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摘要：勁性骨架屬于橋梁工程設計的重要部分，是橋梁的整體框架。文章結合西莫河大橋施工條件及設計情況，對橋梁工程中勁性骨架的設計及施工工藝進行了具體的分析，可提供一定參考。
關鍵詞：橋梁工程；勁性骨架；角鋼
一、橋梁工程中勁性骨架設計
橋梁工程塔柱施工中多采取爬模施工工藝，考慮到工程模板高度，將兩節模板高作為一個施工階段，其高度則為4.5m；為此，在設計勁性骨架結構時，將勁性骨架的起步設計高度設定為4.5m。在橋梁施工中采取勁性骨架整體吊裝方式進行施工，勁性骨架結構安裝時，第一節勁性骨架結構高度應高出混凝土界面0.5m；后續勁性骨架安裝時，則只需在已安裝好的勁性骨架基礎上進行接高即可，勁性骨架每次接高高度設計為4.5m，接高后進行混凝土澆筑作業；采取這種整體吊裝形式的勁性骨架結構施工，存在著一定的缺點，如在整體吊裝的安裝形式上，其勁性骨架結構自重會較大，在定位前不能放松吊點，但吊點時間較長，容易影響工程施工進度；同時，在調整勁性骨架結構整體位置時存在困難。為此，可將勁性骨架設計為豎向兩塊的形式，采取分塊吊裝的施工工藝，在吊裝后進行焊接，形成勁性骨架整體。這種方案施工效率較高，能增加施工進度。在西莫河大橋施工中，為了確保施工進度及質量，最終確定采取分塊吊裝勁性骨架的形式作為設計方案，每節骨架高4.5m。勁性骨架在結構中應用等邊角鋼及型鋼，鋼材用量相對整體吊裝的形式降低到30kg/m3混凝土。勁性骨架結構的組成角鋼分為兩種，分別為75mm×75mm×8mm與100mm×100mm×10mm的角鋼形式。骨架整體是由平聯與加勁柱共同組成；根據施工情況，確定骨架加勁柱截面面積為44cm×36cm；勁性骨架結構可分為13個節段，如果將完整的勁性骨架結構作為空間桁架進行受力情況計算，在勁性骨架結構中，結構受力狀態最為不利的是第一節骨架，第一節7.86m×4.47m的最底層骨架截面計算圖如圖1所示。在進行勁性骨架荷載設計時，需考慮到模板自重、骨架、混凝土重力、風力負載等因素；在進行勁性骨架設計時，需設置加勁柱，將平聯作為梁單元；在進行桁架設計時，針對節點位置荷載情況，將每個面受力分解到整個框架的每個節點，固定底部節點，并確保平聯與加勁柱連接穩定。
二、勁性骨架施工工藝
（一）制作勁性骨架
在本工程施工過程中，綜合分析橋梁施工特點，并對各種方案進行了經濟性、實用性研究，最終將角鋼作為勁性骨架制造的原材料。角鋼結構剛度較大，能滿足勁性骨架的剛度需求，且角鋼的應用還可節省材料，骨架分塊加工安裝，能獲得一定的經濟效益。在進行制作勁性骨架時，選擇應用75mm×75mm×8mm型號角鋼與100mm×100mm×10mm型號角鋼，骨架則是由平聯與加勁柱共同組成，加勁柱截面面積為44cm×36cm。勁性骨架制作一般是在制作棚中進行，按照設計圖紙，進行預先加工。在加工過程中，應優先加工標準節單根桁架柱，然后根據設計圖紙要求及所提供的數據，進行勁性骨架平聯桿件的加工與制造。在進行骨架線形加工時，需嚴格按照施工設計圖紙的要求及施工工藝進行加工，在確保骨架標準線形精確的基礎上，開料后進行焊接作業。在安裝桁架柱時，需嚴格控制其位置的精度，然后進行安裝，并作固定措施處理，在完成桁架柱安裝工藝后，方可焊接平聯。完成以上工序后，便完成了單節段勁性骨架。
（二）安裝勁性骨架
安裝勁性骨架時，采取16T塔吊進行吊裝。按照施工要求，將調平段預埋鋼板與勁性骨架進行連接，并將調平段預埋鋼板焊接錨固鋼筋，預先埋入混凝土中。調平段預埋鋼板屬于整體勁性骨架的基礎，關系著整體勁性骨架安裝質量，為此，需對調平段標高與平面位置進行嚴格控制。在對接上部與下部勁性骨架時，需要先使用螺絲進行連接，在經過測量核實精度后，方可采取焊接形式將上、下勁性骨架進行連接。在勁性骨架安裝次序上，要先進行梯形桁架安裝，然后進行平聯安裝。由于勁性骨架在橋梁工程中主要發揮著固定模板與鋼筋等作用，因此，勁性骨架安裝過程是確定模板及鋼筋位置的過程，為確保勁性骨架可操作性及實用性，需加強跟蹤測量。在第一節勁性骨架安裝定位時，需確保其精度，進行位置調整，直至符合設計標準。安裝第二節勁性骨架時可將其直接與第一節勁性骨架進行連接，并控制其精度。在完成勁性骨架安裝工作后，勁性骨架為其他施工提供了安全的工作平臺，方便橋梁工程后續施工。
三、勁性骨架在橋梁工程設計中的應用
（一）施工地形與地貌分析
西莫河大橋橋址處于構造強烈剝蝕、河谷下切的中高山峽谷階地地貌區，擬建橋臺處，岸坡為基巖陡坎。橋位橫跨自北向南流的西莫河，最后流入雅魯藏布江。橋位軸線經過的地面高程為714.50-790.00m，相對高差約75.50m，地形起伏較大。
（二）施工地質條件分析
橋址區內地形起伏較大，橋臺處植被發育。擬建橋臺處地表被第四系土層所覆蓋，主要由塊石、漂石和砂、礫石層組成，呈松散至稍密狀，河岸邊基巖裸露。地表水發育，主要為自東向西的西莫河，主要受大氣降水和雪水補給，在勘察期間，水位為716.80m，最高洪水位為723.80m，在洪水期間具有水石流性質，含有大量的塊石和漂石。
（三）施工地層巖石條件分析
西莫河大橋橋址區按成因類型可分為上覆第四系沖洪積層及下伏基巖為中生界的雅魯藏布江大拐彎群旁辛組（Mz）混合狀片麻巖。其結構特征為第四系土層中廣泛分布于地表，主要為第四系沖洪積塊石土?；鶐r巖性為混合狀片麻巖，按巖石風化及裂隙發育程度可劃分強風化和弱風化狀二帶，強風化帶推薦地基承載力[σ0]=700kPa，極限摩阻力τi=180kPa，弱風化帶推薦地基承載力[σ0]=2000kPa。
（四）施工地質構造分析
據區域地質資料，橋址區區域處在三大構造區。其分別是南迦瓦前寒武古隆起區、雅魯藏布江大拐彎地質構造中生代復雜構造帶區及崗日嘎布晚古生代褶皺區。經地質調繪，地表為第四系土層較薄，橋位區可見基巖露頭。
（五）施工水文地質分析
橋位區地表水體發育，主要受大氣降水和雪水補給。地下水類型主要為第四系孔隙潛水及基巖風化裂隙水，受地表水及大氣降水補給?？辈炱陂g為旱季，鉆孔中無地下水，水文地質條件屬簡單類型。根據《環境介質對混土腐蝕性的評價標準》判斷：橋址區內地表水對混凝土沒有腐蝕性。
（六）施工不良地質現象分析
橋位處不良地質現象主要為構造破碎帶，位于大里程端AK134+984位置發現物探異常，主要為縱波波速低，同相軸不連續，結合現場調查，推測為構造破碎帶異常，破碎帶寬約5-8m，東傾，傾角約70°。破碎帶內巖石破碎，有梳狀石英充填，裂隙極發育。由于該構造破碎帶通過大里程端橋臺下部，對橋臺有一定影響，且構造破碎帶對其圍巖完整性有一定影響，從而影響橋臺巖石的完整性和穩定性。在西莫河橋梁工程設計時，根據施工條件及環境，綜合應用了勁性骨架結構，為確保工程質量發揮著十分重要的作用。在橋面結構設計中，主橋兩端存在著3m曲線段，需在橋面與加勁護欄上進行曲線處理；在橫梁設計時，采取40a工字鋼作鋼骨砼橫梁，并與勁性桁架、版面橋構成板桁結構，提高抗風性能，增加結構剛度；橋梁高度達到60m，為確保行車安全，采取勁性骨架的鋼骨混凝土護欄；在塔架設計時，為了方便施工，設置勁性型鋼梁作為骨架，以方便鋼筋的架立，并發揮抗震作用。在橋梁工程中應用勁性骨架，對于確保橋梁質量和穩定性等方面發揮著重要作用，節約了施工成本，縮短了工期，最終使企業獲得了良好的經濟效益。
四、結語
綜上所述，勁性骨架是橋梁工程設計的重要內容，在確保工程安全、提高施工進度等方面發揮著不可或缺的作用。文章結合西莫河大橋施工概況，綜合分析了勁性骨架在橋梁工程中的設計及施工工藝，最終使企業獲取了良好的經濟效益，值得參考。
參考文獻：
[1]趙曉斌.勁性骨架對鋼筋混凝土拱橋極限承載力的影響[D].重慶：重慶交通大學，2011.
[2]劉劍，劉永健，楊炳成，等.關于橋梁結構線彈性穩定安全系數的討論[J].廣西大學學報（自然科學版），2009，34（06）：719-724.
作者:周闖 單位:長沙理工大學