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现浇箱梁门洞下部钢管支撑系统设计与施工

在进行现浇箱梁门洞下部钢管支撑系统的规划设计与施工时，主要需要考虑几个关键点：结构安全性、施工便捷性以及成本控制。以下是针对这一工程设计与施工的关键要点的简要总结：

1.设计方案：首先需对现浇箱梁门洞的位置和尺寸进行精确测量，依据桥梁的设计规范及承载力要求，结合地形地貌特点，采用有限元分析软件对支撑系统进行全面计算，确定合理的支撑点分布、钢管规格以及连接方式。在方案设计阶段充分考虑安全性和经济性之间的平衡。

2.施工准备：包括但不限于材料采购检验（如钢管的材质、长度和壁厚等）、施工设备的选择与检查、施工现场布置及临时设施搭建等。特别是对于大型现浇箱梁门洞下部支撑系统的安装，需要详细规划吊装作业流程，并制定应急预案以应对可能发生的意外情况。

3.施工过程：按照预先设计好的方案进行分段施工，确保每一步骤都严格按照规范操作。重点注意钢管之间的连接固定要牢固可靠，避免松动或脱落导致的安全隐患；同时也要注意预留足够的调平空间和时间，保证整体结构的稳定性。

4.质量控制与安全防护：施工期间应加强现场质量管理，定期检查支撑系统的安装情况是否符合设计要求；做好高空作业、用电安全等方面的防护措施某管桩施工方案-secret，确保所有工作人员的人身安全。特别是在复杂地形条件下进行施工时，更需要特别重视这些方面的工作。

5.环境保护与文明施工：在保障工程质量的同时也要注重施工现场的环保工作，合理处置建筑垃圾，减少噪音和扬尘污染等对周边环境的影响；同时加强现场管理，保持良好的作业秩序。

通过上述步骤的实施，可以确保现浇箱梁门洞下部钢管支撑系统的有效设计与顺利施工。

图一:北李官E匝道桥（第12孔）施工平面图

为便于标高调整和拆模，门洞上部施工采用碗扣式脚手架和贝雷片组合的支撑方式。贝雷桁架横向间距布置时根据实际受力进行调整，在箱梁腹板处使用加强四排单层桁架；中心设置三组贝雷片，支撑架间距为0.45m,翼板处荷载较小，设置1组双排贝雷桁架，支撑架间距为1.0m。上部桁架布置见图二：

图二:北李官E匝道桥（第12孔）贝雷桁架横断图

上部荷载通过分配梁由支撑钢管传到地基，分配梁由两根56a工字钢焊接组成，支撑钢管采用φ609×10mm无缝钢管。支撑钢管采用模数化长度分段接高，标准长度为6m，调节长度为3.0m,接高连接采用法兰高强螺栓连接，为增强支撑钢管横向稳定性，横向采用[16b槽钢设置的剪刀撑连接，和[20b槽钢设置的水平连接。

上部荷载通过分配梁传到支撑钢管，分配梁由两根56a工字钢焊接组成，由于0#和1#支撑柱受力不对称，为偏于安全考虑，分别进行验算。

弹性模量E=206×103MPa；截面面积：A= 1354×2=2708cm2

截面抵抗矩：W= 2342×2=4684cm3；截面惯性矩：I= 65576×2=131152cm4

设计抗弯强度[σ]= 205 MPa；设计抗剪强度[τ]=120 MPa；

抗弯能力[M]=4684×205/1000=960.22 KN•m

抗剪能力[Q] =2708×120/1000=324.96 KN

每延米自重= 106.3×2×10/1000=2.2 KN/m

分配梁布置形式见下图三：

图三:分配梁布置间距图

0#分配梁上部荷载为上部贝雷片支点反力值，分配梁受力示意图见图四：

图四: 0#分配梁加载示意图

受力分析时按照5次超静定结构进行计算，计算分析图见图五、图六：

图五: 0#分配梁受力弯矩图（n·m）

图六: 0#支撑梁加载剪力图（n）

同理计算出1#墩分配梁各截面弯矩和剪力，见下表：

分配梁计算结果汇总见表一：

表一:分配梁受力计算汇总表

由计算结果可知，0#分配梁受力最大，

Mmax=320.2KN·m<[M]= 960.22 KN·m，符合要求;

Qmax=321.1KN>[Q]= 325.0KN，计算结果接近允许值，但实际支撑点布置在10#和11#节点之间，剪力会比本次计算数值较小，可以选择。

分配梁支点的反力既是支撑钢管的荷载，具体数据见表二：

表二:支撑钢管受力计算表

为偏安全考虑，选取最大值（1#墩10#支撑）772.4KN进行受力计算。

弹性模量E=206×103MPa；截面面积：A= 188.2cm2

截面抵抗矩：W= 2770cm3；转动惯量：I= 84400cm4

设计抗压强度[σ]= 215 MPa；自重= 148×10×15/1000=22.2KN

钢支撑长度L0=14.8m; 钢支撑轴力N= 772.4 KN

则：钢支受力荷载Np= 22.2+772.4 =794.6KN

回转半径I = SQRT(I/A) = SQRT(84400/188.2) =21.2cm。

长细比：λ＝μL/i=1×15.0×100/21.2=71,查系数表稳定系数为ψ＝0.77;

4.3 支撑钢管受力计算:

σ1=Np/(ψA)＝794.6×103/（0.77×188.2×102）＝54.8MPa；

稳定计算σ=σ1+σ2＝54.8+4.1=58.9Mpa< [σ] = 215 MPa,符合要求。

4.4柱间支撑受力计算:

柱间支撑主要用于抵抗风荷载以及其它各种水平荷载，增加支撑结构平面内的稳定性。柱间支撑构件应满足在荷载作用下的强度，同时要满足最大长细比和最小截面尺寸的要求。由于现浇支架作用的水平荷载较小，相应荷载作用下的强度容易满足，因此支撑构件均按最大长细比来选择截面。

2) 柱间支撑结构简图

支撑水平杆采用2[20b,支撑斜杆采用 [16b 交叉布置，布置尺寸见图七，斜杆只能受拉(受压时退出工作)。

图七: 柱间支撑布置图（mm）

水平杆（按轴心受压构件计算）:

L0=L=443cm,需要回转半径iy=443/150=2.95cm；

2[20b 组合截面的 iy=2.09×2 =4.18cm>2.95cm;满足使用要求；

斜杆(按只能受拉的轴心构件计算):

紫铜、黄铜管道安装柔性受拉构件L0=L=580cm,；需要回转半径iy=580/400=1.45cm；

查得[16b iy=1.83cm＞1.45cm;满足使用要求。

基底承载力荷载为钢管顶的支撑力+钢管自重+基础混凝土

σ=N/A，具体计算结果见表三：

根基础为方形C25混凝土，承台顶标高为35.9m,厚度为1.0m,原地面高程为35.35m,基底平面尺寸根据基底应力进行调整，分1.5m×1.5m（单支撑基础）和1.8m×3.3m（双支撑基础）两种形式，承台上下顶面各设置一层B16钢筋网片，网眼间距为25cm。为保证基底承载力换填50cm透水性材料，分两层填筑碾压，地基承载力要求达到300Kpa。

施工过程中严格保证钢管对接的同轴度，减小偏心弯矩产生的附加应力。同时使用10mm钢板将支撑钢管与B匝道桥的防撞墙进行锚固连接jgj／t 456-2019 雷达法检测混凝土结构技术标准(完整正版、清晰无水印)，进而保证纵向稳定性。

通过对上部荷载分析和稳定性计算，并经过施工验证，确定现浇箱梁采用单排钢管支撑方式的经济性和合理性，解决了此类桥梁上部施工支撑施工的难点。

[3] 《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）