Value Engineering
0引言在桥梁的施工过程中，
它直接关系到桥梁的施工安全和稳定。本文旨在研究
利用型钢三角托架作为支撑系统，用于双肢薄壁高墩大跨度连
续梁0号块支撑。同时，
我们针对传统型钢三角托架结构设计、预压试验存在的一些不足之处
进行了创新和优化，
以期为0号块支撑系统的设计和施工提供
一种新的思路和方法，
从而提高0号块支撑系统的承载能力和稳定性。
1工程概况
本项目为柳州市沙塘至走马道路上跨衡柳高铁立交工程。左幅桥长254.5m ，右幅桥长257.0m 。桥梁与铁路交角
63.85°。主桥上部构造为2-70.0m 单箱双室T 形刚构；其余上部构造为35m 预应力砼小箱梁；下部结构桥台采用U 形重力式桥台和耳背墙式轻型桥台，
主墩采用双肢薄壁墩（如图1所示），主墩左、右幅墩身高度分别为27.6m 、28.8m 。
2箱梁0号块现浇支撑方案选择
该桥梁主跨长达70m ，
主墩采用双肢薄壁墩。0号块除了两端有较长的悬臂端外，中间还有4.0m 的大跨度悬
空段，
与常见的单肢主墩存在很大差异。0号块支撑系统除了要确保支撑两端悬臂外，
还需要支撑中间的大跨度悬空段。为了确保0号块结构的整体性，
0号块拟一次浇筑完成。这对0号块支撑系统的承载能力和稳定性提出了新的挑战。因此，本项目技术重难点在于根据墩身和0号块的结构特点，施工荷载大小及分布情况，设计出一个稳固、刚度足够、
技术可行、造价合理的0号块支撑体系。针对该项目的具体施工条件和设计情况，初步确定了三种0号块的模板支撑方案。对这些方案在技术可行性、
安全可靠性和经济合理性等方面进行了评估和比选。
具体见表1。我们的目标是在保证施工质量和安全性的前提下，选择一种造价最低、工期最短的支撑体系。故，最终选择了墩顶托架法。同时，还对墩顶托架法的不足进行了改进和创新，以避免潜在的安全隐患。3托架设计思路及技术的创新3.1三角托架结构设计及技术创新支撑体系总体结构设计如图2、图3所示。三角托架的上平梁采用2[32b 槽钢背-背组拼而成，外侧斜撑采用2[20a 槽钢背-背组拼，
其余杆件采用2[14a 槽钢背-背组拼。托架横桥向每侧设置8榀，托架外侧距桥墩边缘为80cm ，腹板、底板下托架间距分别设为120cm 、——————————————————————
—作者简介：唐维维（1985-），男，广西桂林人，本科，工程师，研究
方向为桥隧工程。
双肢薄壁高墩大跨度连续梁0号块支撑技术研究
Research on 0#Block Support Technology of Long Span Continuous Beam with Double Leg
Thin Wall High Pier
唐维维TANG Wei-wei
（中铁二十五局集团第四工程有限公司，
柳州545007）（The Fourth Engineering Co.，Ltd.of China Railway 25th Bureau Group ，Liuzhou 545007，China ）
摘要：本研究探究了利用型钢三角托架作为支撑系统，
用于双肢薄壁高墩大跨度连续梁0号块模板支撑的方案。在此基础上，提出了设计方案的创新和优化，并对其进行了理论承载分析和实验验证。结果表明，
该系统具有结构简单、安装方便、安全稳固等优点，可有效提高支撑系统的承载能力和稳定性。
此外，还进行了预压试验的研究创新。该研究为0号块模板支撑系统的设计和施工、预压试验提供很好的借鉴作用。
Abstract:This study explores the scheme of using shaped steel triangular brackets as a support system for the 0#block formwork support of a long span continuous beam with thin-walled and high piers with two legs.On this basis,innovation and optimization of the design scheme are proposed,and theoretical bearing analysis and experimental verification are carried out.The results show that the system has the advantages of simple structure,convenient installation,safety and stability,and can effectively improve the bearing capacity and stability of the support system.In addition,research and innovation on preloading tests have also been carried out.This study provides a good reference for the design and construction of the formwork support system for block 0,as well as for the preloading test.
关键词：双肢薄壁高墩；0号块支架；
精轧螺纹钢；承载检算；操作要点Abstract:double limb thin -walled high pier ；Block 0support ；finish rolled deformed steel bars ；bearing checking calculation ；key points of operation
中图分类号:U445.55+9文献标识码:A 文章编号:1006-4311（2023）10-115-03doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.10.037
图1双肢薄壁墩及连续梁0号块设计图
18502%
1%190×4550×501225
221.5
272.5140400140
272.514040014050×50420140110420
1101200
·115·
价值工程
170cm 。
通常托架杆件间通过焊接直接连接，但工程实践表
明，该类型焊接接头存在刚度、强度不足的缺陷，往往是托
架结构承载的薄弱环节[1]。本项目托架杆件间采取加设连
接板的焊接方式，
连接板的加入能增强型钢之间的连接强度，使其受力更为均匀，
从而提高结构的承载能力；还可增强连接刚度，
减小连接处的变形和振动，提高结构的稳定性和抗风能力；
还可保证连接的质量和可靠性，减少连接处的裂纹和变形，增加连接的安全性。
3.2托架与墩身联接的结构设计及技术创新通常在墩顶预留螺栓套筒或钢
板，托架上联接点通过栓接或焊接的
方式与墩身联接。但上述方式存在预埋件施工要求高，荷载传递复杂，
一块操结构承载安全有风险。特别是焊接连接存在高空焊接作业量大，质量不可
控，
存在较大安全隐患。本项目根据双肢薄壁墩的结构特点，
在薄壁墩中预埋通长的Φ32精轧螺纹钢，悬臂端托架与内侧悬空段支架通过精轧螺纹钢与墩身栓接。由于精轧螺纹钢具
有优异的抗拉承载能力，且是通长设置，两侧托架承受的
拉力互为抵消，避免了墩身承受过大拉力而局部拉损，危及托架安全的情况出现。
托架下联接点主要是承受剪力和压力，采用预埋2I28b 工字钢牛腿的方式，牛腿长度为80cm ，埋入墩身
50cm ，外露30cm 。牛腿工字钢上表面增设厚1cm 缀板，
以扩大托架与牛腿的接触面积。牛腿与托架接触处增设宽
15cm ，
厚1cm 的加强肋板。三角托架及上联接点结构设计如图4所示。
3.3托架上部纵、
横梁等设计托架上摆放I30b 工字钢横梁，摆放间距设为48cm 。
由于0号块梁底设有折线形坡度，
于是在横梁上摆放采用[12.6槽钢制成的调坡桁架，在腹板下调坡桁架间距设为45cm ，底板下设为60cm 。调坡桁架上依次摆放间距为35cm 的10×10方木纵梁和厚度为1.8cm 的竹胶板。
3.4有限元分析验算
采用Midas Civil 软件对0#块托架进行有限元分析。
有限元模型如图5所示。型钢托架和调坡桁架的杆件，方木纵梁等按梁单元模拟；竹胶板底模按板单元模拟；
调坡桁架与横梁、横梁与托架按一般弹性连接；
托架上、下联接点按一般支承边界条件进行约束[2]。
实际施工时，
0号块支撑系统主要承受梁体钢筋砼重、内模和支架重、腹板外模重、
翼缘板下支架重、翼缘板底模重、
施工人和机械荷载及其动力荷载、倾倒砼的冲击荷载、
振捣砼的机械动力荷载、托架材料自重等。计算荷载工况：
1.2托架自重+1.2箱梁作用在支架上全部砼自重+1.4施工机具人员荷载+1.4振捣砼荷载。
将支撑系统各构件承载验算最大值提取如表2所示。
表1连续梁0号块模板支撑体系方案比选表
序号方案名称优点
缺点
工程造价及工期估算
（1个0号块）
1落地式钢管支架架结构简单，施工方便，具有一定的可调性。支撑稳定性差，易受到风等外力影响，
有较大安全隐患。造价132.6万元，
工期21d 。2钢管柱支架承载能力强；支撑稳定性好，支架刚度大，安全稳定性强。支架结构较为复杂，长钢管柱的运输及安装难度大，施工成本高。造价153.7万元，
工期18d 。3
墩顶托架法
支撑稳定性强，受外力影响小；支撑高度可调性强，适用于不同高度的支撑。承载能力相对较弱；施工难度大，
需要考虑墩顶锚固的稳定性和安全性。
造价98.3万元，
工期12d 。图20号块支撑体系结构设计立面图
330
140330
竹胶板底模
10×10方木纵梁
调坡桁架I30b 工字钢横梁
Φ32精轧螺纹钢
三角托架
2I28b 工字钢牛腿
图30号块支撑体系结构设计立面图
竹胶板底模
10×10方木纵梁
调坡桁架I30b 工字钢横梁
三角托架
45
60
80120170
170120170
17012080
1200
图4三角托架及上结点结构设计
Φ32精轧螺纹钢2[32b 槽钢A
墩身外缘线
厚1cm
缀板预埋2I28b 工字钢
宽15cm ，厚1cm 肋板5030
2[14a 槽钢2[20a 槽钢
Φ32精轧螺纹钢
20
2
2cm 厚钢板
螺母
锚碇板
2cm 厚三角形钢板A 大样图
·116·
Value
Engineering
图5有限元模型图
序号
杆件名称及规格
抗拉压弯强度（MPa ）
抗剪切强度MPa ）
挠跨比
备注
验算最大值
允许值验算最大值允许值验算
最大值允许值
123456
7
8
9工字钢牛腿
托架上平梁托架外斜撑托架其余杆件工字钢横梁调坡桁架方木纵梁竹胶板精轧螺纹钢/168.7113.769.1186.4
56.75.38.6268.6
2152152152152152151131400
95.253.7//76.839.60.51.7
1251251251251251251.23.5
/0.3‰//1.4‰/0.7‰
2.5‰2.5‰2.5‰2.5‰2.5‰2.5‰2.5‰
表2支撑系统各主要杆件承载验算结果汇总
由表2的验算结果可知，0号块支撑系统各主要承载构件的强度能够满足施工要求。
4支撑系统安装主要操作要点4.1支架安装
三角托架为关键的承载构件，
为确保构件托架的制作及焊接质量，
其加工在钢构件工厂内整榀制作，并严格检测焊接质量。
精心施工精轧螺纹钢、
下牛腿的预埋，确保按设计方案的要求进行。采取可靠加固措施，
避免砼浇筑时受振动移位，确保承载安全和其它构件的后续安装顺利进行。
安装托架前，用测量仪器复核预埋件安装位置及标高，确保牛腿顶面处于同一标高。构件采用塔吊提升，从下至向进行安装，并采取良好的临时加固措施。托架安装就
位后，上紧上联接点的螺栓，
下联接点则仅采取焊接固定的方式。完成一侧所有托架安装后，
用一根[14a 槽钢从托架内穿过，并采用U 型扣件将槽钢与每榀托架的杆件扣紧，
增强架体的整体性[3]。按设计方案的位置及间距进行横梁、
调坡桁架及方木纵梁等的安装。横梁与托架上平梁、
横梁与调坡桁架间设U 型扣件扣紧。方木用铁丝绑扎固定在调坡桁架上。用多
根[14a 槽钢从调坡桁架内穿过，
并采用U 型扣件将槽钢与每榀桁架的杆件扣紧，
使其形成空间的桁架结构，增强整体性和抗倾覆性。
4.2支架预压
对搭设好的支撑系统实施预压试验，
以通过荷载的预施加而消除支架的非弹性变形，
并根据沉降测量数据算得其弹性变形。然后按沉降数据的分析成果，
对底模顶面标高进行调整，
预留支撑系统的沉降量和砼的徐变量，以确保0号块结构尺寸及外观线形满足设计要求。
由于传统堆载预压需要准备大量的重量材料，并进行
高墩吊装，不仅施工成本高，
且耗费时间，本项目通过技术创新，采取如图6所示的自平衡支架预压技术：
在完成调坡桁架的安装及加固后，
在调坡桁架上方设置2I30b 工字钢上扁担梁、
千斤顶及相应配件。承台上方设置2I30b 工字钢下扁担梁。上、
下扁担梁间通过钢绞线连接，千斤顶张拉钢绞线而施加荷载，
荷载通过上扁担梁传递给托架。下扁担梁的荷载通过预埋于承台内的Φ25mm 精扎螺纹钢传递给承台。
该预压方式简单易行，不用准备大量的重量材料，且机具、材料能提前备好，在现场简单安装，
即可进行预压试验，具有便捷、
低成本等诸多优势。预压的荷载值及分布均模拟实际施工进行。
预压的分级、流程及数据处理、分析均按相关规范及规程的要求进行，最终按预压成果调整底模标高。
5支撑系统完成方案实施后的技术总结、评估及展望
预压及砼浇筑时，
支架安全稳固，完成浇筑的0号块满足设计及规范的线形和质量要求，
证明了该方案的技术可行性。该方案也能够减少现场人员的工作强度，提高工
作效率。此外，
托架加设连接板焊接法、通长精轧螺纹钢承拉法还能够保证施工过程支撑系统的安全性和稳定性，有
效地控制了施工风险。
支撑系统及预压方案不仅可以减少人力和材料成本，
还可以缩短施工周期，有效地降低了工程造价。因此，
总体来看，是一种经济实用的施工方法。但该支撑方案存在材料回收利用率低，
周转时间长等缺点。我们拟在下一个施工项目中，
进行0号块模板支撑技术在模块化、
通用化及智能化方面的研究，为桥梁建设提供更加可靠、
安全和高效的技术支持。6结束语
本文对用型钢三角托架作桥梁0号块支撑系统进行了
深入研究，并进行了技术优化和创新，以提高支撑系统的承
载能力和安全稳定性。通过理论分析和实验验证，验证了该
系统具有结构简单、
安装方便、安全可靠等优点。本文的研究成果具有一定的理论和实践意义，为桥梁0号块支撑系
统的设计和施工提供了有力的支撑、
参考和借鉴作用。参考文献:
[1]张宏博，
崔健，峯孙中.大跨度简支拱桥支架设计[J].城市住宅，2019，26（02）：114-116.
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系设计[J].山西建筑，2020，46（17）：140-142.
[3]赵永锋，曾绍武，苏昭.某特大桥0~#段三角托架有限元计
算分析[J].低温建筑技术，2016，38（11）：46-48.
图6自平衡预压技术示意图
对中锚、
千斤顶、工具锚、
钢板2I30b 工字钢调坡桁架I30b 工字钢横梁
三角托架15-15.2钢绞线15-15.2钢绞线
M15-15工具锚2I30b 工字钢ϕ25预
埋精轧钢
12×100承台
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