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摘要：本文通过对工程实例的分析总结，力图从安全可靠、技术周密、经济合理的角度对大跨径过河桥梁建造支撑体系的应用规律进行研究探讨。
關键词：大型现浇连续结构跨河桥梁组合支撑体系承载能力
Abstract: this article through to the engineering example analysis, from the safe and reliable, technology to subtle, economic and reasonable Angle of long-span bridge across the river to build support system application research of the law.
Keywords: large-scale cast-in-place continuous structure bridge across the river combination supporting system supporting capacity
中图分类号： U445 文献标识码：A文章编号：
一、工程简介及方法概述
友谊大街跨太平河桥梁是石家庄城市北延发展战略的重要工程，也是市区跨河施工作业规模最大的桥梁，采用后张预应力钢筋砼现浇连续箱梁结构，桥宽50米，桥长130米，连续三跨，主跨55米，桥梁跨越太平河河道，河道行汛最高水位水深3.8米，下部构造（钻孔灌注桩基础、承台、桥墩）在冬季枯水期施工，上部构造（连续箱梁浇筑、预应力张拉、桥面系）建造在第二年春、夏季行汛期进行，现浇连续箱梁的建造支撑体系在下部构造完成后，河道放水之前架设完成，以使第二年上部构造施工不受河道行汛水流影响。
二、多层次组合支撑体系方案
依据工程现场情况、荷载种类、施工方法、技术规范等因素经初步设计计算确定本桥梁上部构造施工支撑采用组合支撑体系，即（由下至上）：河道底部覆土以下为沿桥横向钢筋混凝土（C20）条形基础，条形基础间距10米，每道条形基础长54米，宽1.5米，厚0.3米（基础下为石灰粉煤灰稳定碎石层，宽2米，厚0.4米），条形基础双层双向布筋，短向钢筋采用12mm﹫200mm，长向钢筋采用8mm﹫300mm。河道底部至行汛期间最高水位以上0.7米为钢管柱支撑（4.5米高），采用外径377mm、壁厚10mm焊接钢管，沿条形基础布置，横桥向间距3.2米，上下焊接20mm厚40cm×40cm钢板做法兰，下部与条形基础上预埋铁件螺栓连接，上部与主梁（宽翼缘H型钢HK300d）焊接。H型钢以上为贝雷梁沿桥梁纵向布设（高1.5米），采用“321型”贝雷片（单节尺寸3115mm×1500mm×176mm），箱梁腹板及横隔梁位置贝雷片横向间距为0.8米，箱室位置贝雷片横向间距1.2米，贝雷片横向连接形成桁架体系。
三、承载能力验算
为确保桥梁建造质量及安全，对支撑体系必须进行严格的承载验算，验算内容包括结构受载强度、刚度、稳定性。具体步骤如下（由上至下）：
（1）最上部满布式碗扣钢管支架：荷载由新浇筑箱梁钢筋混凝土结构重量（26kN/m³）、施工荷载（3.0kPa）、模板体系重量（0.75kPa）、钢管支架自重（0.14kPa）组成。选取最不利荷载截面（箱梁腹板及横隔梁位置，最厚处1.4米）进行承载验算：单位面积总荷载=26kN/m³×1.4m +3.0kPa+0.75kPa+0.14kPa=40.29kPa；每根立杆荷载=40.29kPa×0.8m×0.9m=29.0kN﹤[]（每根立杆容许荷载）=29.2kN；立杆长细比==1200mm／15.95mm=75.24﹤[]（容许长细比）=150；由=75.24得=0.812，每根立杆荷载应力==29.0kN/
(424mm²×0.812)=84.2MPa﹤[]（容许轴压应力）=140MPa。承载能力满足要求。
（2）贝雷梁桁架支撑：①强度：最大荷载仍位于箱梁腹板及横隔梁位置之下，由满布式钢管支架传递给贝雷片的均布荷载为：29.0kN÷0.9m=32.22，贝雷梁自重为：0.9kN/m，贝雷片承受均布荷载= 32.22kN/m+0.9kN/m=33.12kN/m；最不利时贝雷片承受最大剪力（支承位置）=/2=(33.12kN/m×10m)/2=166kN<[](贝雷片容许剪力)=167kN；贝雷片承受最大弯矩（贝雷片跨中位置）=/8=
33.12kN/mײ/8=415kN<[](贝雷片容许弯矩)=。②刚度：验算刚度，则荷载计算与强度验算不同，每根满布式钢管立杆荷载为（26kN/m³×1.4m+0.75kPa+0.14kPa）×0.8m×0.9m=26.85kN；由满布式钢管支架传递给贝雷片的均布荷载为：26.85KN÷0.9m=29.8kN/m；贝雷片承受均布荷=29.8kN/m+0.9kN/m=30.7
贝雷片最大挠度=/=5×30.7kN/m×/（384×2.1×MPa×250497.2）=7.60mm<[](容许挠度)=/400=10m
/400=25mm。承载能力满足要求。
（3）宽翼缘H型钢（HK300d）主梁：主梁形式按照等跨连续梁结构考虑，荷载按均布荷载计算。①强度：由上部贝雷片（最大荷载时）传递给主梁的荷载为：33.12kN/mX10m=331.2kN（每个支点），转化成均布荷载为：331.2kN÷0.8m=414kN/m，H型钢自重为：2.38kN/m；每根H型钢共承受均布荷载为：=414kN/m+2.38kN/m=416.38kN/m；主梁承受最大剪力（支承位置）：=0.606=0.606×416.38kN/m×3.2m=807.4kN，
此时产生的最大剪应力==807.4kN／303.1cm²=26.6MPa<
[](容许剪应力)=85MPa；均布荷载产生的最大弯矩（支承位置）：=0.105=0.105×416.38kN/m×(3.2m)²=447.69kN，最大弯矩应力==447.69kN／3482cm³=128.6MPa<[]
(容许弯曲应力)=145 MPa。②刚度：验算刚度，则贝雷片传递给主梁的荷载为：30.7kN/m×10m=307.0kN(每个支点)，转化成均布荷载为：307.0kN÷0.8m=383.8kN/m，计入自重后H型钢共承受均布荷载为：=383.8kN/m+2.38kN/m=386.18kN/m；H型钢梁最大挠度（跨中位置）=0.664／=0.664X386.18kN/mX(3.2m)4/(100X2.1
X105MPaX59198)=2.16mm<[](容许挠度)=／400=3.2m／400=8mm。③侧向稳定性：=3200mm／310mm=10.3<13,满足构造要求，无需进行数值计算。承载能力满足要求。
（4）钢管柱支撑：钢管柱长细比===27.69﹤[]（容许长细比）=150；由=27.69得=0.944；每根钢管柱承受荷载为（最不利组合）：轴向荷载=331.2kN×4+2.38kN/m×3.2m+0.91kN/m×4.5m=1337kN；行汛最高水位河道水流侧向压力=0.8/2g=0.8×3.8m×0.377m×10kN/m³×(3.0m/s)²/(2×9.81m/s²)=5.26kN,钢管柱所受最大剪力=/2==454×5.26kN/729=3.28kN,最大剪应力=/=3.28kN／115.3cm²=0.28MPa<[]（容许剪应力）=85MPa；钢管柱所受最大弯矩===130×5.26kN×4.5m/729=4.22kN；+=1337kN/(115.3×0.944)+4.22kN/1031cm3=127MPa﹤[]（容许轴压应力）=140MPa。承载能力满足要求。
四、结语
经实践检验，该支撑体系稳定可靠、受力合理，行汛期间充分保证了桥梁上部构造建造施工顺利进行。根据测算，该支撑体系比同等条件下单一支撑结构（以满堂红支架为参照）缩短施工工期13﹪，费用降低15﹪，具有良好的经济社会效益。
现浇连续梁建造支撑系统要根据工程实际选择适宜形式，跨河支撑体系特别要注意水流对于支撑侧向稳定性的影响，应在可能情况下尽量采取加强侧向稳定性的技术措施。同时，对于确定的支撑方案必须进行严格的承载验算及查验复核以确保桥梁施工安全质量的万无一失。
参考文献：
[1] 刘金春，等.结构力学[M].武汉：华中科技大学出版社，2008.
[2] 毕继红，等.工程弹塑性力学[M].天津：天津大学出版社，2008.
[3] 姚玲森，等.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，2008.
[4] 孙武斌，等.建筑材料[M].北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社，2009.
關键词：大型现浇连续结构跨河桥梁组合支撑体系承载能力
Abstract: this article through to the engineering example analysis, from the safe and reliable, technology to subtle, economic and reasonable Angle of long-span bridge across the river to build support system application research of the law.
Keywords: large-scale cast-in-place continuous structure bridge across the river combination supporting system supporting capacity
中图分类号： U445 文献标识码：A文章编号：
一、工程简介及方法概述
友谊大街跨太平河桥梁是石家庄城市北延发展战略的重要工程，也是市区跨河施工作业规模最大的桥梁，采用后张预应力钢筋砼现浇连续箱梁结构，桥宽50米，桥长130米，连续三跨，主跨55米，桥梁跨越太平河河道，河道行汛最高水位水深3.8米，下部构造（钻孔灌注桩基础、承台、桥墩）在冬季枯水期施工，上部构造（连续箱梁浇筑、预应力张拉、桥面系）建造在第二年春、夏季行汛期进行，现浇连续箱梁的建造支撑体系在下部构造完成后，河道放水之前架设完成，以使第二年上部构造施工不受河道行汛水流影响。
二、多层次组合支撑体系方案
依据工程现场情况、荷载种类、施工方法、技术规范等因素经初步设计计算确定本桥梁上部构造施工支撑采用组合支撑体系，即（由下至上）：河道底部覆土以下为沿桥横向钢筋混凝土（C20）条形基础，条形基础间距10米，每道条形基础长54米，宽1.5米，厚0.3米（基础下为石灰粉煤灰稳定碎石层，宽2米，厚0.4米），条形基础双层双向布筋，短向钢筋采用12mm﹫200mm，长向钢筋采用8mm﹫300mm。河道底部至行汛期间最高水位以上0.7米为钢管柱支撑（4.5米高），采用外径377mm、壁厚10mm焊接钢管，沿条形基础布置，横桥向间距3.2米，上下焊接20mm厚40cm×40cm钢板做法兰，下部与条形基础上预埋铁件螺栓连接，上部与主梁（宽翼缘H型钢HK300d）焊接。H型钢以上为贝雷梁沿桥梁纵向布设（高1.5米），采用“321型”贝雷片（单节尺寸3115mm×1500mm×176mm），箱梁腹板及横隔梁位置贝雷片横向间距为0.8米，箱室位置贝雷片横向间距1.2米，贝雷片横向连接形成桁架体系。
三、承载能力验算
为确保桥梁建造质量及安全，对支撑体系必须进行严格的承载验算，验算内容包括结构受载强度、刚度、稳定性。具体步骤如下（由上至下）：
（1）最上部满布式碗扣钢管支架：荷载由新浇筑箱梁钢筋混凝土结构重量（26kN/m³）、施工荷载（3.0kPa）、模板体系重量（0.75kPa）、钢管支架自重（0.14kPa）组成。选取最不利荷载截面（箱梁腹板及横隔梁位置，最厚处1.4米）进行承载验算：单位面积总荷载=26kN/m³×1.4m +3.0kPa+0.75kPa+0.14kPa=40.29kPa；每根立杆荷载=40.29kPa×0.8m×0.9m=29.0kN﹤[]（每根立杆容许荷载）=29.2kN；立杆长细比==1200mm／15.95mm=75.24﹤[]（容许长细比）=150；由=75.24得=0.812，每根立杆荷载应力==29.0kN/
(424mm²×0.812)=84.2MPa﹤[]（容许轴压应力）=140MPa。承载能力满足要求。
（2）贝雷梁桁架支撑：①强度：最大荷载仍位于箱梁腹板及横隔梁位置之下，由满布式钢管支架传递给贝雷片的均布荷载为：29.0kN÷0.9m=32.22，贝雷梁自重为：0.9kN/m，贝雷片承受均布荷载= 32.22kN/m+0.9kN/m=33.12kN/m；最不利时贝雷片承受最大剪力（支承位置）=/2=(33.12kN/m×10m)/2=166kN<[](贝雷片容许剪力)=167kN；贝雷片承受最大弯矩（贝雷片跨中位置）=/8=
33.12kN/mײ/8=415kN<[](贝雷片容许弯矩)=。②刚度：验算刚度，则荷载计算与强度验算不同，每根满布式钢管立杆荷载为（26kN/m³×1.4m+0.75kPa+0.14kPa）×0.8m×0.9m=26.85kN；由满布式钢管支架传递给贝雷片的均布荷载为：26.85KN÷0.9m=29.8kN/m；贝雷片承受均布荷=29.8kN/m+0.9kN/m=30.7
贝雷片最大挠度=/=5×30.7kN/m×/（384×2.1×MPa×250497.2）=7.60mm<[](容许挠度)=/400=10m
/400=25mm。承载能力满足要求。
（3）宽翼缘H型钢（HK300d）主梁：主梁形式按照等跨连续梁结构考虑，荷载按均布荷载计算。①强度：由上部贝雷片（最大荷载时）传递给主梁的荷载为：33.12kN/mX10m=331.2kN（每个支点），转化成均布荷载为：331.2kN÷0.8m=414kN/m，H型钢自重为：2.38kN/m；每根H型钢共承受均布荷载为：=414kN/m+2.38kN/m=416.38kN/m；主梁承受最大剪力（支承位置）：=0.606=0.606×416.38kN/m×3.2m=807.4kN，
此时产生的最大剪应力==807.4kN／303.1cm²=26.6MPa<
[](容许剪应力)=85MPa；均布荷载产生的最大弯矩（支承位置）：=0.105=0.105×416.38kN/m×(3.2m)²=447.69kN，最大弯矩应力==447.69kN／3482cm³=128.6MPa<[]
(容许弯曲应力)=145 MPa。②刚度：验算刚度，则贝雷片传递给主梁的荷载为：30.7kN/m×10m=307.0kN(每个支点)，转化成均布荷载为：307.0kN÷0.8m=383.8kN/m，计入自重后H型钢共承受均布荷载为：=383.8kN/m+2.38kN/m=386.18kN/m；H型钢梁最大挠度（跨中位置）=0.664／=0.664X386.18kN/mX(3.2m)4/(100X2.1
X105MPaX59198)=2.16mm<[](容许挠度)=／400=3.2m／400=8mm。③侧向稳定性：=3200mm／310mm=10.3<13,满足构造要求，无需进行数值计算。承载能力满足要求。
（4）钢管柱支撑：钢管柱长细比===27.69﹤[]（容许长细比）=150；由=27.69得=0.944；每根钢管柱承受荷载为（最不利组合）：轴向荷载=331.2kN×4+2.38kN/m×3.2m+0.91kN/m×4.5m=1337kN；行汛最高水位河道水流侧向压力=0.8/2g=0.8×3.8m×0.377m×10kN/m³×(3.0m/s)²/(2×9.81m/s²)=5.26kN,钢管柱所受最大剪力=/2==454×5.26kN/729=3.28kN,最大剪应力=/=3.28kN／115.3cm²=0.28MPa<[]（容许剪应力）=85MPa；钢管柱所受最大弯矩===130×5.26kN×4.5m/729=4.22kN；+=1337kN/(115.3×0.944)+4.22kN/1031cm3=127MPa﹤[]（容许轴压应力）=140MPa。承载能力满足要求。
四、结语
经实践检验，该支撑体系稳定可靠、受力合理，行汛期间充分保证了桥梁上部构造建造施工顺利进行。根据测算，该支撑体系比同等条件下单一支撑结构（以满堂红支架为参照）缩短施工工期13﹪，费用降低15﹪，具有良好的经济社会效益。
现浇连续梁建造支撑系统要根据工程实际选择适宜形式，跨河支撑体系特别要注意水流对于支撑侧向稳定性的影响，应在可能情况下尽量采取加强侧向稳定性的技术措施。同时，对于确定的支撑方案必须进行严格的承载验算及查验复核以确保桥梁施工安全质量的万无一失。
参考文献：
[1] 刘金春，等.结构力学[M].武汉：华中科技大学出版社，2008.
[2] 毕继红，等.工程弹塑性力学[M].天津：天津大学出版社，2008.
[3] 姚玲森，等.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，2008.
[4] 孙武斌，等.建筑材料[M].北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社，2009.