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        大懸挑墩帽施工技術(shù)探討

        2017-12-10 11:01:12鄧鵬舉中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司
        大陸橋視野 2017年20期
        關(guān)鍵詞:墩身牛腿小牛

        鄧鵬舉/中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司

        大懸挑墩帽施工技術(shù)探討

        鄧鵬舉/中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司

        懸挑式墩帽施工,一般采用搭設(shè)支架的方案,而對于某些不能搭設(shè)支架的作業(yè)環(huán)境,可采用在墩身上搭設(shè)牛腿的施工方案。本文根據(jù)某鐵路橋梁墩帽懸臂大、施工作業(yè)環(huán)境差的特點,介紹其采用的牛腿支撐施工技術(shù),可為同類墩帽施工提供參考。

        大懸挑墩帽;墩帽施工;牛腿支架

        前言

        橋梁墩帽的樣式各樣,施工方式也各不相同,有的墩帽和墩身是一體的,墩帽的模板和墩身模板為一體拼裝,墩身施工完成后直接在墩身模板上拼裝墩帽模板,即可進(jìn)行墩帽的施工;有的墩帽是挑檐式的,墩身模板拆除完成后重新搭設(shè)施工平臺才能進(jìn)行墩帽的施工。墩帽懸挑的尺寸也有大有小,對于懸挑小的墩帽,可通過在墩身施工時設(shè)置的預(yù)埋孔采用牛腿法施工,對于懸挑較大的墩帽,通常采用的是在承臺或地面上搭設(shè)支架,用以支撐懸臂部分的混凝土重量。本文結(jié)合實際工程案例,介紹其采用的牛腿支架施工大懸挑墩帽的施工技術(shù)。

        一、工程概況

        某鐵路橋梁跨越河流,共6跨,分孔為19.53m×3+32.4m+19.53m×2,下部結(jié)構(gòu)為鉆孔樁群樁方形承臺,墩身為圓端形實體墩身,墩帽均為懸挑式,上部結(jié)構(gòu)為鋼板梁。該橋在旱季完成了鉆孔樁及墩身施工,為了不影響工期,墩帽施工在雨季照常進(jìn)行。該橋共5個墩身,其中1、2、4、5四個墩帽懸挑0.5m,懸挑較小,采用牛腿方案施工,主墩3號墩墩身為6.5m×2m的圓端形實體墩,墩帽為11.375m×4.6m,墩帽高度為0.8m,墩帽縱橋向各懸挑1.3m,橫橋向右側(cè)懸挑1.3m,橫橋向左側(cè)設(shè)計有觀景平臺,該側(cè)墩帽伸出墩身的長度為3.575m,墩帽混凝土方量總計38m3,由于觀景平臺較大,僅平臺區(qū)域混凝土方量達(dá)11.5 m3。針對該類懸臂大的墩帽,一般考慮從承臺上搭設(shè)支架的施工方案,但由于該橋左側(cè)臨近既有鐵路線,加上雨季水位高漲,作業(yè)環(huán)境受限,從承臺上搭設(shè)支架的方案不能實施。施工時根據(jù)現(xiàn)場實際情況,采用在墩身施工時設(shè)置預(yù)埋板,再搭設(shè)牛腿支架的施工方案。

        二、施工順序

        施工順序:預(yù)埋板及預(yù)埋孔施工(在墩身施工時進(jìn)行)→安裝墩身縱橋向兩側(cè)的小牛腿并根據(jù)標(biāo)高要求固定→整體拼接大牛腿并與預(yù)埋板固定→在大牛腿上安裝分配梁B1、B2、B3→安裝分配梁A1、A2、A3、A4、A5→鋪設(shè)底?!佋O(shè)側(cè)?!摻罱壴鷿仓炷痢炷琉B(yǎng)護(hù)→拆模。

        三、結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算

        大牛腿由HW300×300型鋼制作。分配梁A、B均采用HW300×300型鋼。小牛腿由[28b制作,橫桿采用雙拼成箱型,豎桿采用單根槽鋼,斜撐采用單根槽鋼。大牛腿水平桿長度4.084m,斜桿長度3.37m,根據(jù)懸臂端混凝土重心的位置,計算出斜桿與水平桿連接的位置,計算得出連接部位離大牛腿水平桿末端1.871m處。

        對結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析。該結(jié)構(gòu)荷載的傳遞路徑為:墩帽混凝土自重通過模板傳遞至A類分配梁,A類分配梁傳遞至小牛腿及B類分配梁,B類分配梁傳遞至大牛腿,荷載傳遞方式簡單明了。采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器對該結(jié)構(gòu)建模并進(jìn)行受力計算,建模時預(yù)埋板處設(shè)定為固定端。計算結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)所受最大彎矩為48.13kN.m,彎矩最大處位于斜桿與水平桿連接處,大牛腿斜桿所受軸力最大,為166.42kN,斜桿受壓。彎矩和軸力均很小,HW300×300型鋼滿足結(jié)構(gòu)受力要求。

        通過設(shè)計計算,預(yù)埋板處所受彎矩最大值為34.95kN.m,軸力為166.42kN。查詢預(yù)埋件設(shè)計手冊并經(jīng)計算,在墩身施工時預(yù)埋4塊鋼板,每塊鋼板通過9根?32mm鋼筋錨固在墩身內(nèi),鋼筋和鋼板之間采用塞焊,鋼板厚度為20mm,錨固鋼筋長度1m,末端設(shè)置90度彎鉤,彎鉤長度0.3m。

        四、施工方案

        預(yù)埋板在墩身鋼筋綁扎時根據(jù)標(biāo)高要求進(jìn)行預(yù)埋,預(yù)埋板錨固筋與墩身鋼筋綁扎固定,確保澆筑墩身混凝土?xí)r預(yù)埋板位置不發(fā)生偏移。在小牛腿安裝位置共設(shè)置4個預(yù)埋孔,上下兩層,每層2個,預(yù)埋孔采用PVC管,PVC管內(nèi)徑40mm,PVC管長度與墩身厚度一致,管內(nèi)灌砂,兩端封堵,根據(jù)小牛腿豎桿開孔位置及標(biāo)高要求固定在墩身鋼筋上,綁扎牢靠,確保澆筑墩身混凝土?xí)r預(yù)埋孔位置不發(fā)生偏移。

        墩身施工完成后,把預(yù)埋孔清理疏通,通過預(yù)埋孔安裝小牛腿,豎向一組預(yù)埋孔兩側(cè)各設(shè)置1個小牛腿,用上下各1根共2根?32mm的精軋螺紋鋼對拉,精軋螺紋鋼用穿心頂張拉至35Mpa。大牛腿單片制作完畢,再將2片連接為整體,整體起吊安裝,大牛腿與預(yù)埋板之間采用現(xiàn)場焊接。大牛腿安裝完畢后,在上方縱橋向鋪設(shè)一層分配梁B1、B2、B3,在橋墩兩側(cè)橫橋向各鋪設(shè)2根分配梁A1、A2及A4、A5,并在A2及A4中間加設(shè)分配梁A3。分配梁A置于小牛腿和分配梁B上。在分配梁B上安裝墩帽底模及側(cè)模,然后綁扎墩帽鋼筋。

        墩帽混凝土澆筑。混凝土澆筑時從墩帽懸臂長度小的一端往懸臂大的一端進(jìn)行,一次澆筑成型。

        混凝土澆筑完畢后進(jìn)行養(yǎng)護(hù),達(dá)到拆模條件時進(jìn)行模板的拆除。先拆除側(cè)模,然后將小牛腿精軋螺紋鋼放張,使小牛腿下落,底模則與墩帽脫開,逐步抽出底模及分配梁B、A,最后拆除小牛腿和大牛腿。

        五、施工注意事項

        a.為了確保大牛腿標(biāo)高一致,大牛腿分片制作完成后采用整體拼接再安裝,2片大牛腿之間用角鋼連接成整體;

        b.大牛腿與預(yù)埋板連接處的焊接需確保焊接質(zhì)量,增設(shè)加勁板,以確保該結(jié)構(gòu)的安全性;

        c.小牛腿豎桿穿精軋螺紋的孔應(yīng)設(shè)置為豎向橢圓形,精軋螺紋安裝的位置應(yīng)確保在橢圓孔的下部或中部,方便后期放張精軋螺紋后小牛腿有一定的距離下落,以便進(jìn)行拆模;

        d.為了底模拆除方便,在大牛腿上方A分配梁和B分配梁之間應(yīng)進(jìn)行抄墊,抄墊采用箱型結(jié)構(gòu)制作,拆模時用割刀進(jìn)行切割,使得分配梁下落。

        六、結(jié)語

        針對大懸臂墩帽施工,除采用搭設(shè)支架的方案,本文結(jié)合實際案例,從設(shè)置預(yù)埋板,焊接牛腿的方案探討了另一種方法,可為同類施工案例提供參考,對條件受限的工程具有參考意義。

        [1].嚴(yán)正庭,嚴(yán)捷.預(yù)埋件設(shè)計手冊,中國建筑工業(yè)出版社,1994.9.1.

        [2].黃文莉,何雍容.預(yù)埋件設(shè)計探討,河北電力技術(shù),2001,20 (4):47-49.

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