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        蓋梁抱箍法施工技術(shù)探討

        2016-06-08 03:29:38韓國(guó)祥
        公路與汽運(yùn) 2016年3期
        關(guān)鍵詞:橋梁

        韓國(guó)祥

        (廣州市公路工程公司,廣東廣州 510075)

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        蓋梁抱箍法施工技術(shù)探討

        韓國(guó)祥

        (廣州市公路工程公司,廣東廣州 510075)

        摘要:蓋梁是為支承、分布和傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載而在樁墩頂部設(shè)置的橫梁,其施工質(zhì)量直接影響橋梁的工程質(zhì)量,必須完善蓋梁施工技術(shù),做好施工質(zhì)量控制并對(duì)其支架進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖芰Ψ治?。該文結(jié)合工程實(shí)例,介紹蓋梁的抱箍法施工技術(shù),并對(duì)其支架受力狀況進(jìn)行驗(yàn)算。

        關(guān)鍵詞:橋梁;蓋梁施工;抱箍法;受力計(jì)算

        為滿足標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的需要,越來(lái)越多的橋梁采用預(yù)制梁板結(jié)構(gòu),下部采用柱式墩結(jié)合蓋梁的形式,蓋梁施工在橋梁工程中越來(lái)越重要。在地基情況不理想的情況下,抱箍法施工是最經(jīng)濟(jì)、合理的選擇。

        1 工程概況

        大廣(大慶—廣州)高速公路廣東連平(贛粵界)至從化公路S29合同段溫泉流溪河大橋位于從化市溫泉鎮(zhèn)境內(nèi),左幅跨徑為7×25 m+(45+70+45)m+23×25 m+2×20 m,總計(jì)35跨;右幅跨徑為7 ×25 m+(45+70+45)m+22×25 m,總計(jì)32跨。除主橋采用45 m+70 m+45 m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁外,其余均采用預(yù)制小箱梁施工,需施工蓋梁57個(gè),其中采用抱箍法施工的蓋梁25個(gè),占43.9%。

        2 抱箍法施工方法

        施工時(shí),首先測(cè)定墩中心與墩頂標(biāo)高,在距蓋梁底2 m左右的兩墩身上各安裝一鋼抱箍。鋼抱箍采用10 mm厚鋼板制作,高600 mm。抱箍采用剛性箍身,內(nèi)壁用萬(wàn)能膠粘貼8 mm厚橡膠墊,以增加摩擦力。墩柱兩側(cè)橫向布置2根鋼柱,柱頂設(shè)支架鐵板。然后在兩鋼柱及兩墩身鋼箍支架上采用貝雷架搭設(shè)臨時(shí)施工平臺(tái),在平臺(tái)上先鋪槽鋼,再鋪設(shè)方木,最后鋪底模并對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓處理(見圖1)。

        圖1 抱箍法支架搭設(shè)示意圖

        模板采用大塊定型鋼模板,模板不與腳手架連接。安裝側(cè)模時(shí),要防止模板移位和凸出。檢測(cè)底模標(biāo)高,同時(shí)放出蓋梁中心線。蓋梁骨架鋼筋和其他鋼筋在鋼筋加工場(chǎng)加工成型。綁扎鋼筋前,先橫橋向搭設(shè)3個(gè)鋼筋支架,固定上部主筋。鋼筋綁扎的原則是由內(nèi)到外,先主筋后輔筋。蓋梁鋼筋的底部及外側(cè)綁足夠數(shù)量的水泥砂漿墊塊與模板隔開,以保證鋼筋保護(hù)層厚度。鋼筋綁好后進(jìn)行側(cè)模安裝,兩邊側(cè)模用角鋼固定。復(fù)測(cè)蓋梁的中心線,同時(shí)測(cè)量蓋梁的頂寬部分,允許偏差不超過(guò)±1 cm。

        采用泵送砼澆筑方案,先澆跨中,再以逐漸向支點(diǎn)靠攏的順序澆筑蓋梁砼。施工中注意檢查、測(cè)量支架和模板,特別是蓋梁底部模板,如有變形、松動(dòng)或沉陷等現(xiàn)象應(yīng)立即停止?jié)补啵{(diào)整處理后方可繼續(xù)。蓋梁砼終凝后,開始灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7 d。

        3 蓋梁支架受力計(jì)算

        3.1基本受力狀態(tài)

        根據(jù)施工圖,蓋梁尺寸、跨徑及蓋梁下立柱分別:H=1.7 m,B=1.9 m,L=2.901 m+8.494 m +8.494 m+2.901 m,?=1.6 m。施工時(shí)考慮以下荷載:

        (1)蓋梁鋼筋砼重。容重γ=26 k N/m3,G1= HBLγ=1.7×1.9×(2.901+8.494+8.494+ 2.901)×26=1 914 k N。

        (2)蓋梁模板重量。模板采用鋼模,單位面積重量為65 kg/m2。側(cè)模面積為54.7 m2,底模為38.7 m2,兩側(cè)封端模板為6.5 m2,則G2=(54.7+ 38.7+6.5)×65=6 493.5 kg=64.94 k N。

        (3)貝雷桁架主梁、槽鋼分配梁重量。貝雷桁架2排,每排8片,共計(jì)16片,每片按300 kg計(jì)算;分配梁采用I12.6工字鋼,每根長(zhǎng)度6 m,重14.2 kg/m,按1 m間距在貝雷桁架主梁上等距布設(shè),按每片蓋梁長(zhǎng)22.79 m計(jì)算,一個(gè)蓋梁支架共需23根。兩者重量合計(jì)為,貝雷梁G3=16×300+23×6 ×14.2=4 800 kg=48 k N,分配梁G4=23×6× 14.2=1 959.6 kg=19.6 k N。

        (4)施工人員、機(jī)具載荷及施工載荷。按200 kg/m2計(jì),得G5=200×22.79×1.9=8 660 kg= 86.6 k N。

        3.2貝雷梁計(jì)算

        上部荷載經(jīng)46片分配梁傳遞至貝雷梁,可視為簡(jiǎn)直截面,單個(gè)荷載集中值為G=(G1+G2+G4+ G5)/46=(1 914+64.94+19.6+86.6)/46=45.3 k N。采用MIDAS軟件輔助計(jì)算半幅應(yīng)力。

        (1)撓度驗(yàn)算。貝雷桁架撓度分彈性撓度和非彈性撓度。由施工載荷引起的撓度可認(rèn)為是彈性撓度,撓度f(wàn)max=7.4 mm<8 494/400=21.2 mm,符合要求(見圖2)。

        (2)應(yīng)力驗(yàn)算。梁內(nèi)最大彎曲應(yīng)力σ=127.4 MPa,貝雷桁架材料為16 mn,[σ]=273 MPa,符合要求(見圖3)。

        (3)剪力驗(yàn)算。梁內(nèi)最大剪應(yīng)力τ=124.2 MPa,[τ]=208 MPa,符合要求(見圖4)。

        圖2 擾度分布(單位:mm)

        圖3 應(yīng)力分布(單位:k Pa)

        以上計(jì)算結(jié)果表明梁內(nèi)最大剪應(yīng)力及彎曲應(yīng)力均出現(xiàn)在支座處,為安全起見,貝雷架可加設(shè)一組加強(qiáng)弦桿。

        圖4 剪力分布(單位:k Pa)

        3.3鋼帶(弧板)強(qiáng)度計(jì)算

        假定抱箍鋼帶(弧板)受力均勻,各部位所受正壓力均相等,則抱箍對(duì)立柱的正壓力N=2πr Bσ1。N=KG/μ=1.3×903.4/0.35=3 355.5 k N(摩擦系數(shù)取0.35,安全系數(shù)取0.3),B=60 cm,r=80 cm,則σ1=1.1 MPa。立柱采用C30砼,σ1遠(yuǎn)低于砼抗壓強(qiáng)度,立柱不會(huì)受損。由抱箍橫斷面方向受力平衡可得抱箍弧板受力情況(見圖5)。

        圖5 抱箍弧板受力簡(jiǎn)圖

        由圖5可知:在Y軸方向上,弧板受的拉應(yīng)力所形成的拉力P與抱箍和立柱間的正應(yīng)力σ1之間存在如下關(guān)系:

        鋼板厚度d=0.01 m,σ1=1.1 MPa,鋼板所受拉應(yīng)力σ2=1.1×1.6/(2×0.01)=88 MPa。鋼板采用Q345鋼,[σ]=200 MPa,滿足使用要求。

        3.4高強(qiáng)螺栓承載力計(jì)算

        抱箍法采用10.9級(jí)M27抱箍連接專用螺栓,每個(gè)螺栓的最大承載力為0.8×290=232 k N,高強(qiáng)螺栓的數(shù)量n=3 355.5/(2×232)=7.2個(gè),0.6 m高抱箍設(shè)計(jì)采用18個(gè),滿足要求。

        抗拉能力校核:σ=F/A=[3 355.5/(2×18)]/ (4.18×10-4)=222.9 MPa,小于公稱屈服強(qiáng)度900 MPa,符合安全要求。

        4 結(jié)語(yǔ)

        抱箍法施工對(duì)地基沒(méi)有要求,施工質(zhì)量好,周期短,對(duì)墩柱無(wú)影響,綜合成本投入小,是一種可靠的施工工藝。隨著中國(guó)高速公路建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展,橋梁工程的質(zhì)量和進(jìn)度要求不斷提高,項(xiàng)目實(shí)施必須高質(zhì)量、高效率、短周期,企業(yè)才能從中獲得利潤(rùn)。蓋梁施工是保證橋梁施工效率的重要一環(huán),而抱箍法能適應(yīng)當(dāng)前公路發(fā)展的要求。實(shí)踐證明,采用抱箍法進(jìn)行蓋梁施工具有廣闊的應(yīng)用前景。

        參考文獻(xiàn):

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        中圖分類號(hào):U445.559

        文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

        文章編號(hào):1671-2668(2016)03-0205-03

        收稿日期:2016-02-02

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