葉 靜

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

關(guān)于廣巴廣陜高速公路連接線LJ6標(biāo)整體式橋梁蓋梁施工方案技術(shù)應(yīng)用

葉 靜

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

高速公路整體式橋梁其設(shè)計(jì)跨度較大，蓋梁混凝土澆筑時(shí)，即使截面尺寸較小也會(huì)在跨中產(chǎn)生較大彎矩，對(duì)其支架的強(qiáng)度、剛度要求較高，為此，合理選擇材料組合，經(jīng)科學(xué)分析計(jì)算，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的整體式蓋梁施工支架具有重要的推廣。

整體式蓋梁;施工方案;應(yīng)用

1 引言

對(duì)于高速公路整體式橋梁，上、下行車道(一般四車道)均設(shè)置為一個(gè)墩，橋面較寬，蓋梁橫向跨度較大，即使蓋梁截面尺寸小，澆筑混凝土?xí)r在蓋梁支架跨中位置會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩，跨中下?lián)贤^設(shè)計(jì)規(guī)范要求，難以抵抗荷載作用，安全隱患大。此時(shí)，合理選擇材料組合，經(jīng)科學(xué)分析，建立符合于實(shí)際的計(jì)算模型，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的整體式蓋梁施工支架具有重要的推廣意義。

2 工程概況

廣巴連接線高速公路LJ6合同段南河大橋設(shè)計(jì)為整體式橋梁，蓋梁寬 23.85 m，墩柱寬2.3 m，蓋梁凈跨11.9 m。

3 蓋梁支架設(shè)計(jì)說明

整體式蓋梁支架設(shè)計(jì)時(shí)，由于蓋梁跨度大，彎矩大，此時(shí)對(duì)支架材料要求有較大的抗彎系數(shù)，普通型鋼由于截面尺寸較小，往往不能滿足要求，所以常采用貝雷梁作為整體式蓋梁支架的承載主體。

整體式蓋梁貝雷梁施工支架布置為在墩身適當(dāng)位置預(yù)埋鋼箱，鋼箱上放置貝雷梁，貝雷梁上放置槽鋼分配梁，分配梁上安裝底模模，安裝鋼筋后安裝側(cè)模，經(jīng)檢驗(yàn)合格后澆筑混凝土等。其受力流程為貝雷梁上方設(shè)置的分配梁(一般采用槽鋼組合)將蓋梁混凝土澆筑時(shí)的荷載(恒載、活載)傳遞給貝雷梁，貝雷梁將承受的荷載傳遞給鋼箱，鋼箱再傳遞給墩身混凝土。

4 設(shè)計(jì)計(jì)算

4.1 荷載計(jì)算

(1)蓋梁自重(組合系數(shù)取1.2)

主跨:A=3.73 m2，L=11.9 m，G1=3.73 ×11.9 ×2 600×10÷1 000×1.2=1 384.874 kN;分配長度 L=11.9 m，單側(cè)荷載集度 q1=1 384.874 ÷11.9 ÷2=58.188 kN/m;

支點(diǎn):支點(diǎn)部位屬于橋梁墩身結(jié)構(gòu)處，蓋梁及包邊墩柱混凝土自重主要由已澆筑的墩身混凝土承擔(dān)，故不計(jì)算其荷載。

邊跨:平均面積 A=(3.73+2.3)÷2=3.015 m2，G2=3.015 ×3.925 ×2 600 ×10 ÷1 000 ×1.2=369.217 kN;分配長度 L=3.925 m，單側(cè)荷載集度 q2=369.217 ÷3.925 ÷2=47.034 kN/m。

(2)支架自重

①貝雷梁

主跨及邊跨:貝雷梁尺寸為長×高=3 m×1.5 m，普通片每片重量0.27 t，組合系數(shù)取1.2，單側(cè)采用雙排單層普通型貝雷梁，則貝雷梁自重q3=2×270×10÷1 000×1.2=6.48 kN/m。

②模板自重

模板采用鋼模板，按照80 kg/m2進(jìn)行計(jì)算;底板寬1.3 m，高 2.5 m;

主跨部位 G3=(1.3+2.5×2)×11.9×80×10÷1 000×1.2=71.971 kN，單側(cè)荷載集度 q4=71.971 ÷11.9 ÷2=3.024 kN/m;

邊跨部位:平均高度 =(2.5+1.4)÷2=1.95 m，G4=(1.3+1.95 ×2)×3.925 ×80 ×10 ÷1 000 ×1.2=19.594 kN，單側(cè)荷載集度q5=19.594 ÷3.925 ÷2=2.496 kN/m。

③分配梁

計(jì)劃采用I14工字鋼作為分配梁，間距30 cm，其中主跨共40根，每根長 1.5 m，自重 G5=40×1.5×16.88 ×10÷1 000×1.2=12.153 kN，主跨單側(cè)荷載集度 q6=12.153 ÷11.9÷2=0.510 kN/m;邊跨單側(cè) G6=14 ×1.5 ×16.88 ×10÷1 000 ×1.2=4.254 kN，主跨單側(cè)荷載集度 q7=4.254 ÷3.925 ÷2=0.541 kN/m。

(3)施工荷載

施工荷載按照計(jì)算手冊取值:其中人員、機(jī)具等取1.0 kPa，傾倒混凝土取 4 kPa，振搗混凝土取 2.0 kPa，合計(jì)7 kPa;單側(cè)每延米荷載集度q8=7×1×1.3÷2=4.55 kN/m。

(4)荷載布置

主跨:恒載q1=58.188 kN/m，支架及施工動(dòng)荷載合計(jì)=14.564 kN/m;分部長度 11.9 m;合計(jì) q主=72.752 kN/m;

邊跨:恒載q2=47.034 kN/m，支架及施工動(dòng)荷載合計(jì)=14.067 kN/m，合計(jì) q 邊 =61.101 kN/m;分部長度3.925 m;

支點(diǎn)附近:支點(diǎn)附近只計(jì)貝雷梁荷載，共計(jì)6.48 kN/m。

荷載布置示意圖1。

圖1 貝雷主梁荷載布置示意圖

4.2 內(nèi)力計(jì)算

(1)貝雷梁內(nèi)力計(jì)算

根據(jù)上述荷載布置示意圖，計(jì)算結(jié)果如下:

最大彎矩Wmax=1112.79 kN·m，雙排單層貝雷梁允許抗彎承載力M=1576.4 kN·m，即單側(cè)使用雙排單層貝雷梁，其抗彎承載力滿足要求;

最大剪力Fsmax=458.18 N，雙排單層貝雷梁允許抗剪承載力Fs=490.5 kN，即單側(cè)使用雙排單層貝雷梁，其抗剪承載力滿足要求;

(2)鋼箱強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)支點(diǎn)反力比較大等實(shí)際情況，支點(diǎn)預(yù)埋件采用2×2［32槽鋼焊接成鋼箱，雙排單側(cè)貝雷梁寬75 cm，故預(yù)埋鋼箱伸出90 cm即可。

①抗剪計(jì)算

查表知，單根［32槽鋼，其抗彎慣性矩I=7 598.06 cm4，該類鋼箱單個(gè)其抗彎慣性矩I=2×7 598.06+1×(32-1.4 ×2)^3 ÷12=17 270.88 cm4。

τ=Fqmax×Szmax÷I÷b=705.45 kN ×48.5×8÷17 270.88 ÷17.6=0.450 24 kN/cm2=4.5 MPa ＜［τ］=85 MPa?？辜魪?qiáng)度滿足要求。

②抗彎計(jì)算

支點(diǎn)最大作用力F=705.45 kN，最大彎矩M=705.45÷2×0.75=264.543 kN·m;上述計(jì)算知I=17 270.88 cm4，σ =264.543 ×32÷2÷17 270.88÷2=122.5 MPa(其中注意換算單位)＜［σ］=145 MPa(按A3鋼選取)，故抗彎強(qiáng)度滿足要求。

上述計(jì)算表明，該支架其強(qiáng)度滿足受力需要。實(shí)際施工過程中還要計(jì)算貝雷梁在荷載作用下的下?lián)隙龋魮隙刃∮谝?guī)范允許值，則該支架剛度滿足要求。

5 結(jié)論

雖然整體式蓋梁跨度大，對(duì)支撐構(gòu)件要求高，但只要能合理選擇材料，充分應(yīng)用貝雷梁的抗彎抗剪性能，就能設(shè)計(jì)出安全、經(jīng)濟(jì)的施工方案。上述方案的設(shè)計(jì)概念清晰，邏輯清楚，經(jīng)濟(jì)合理，安全保障，類似工程項(xiàng)目具有推廣意義。

［1］周水興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計(jì)算手冊［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［2］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 041-2000)［S］.北京:人民交通出版社，2007.

［3］王書增.新編鋼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)速查手冊［M］.北京:中國電力出版社，2009.

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2013-08-11