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【摘  要】城市快速路工程多以桥梁结构形式呈现，既有效缓解了各大城市的交通拥堵问题，又是城市建设的靓丽名片。盖梁施工环节是市政桥梁工程施工组织中的关键工作，盖梁模架搭设的安全性、经济性、便捷性又是盖梁施工环节的重中之重，做好盖梁模架搭设受力检算是模架顺利搭设的先决条件，模架搭设主要从型材的强度、刚度、稳定性等方面进行检算。

【关键词】关键工作;安全性;经济性;便捷性;刚度;强度;稳定性

1.市政桥梁工程盖梁简述

近年来，我国城市基础设施建设如火如荼，城市快速路工程既有效缓解了城市交通拥堵问题，又为城市建设增添了一道亮丽的风景线。城市快速路设计通常采用高架桥的方式，盖梁施工是桥梁工程施工的重要环节，盖梁模架搭设，既要安全稳固，能够承受大吨位的盖梁结构荷载，又要经济实惠，撘拆便捷，逐墩循坏利用。本文以钢管支柱模架搭设方案为基础，建立受力检算模型，分别从盖梁模架搭设的强度、刚度、稳定性等方面进行受力检算。本文采用的盖梁截面尺寸长24.7m，投影宽3.5m，跨中底面宽度2.5米，端部底面宽度为2.96米;跨中截面高度3.8m，盖梁混凝土设计方量为196m³。盖梁构造如下图所示：

2.支架搭设方案简述

根据盖梁几何尺寸，考虑施工时人员设备工作面，模架搭设长度为26.54m、宽度为6m、搭设高度设为10m（可随墩高调整）。模架搭设要预留门洞，方便施工车辆通行，见搭设布置图。模架搭设完毕后，采用钢筋或者沙包的堆载方式对模架进行分级预压，采集相关数据，之后模架搭设需按预压数据设置预拱度。

2.1搭设方案

立柱：采用14根Ф530×10mm钢管（A3号），搭设2排，每排7根，中间段立柱按3.435m间距布置（考虑既有承台几何尺寸），两侧考虑通车，按4.68m间距布置;

纵梁：采用7根5.2m双拼45b工字钢;

横梁：中段采用2根7.5m双拼50b工字钢做主梁、2根7.5m长50b工作钢做构造梁，两端各采用3根10.15m双拼50b工字钢等间距布置;

分配梁：采用63根6m长18工字钢，中间7.5m区间按0.32m间距布设，共23根，两端按0.5m间距布设，共40根;

调节段：采用砂箱做调节;

为保证整体稳定性，立柱间连接横向采用18工字钢连接，斜向采用16槽钢连接，形成“X字形”连接，相邻两排交错布置，具体布置见附图。

2.2基础处理

模架立柱基础可位于既有桥墩承台顶面或者既有沥青路面上。既有沥青路面结构强度要通过试验进行检测，检测结果要满足规范要求;根据《公路路面基层施工技术规则》JTGT F20-2015表4.2.7，取其抗压强度标准值为2.5MPa。

2.3模架搭设顺序

模架搭设时，先对钢管柱位置的沥青路面浇筑混凝土基础找平并预埋钢板;钢管柱立好后，在立柱顶部放置砂箱，并事先调节好砂箱顶部标高，之后再在砂箱顶部安装双拼45b纵梁，纵梁与砂箱连接采用点焊;依次类推安装双拼50b横梁以及18分配梁（两侧焊接挡板防止水平位移）;最后安装盖梁底模并调平。

2.4荷载传递顺序

荷载首先作用在盖梁底模板上，按照"底模→18工字钢分配梁→50b双拼工字钢横梁→45b双拼工字钢纵梁→Ф530钢管立柱→基础"的传力顺序，分别进行强度、刚度和稳定性检算。

3.模架检算

3.1设计荷载

3.1.1永久荷载

1）混凝土自重q1

计算时钢筋混凝土容重γ砼=26kN/m³，分配面积S=24×2.96=71.04㎡。考虑到盖梁中部倒T段荷载最大，即q1中=γ砼×h=26×3.8=98.8kN/㎡，q1侧=γ砼×h=26×1.7=44.2kN/㎡。故盖梁混凝土自重q1=（98.8×1.5+44.2×2）÷2.5=94.64kN/㎡。

2）分配梁18工字钢自重q2

分配梁采用18工字钢，单位重24.13kg/m;

单根分配梁自重q2′=24.13×10÷1000=0.24kN/m;

整体分配梁自重q2=0.24×6×63÷60=1.51kN/㎡。

3）横梁50b双拼工字钢自重q3

横梁采用50b双拼工字钢，单位重101.5kg/m;

单根横梁自重q3′=101.5×2×10÷1000=2.03kN/m;

整体横梁自重q3=2.03×（7.5×2+10.15×6）÷71.04=2.17kN/㎡。

4）纵梁45b双拼工字钢自重q4

纵梁采用45b双拼工字钢，单位重87.485kg/m;

单根纵梁自重q4′=87.485×2×10÷1000=1.75kN/m;

整体纵梁自重q4=1.75×7×5.2÷71.04=0.90kN/㎡。

5）模板自重q5

盖梁模板采用定型钢模板，模板全重按照40t计列，故钢模板自重q5=q钢=40*1000*10/71.04/1000=5.63kN/㎡;

3.1.2可变荷载

1）施工人员和运输工具自重：q6=3.0kN/㎡。

2）倾倒和振捣混凝土时产生冲击荷载q7

根据《路桥施工计算手册》—P172表8-1可知，取q7=2.0kN/㎡。

3）振捣砼时产生的荷载q8

根据《路桥施工计算手册》—P172表8-1可知，计算竖向荷载时，取q8=2.0kN/㎡。

4）风荷载q9

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009）的规定采用风荷载q9=ωk=μzμsω0

μz：风压高度变化系数，查表得μz=0.65

μs：风荷载体型系数，查表得μs=0.8

ω0：基本风压，计算得ω0=0.3kN/㎡

风荷载计算得：q7=0.65×0.8×0.3=0.16kN/㎡;未考虑风振系数。

3.1.3荷载组合

计算模板及支架构件强度时的荷载设计值，取其标准值乘以下列相应的分项系数：

1）永久荷载的分项系数，取1.2;

2）可变荷载的分项系数，取1.4。

3.2分配梁工字钢检算

3.2.1材料特性

分配梁采用18工字钢计算，截面抵抗矩Wx=0.1854×106mm3;截面惯性矩Ix=0.1699×108mm4。

3.2.2荷载组合

1）盖梁中部7.5m区段按0.32m间距布置，单根工钢受力分析如下：

Q1=[1.2（q1中+q5）+1.4（q6+q7+q8+q9）]×0.32+1.2q2′

=[1.2×（98.8+5.63）+1.4×（3+2+2+0.16）]×0.32+1.2×0.24

=43.59kN/m

2）盖梁两侧10.15 m区段按0.5m间距布置，单根工钢受力分析如下：

Q2=[1.2（q1中+q5）+1.4（q6+q7+q8+q9）]×0.5+1.2q2′

=[1.2×（98.8+5.63）+1.4×（3+2+2+0.16）]×0.5+1.2×0.24

=67.958kN/m

3.2.3强度检算

1）中部7.5m区段分配梁由两根横梁支撑，按照简支梁计算，计算跨径l=2.42m;

Mmax=Q1l2/8=43.59×2.52÷8=34.05kN·m

σ= Mmax/ Wx=34.05×106/（0.1854×106）=183.68N/mm2<205N/mm2

检算结果满足要求！

2）两侧10.15m区段分配梁由三根横梁支撑，计算跨径l=2.42+0.32*2+0.02*2=3.1m;按照两等跨连续计算，l=1.55

Mmax=0.07*67.958*1.552=11.429 kN·m

σ= Mmax/ Wx=11.429×106/（0.1854×106）=61.65N/mm2<205N/mm2

检算结果满足要求！

3.2.4刚度检算

1）中部7.5m区段分配梁由两根横梁支撑，按照简支梁计算，计算跨径l=2.5m;

ω=5Q1l4/384EI=5×43.59×25004÷（384×2.1×105×0.1699×108）=6.21mm

根据《公路桥涵施工技术规范》5.2.8条第3点，最大变形值为l/400。

6.21mm<2500/400=6.25mm

检算结果满足要求！

2）两侧10.15m区段分配梁由三根横梁支撑，计算跨径l=1.55m;按照两等跨连续计算;

ω=0.521×Q2l4/100EI=0.521×67.958×15504÷（100×2.1×105×0.1699×108）=0.573mm

根据《公路桥涵施工技术规范》5.2.7条第3点，最大变形值为l/400。

0.573mm

检算结果满足要求！

3.2.5稳定性验证

盖梁底模直接紧压密贴工字钢顶部，每根工字钢两侧焊接挡板，防止其水平位移;因此，工字钢被牢固定位;根据《钢结构设计标准》（GB50017-2017）中6.2.1条所示，工字钢的稳定性满足规范要求，故不用单独计算其稳定性。

根据以上计算数据可得，当分配梁采用18及以上规格的工字钢时，检算满足要求！

3.3横梁工字钢检算

3.3.1材料特性：

横梁采用双拼50b工字钢计算，截面抵抗弯矩W=3.8844×106mm3;截面惯性矩I=9.7112×108mm4。

3.3.2荷载组合

Q=[1.2（q1+q2+q5）+1.4（q6+q7+q8+q9）]×2.5÷2+1.2q3′

=[1.2×（94.64+1.51+5.63）+1.4×（3+2+2+0.16）]×2.5÷2+1.2×2.17

=167.8kN/m

3.3.3检算模型

横梁结构中间段为简支梁或连续，两侧为单侧外伸梁结构。检算时考虑荷载分别布置在跨中、外伸段悬挑及两等跨连续梁检算。

3.3.4强度检算：

1）荷载布置在跨中时，计算跨径l=5.75m

按照简支梁计算

Mmax=Ql2/8=167.8×5.752÷8=693.48kN·m

σ= Mmax/ Wx=693.48×106/（3.8844×106）=178.53N/mm2<205N/mm2

按照简支梁计算检算结果满足要求！

按照两等跨连续梁计算

Mmax=0.07Ql2=0.07×167.8×5.752=388.35kN·m

σ= Mmax/ Wx=388.35×106/（3.8844×106）=99.998 N/mm2<205N/mm2

按照两等跨连续梁检算结果满足要求！

2）荷载布置在外伸段时，计算跨径l=5.75m，外伸长度a=3m

Mmax=-Qa2/2=167.8×32÷2=755.1kN·m

σ= Mmax/ Wx=755.1×106/（3.8844×106）=194.39N/mm2<205N/mm2

横梁跨度在5.75米，外伸3米时，检算结果满足要求！

3.3.5刚度检算：

1）荷载布置在跨中时，计算跨径l=5.75m

按照简支梁计算

ω=5Ql4/384EI=5×167.8×57504÷（384×2.1×105×9.7112×108）=11.71mm

根据《公路桥涵施工技术规范》5.2.7条第3点，最大变形值为l/400。

11.71mm

检算结果满足要求！

按照两等跨连续梁计算

ω=0.521×Ql4/100EI=0.521×167.8×57504÷（100×2.1×105×9.7112×108）=4.69mm

4.69mm

2）荷载布置在外伸段时，计算跨径l=5.75m，外伸长度a=2.85m

ω=（4a2/ l2+3 a3/ l3-1） Qal3/24EI=（4×28502/57502+3×28503/57503-1）×167.8×2850×57503÷（24×2.1×105×9.7112×108）=6.46mm

根据《公路桥涵施工技术规范》5.2.7条第2点，最大变形值为a/400。

6.46mm

检算结果满足要求！