱与基础顶面预埋的埋件要焊接。

3.2、利用Φ720×8钢管桩做桩帽，以方便支架拆除。

安装桩帽时测量严格控制顶标高，同一排架高差控制在2mm以内。

3.3、钢箱梁运至现场后，把底面（以桩帽连接部分）磨平，利用吊车逐个排架安装。

3.4、贝雷架在现场进行组拼，用呆车逐跨安装，安装是特别注意跨与跨之间相互错开，保证贝雷立杆与支架支点重叠。

3.5、贝雷桁片沿纵桥向布设好后，横桥向安装I25a工字钢，然后铺设底模系统。

4、支架预压
4.1、支架预压的意义
支架安装完成后在箱梁施工前为确保支架施工使用安全需对支架进行压载试验，其意义如下：
4.1.1、检验支架及基础承载力是否满足受力要求；
4.1.2、消除支架及地基的非弹性变形；
4.1.3、实测支架的弹性变形，为设置预拱度提供依据。

4.2、支架预压方法比选
第一方案：采用砂袋预压的方法费时费力影响工期，此方案不经济。

第二方案：由于桥面纵坡为3％，采用在外模内分隔仓的方法预压，操作比较困难。

第三方案：采用水箱预压，既克服了纵坡大的问题，又加快施工进度。

所以采用第三种方案。

4.3支架预压的施工方法
预压荷载为箱梁单位面积最大重量的1.1倍。

本方案采用水箱加水分段预压法进行预压：施工前，按照水箱加工图纸加工好水箱，水箱采用3mm厚钢板进行满焊加工，加工好后进行试水试验，确保水箱不漏水。

每一段预压长度为21米左右，由于首跨现浇长度为52.5米，故首跨需分三次预压，标准跨为42米及尾跨31.5米均需分两次预压。

预压步骤图如下：
说明:
1.本图尺寸单位为厘米。

2.单跨一幅（左幅或右幅）支架预压时，分两次进行
（如图中示意图所示），即第一次先压21米长，然后卸水
，移动水箱就位，再注水预压其余21米支架。

为了解支架沉降情况，在加水预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点设置在每跨跨中、支架的支点上，每过断面4个点。

在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸水。

卸水完成后采用16t汽车吊将水箱前移。

卸水完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸水后标高减去持荷
后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。

预压完成后要根据预压成果重新调整底模并设置预拱度支立侧模，准备绑扎箱梁钢筋。

第三节模板工程
为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形，本工程投入的模板根据曲线半径制作相应的形式，箱梁底模铺设高强竹胶板，外侧模、内模初步考虑采用木框竹胶板。

底模、侧模及内模结构见附图。

一、底模
底模I25a型钢按设计的间距铺设完成后在其上按间距30～40cm铺设宽10cm、厚12cm的木木枋作为受力主肋，然后铺设高强竹胶板底模面板，结束后根据测量测放出的底模边线进行竹胶板的切割形成底模。

高强竹胶合板胶合性能好，表面平整光滑，完全满足箱梁底面混凝土外观符合要求。

1、竹胶模板的主要特点
1.1、竹胶模板强度高，韧性好，板的静曲强度相当于木胶合板强度的4～5倍，可减少模板支撑的使用数量。

1.2、竹胶模板幅面宽，拼缝少（每张3平方米），相当于6.6块1.5米×
0.3米组合钢模板的面积，支模、拆模速度快。

1.3、竹胶模板表面光滑，容易脱模，复模竹胶模板表面对混凝土的吸附力仅为钢模板的百分之一，混凝土表面平整光滑，可取消抹灰作业，工程进展速度快。

1.4、竹胶模板耐水性好，水煮不开胶，遇水受潮不变形，防腐、防虫蛀。

1.5、竹胶模板导热系数为0.14~0.16瓦/米·开，远远小于钢模板的导热系
数，有利于冬季施工保温。

1.6、竹胶模板使用周转次数高，板材可正反两面使用，在使用方法准确的情况下，周转次数可达15～30次以上。

2、竹胶模板的铺设
2.1、紧贴模板的木枋，要纵向铺放，板缝尺量缩小，垫木的规格10×12cm，板缝用不干胶带封好，预防漏浆。

2.2、顶模拼法：先在脚手架上横铺方木，间距1.2m，再纵向铺木枋，间距为0.4—0.5m，所浇砼厚度超过280mm时，间距应相应缩小。

2.3、墙模：模板后纵向铺三个方木，再横铺二根方木联结，留好穿墙螺丝位置，立好斜撑。

3、锯板方法
锯板用的锯片要求是合金锯片，直径400毫米，120齿左右，转速3800转/分，板下垫实时锯切，以预防毛边。

4、清洁面板
竹胶模板前五次使用不必涂脱模剂，以后每次应及时清洁板面，有粘板的涂刷脱模剂后再使用。

5、存贮方法
板面不得与地面接触，应下垫方木，边角对齐堆放，保持通风良好，防止日晒雨淋，并定期检查。

二、外侧模和翼缘模
箱梁外侧模和翼缘模同样采用竹胶板模板，翼缘板竹胶板下由8×10cm 木枋次梁，主梁采用8×10cm木枋组成模板骨架，次梁的间距为30cm，主梁的
间距75cm，采用φ48×3.5脚手管做排架立柱，立柱上安装顶拖支撑主梁。

腹板竹胶板下由8×10cm木枋次梁，主梁采用8×10cm木枋组成模板骨架，次梁的间距为20cm，主梁的间距75cm，采用φ48×3.5脚手管做排架斜撑，斜撑上安装顶拖支撑主梁。

三、内模及内模支撑计算
箱梁在每跨距离中横梁0.6L（L为跨距）的顶板中间处设置100㎝（纵向）×80㎝（横向）的人洞一个，以便进行内模及支撑的拆除作业。

箱梁施工整体完毕后按施工要求将人孔浇注封闭。

箱梁内模采用组合木模板拼装，面板采用竹胶板，采用φ48×3.5脚手管做排架立柱支撑在底模顶面上，脚手管顺桥向按1.0左右设置一排，每排7根。

立柱支撑点必须与横桥向底模下木枋位置对应，而且立柱不可直接支撑在底模顶，两者间须垫设混凝土垫块。

立柱顶设8×10cm木枋作为横梁，并固定牢固。

横梁顶铺设8×10cm木枋后直接铺设内顶模，内顶模两侧立柱之间设置两道斜撑，以保证支架的稳定。

1、模板下次梁（8×10cm木枋）验算（A区）
脚手管立杆的纵向间距为1.0m，横向间距为0.75m，顶托木枋横梁按横桥向布置，间距仍为1.0m；次梁按纵桥向布置，间距0.5m。

因此计算跨径为1.0m，按简支梁受力考虑，验算顶模下位置即可，计算简图如下：
顶模处砼荷载：21/28.72628.0m kN P =⨯=
设备及人工荷载：222/5.2/250m kN m kg P ==
砼浇注冲击及振捣荷载：223/0.2/200m kN m kg P ==
则有2321/78.11)25.228.7()(m kN P P P P =++=++=
32
2
3.13361086cm bh W =⨯==
由梁正应力计算公式得：
()[]MPa
MPa W qL w w 1052.5103.13380.110005.078.118622=<=⨯⨯⨯⨯⨯==-σσ
强度满足要求；
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
()()[]¨
255.01010822/0.1105.078.113234
3MPa MPa A Q =<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-ττ （参考一般木质） 强度满足要求；
由矩形简支梁挠度计算公式得：
MPa E 5101.0⨯=； 4337.66612/10812/cm bh I =⨯==
[][])
400/(0.315.1101107.666384/0.11089.55384/5108434max L f mm f EI qL f ==<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-
刚度满足要求。

以上各数据均未考虑模板强度影响，若考虑模板刚度作用，则以上各个实际值应小于此计算值。

对于B 区，次梁间距为0.45m ，计算跨度不变，砼荷载按平均0.4m 厚考虑，则有：
顶模处砼荷载：21/4.10264.0m kN P =⨯=
设备及人工荷载：222/5.2/250m kN m kg P ==。