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        廣東省道264線跨線橋排洪渠處施工方案探討

        2019-06-01 03:04:48
        中國公路 2019年6期
        關鍵詞:貝雷貝雷梁鋼護筒

        (廣東省長大公路工程有限公司,廣東 廣州 510000)

        一、工程概況

        廣佛肇高速省道264線跨線橋起點樁號為K65+092,終點樁號為K65+944??缇€橋主要位于丘陵地帶的洼地,地勢平坦,根據(jù)地質鉆探資料顯示,該跨線橋4#~22#橋墩的部分樁基位于某村的排洪渠中,此條排洪渠供當?shù)仄邆€村莊排水泄洪,因而施工時無法填筑、堵塞排洪渠。為避免施工給當?shù)卮迕裆钤斐筛蓴_,經(jīng)過現(xiàn)場考察,多方比選,最終決定采用搭設鋼平臺的方式進行施工。

        二、施工方案

        (一)施工平臺搭設

        由于在施工過程中不能填筑、堵塞排洪渠,因此初步擬定在橋位處搭設20處鋼平臺,鋼平臺橫跨排洪渠,兩端與便道相接,兩側通車。樁基施工鋼平臺設計標高為+12.5m,每排橋墩設置三排鋼護筒,增加其整體穩(wěn)定性及強度。

        鋼平臺按單向行車道設計,平臺寬1 2 m,采用Φ630mm×8mm的鋼管樁,鋼管樁橫向間距為4m和4.5m,縱坡為平坡。鋼平臺的跨徑為6m,現(xiàn)場按照排洪渠水面寬度不同布置2~5跨。在鋼平臺上施工時采用履帶式起重機起吊振動錘插打三排Φ630mm鋼管樁,鋼管樁頂部抄平后安裝焊接1cm厚的1m×1m的鋼板,然后再安裝樁頂橫梁。橫梁采用雙拼II45b工字鋼,長度為12m,安裝在鋼管樁及鋼板的中心位置。貝雷梁安裝在旋挖鉆機行走一側的橫梁上,每4片為1組,共布置2組8片貝雷片,攪拌車等工程車輛行走側布置3片1組的貝雷梁,每個貝雷片之間間距為45cm,并用45#花窗將相鄰貝雷片連接成整體。貝雷梁上橫向布設分布梁,采用I36b工字鋼,按間距50cm排布,并用鋼筋卡將工字鋼與貝雷梁卡緊。最后,在分布梁上按33mm的間距縱向布設(倒扣)28槽鋼。鋼平臺上可通行混凝土攪拌車、履帶式起重機及旋挖鉆機等。

        (二)鋼平臺結構驗算

        1.概述

        平臺上主要布設旋挖鉆機、泥漿罐、混凝土儲料斗等,由于是分散布置的,因此只需驗算最大沖擊力的旋挖鉆機,在工作狀態(tài)時對平臺分布梁、貝雷梁及鋼護筒的荷載。主墩鉆孔平臺主要供鉆機擺放、樁基施工用,旋挖鉆機機身縱寬尺寸為6m×5m,履帶軌距×接地長度×履帶板寬度=300cm×440cm×80cm,自重1200KN,負荷在3條2 8槽鋼上,則每條槽鋼均布荷載標準值q=1200÷2÷3÷4.4=45.5KN/m。

        2.橋面板設計

        28a槽鋼為臥放,腹板朝上。旋挖鉆機單側履帶所受荷載為1200÷2=600KN,單側履帶寬取80cm,著地長度4.4m。每側履帶由3條槽鋼來承受,均布荷載為45.5KN/m。

        計算參數(shù):2 8 a慣性矩Iy=2 1 8 c m4,抗彎模量Wy=35.7cm3,Sy=62.8cm3

        最不利工況:當旋挖鉆機在平臺上施工時,取沖擊系數(shù)為1.5,即最大均布荷載為45.5×1.5=68.25KN/m。

        25I的間距為0.75m,履帶著地長度為4.4m,取6跨連續(xù)梁結構進行驗算,28槽鋼處于受彎最不利狀況時的受力模型及彎矩圖如下圖:

        3.分布梁設計

        材料特性為:

        I36b:I=16574cm4W=920.8cm3S=541.2cm3

        對工況一(抗剪最不利):

        當旋挖鉆機一側履帶貼著一條貝雷片行走時,為剪力最不利工況。

        28@33槽鋼的質量密度為0.314×28÷33=0.266KN/m,I36號工字鋼的質量密度為65.66KN/m,旋挖鉆機單側履帶最大承重載荷為1200×1.5÷2=900KN。

        通過計算得知,Qmax=936.726KN。在4.4m長的履帶車區(qū)域內共有9跨工字鋼承載,取8根工字鋼參與計算,圖中數(shù)據(jù)均為其合力,所以計算中均除以5。

        對工況二(抗彎最不利):

        當旋挖鉆機一側履帶在跨中行走時為受彎最不利工況。

        撓度為 :

        4.主梁設計

        三排單層(加強型)貝雷材料特性為:截面抵抗矩W=23097.4cm3,截面慣性矩I=1732303.2cm4,容許彎矩M=4809.4KN.m,容許剪力Q=698.9KN。

        雙排雙層(加強型)貝雷材料特性為:截面抵抗矩W=30641.7cm3,截面慣性矩I=4596255.2cm4,容許彎矩M=9618.8KN.m,容許剪力Q=698.9KN。

        工況一:當旋挖鉆機外側履帶位于鋼平臺三排單層貝雷梁上跨中位置時,為抗彎最不利工況,28@33槽鋼的質量密度為0.314KN/m,I25號工字鋼的質量密度為0.21KN/m,旋挖鉆機單側履帶最大均布載荷為900÷4.4=204.5KN/m。

        通過以上計算可知,Mmax=847.228KN.m[M]=4809.4KN.m,考慮貝雷片不均勻受力,取0.9的不均勻系數(shù),加之使用的是舊貝雷片,取安全系數(shù)為0.75。

        單片貝雷特性:W=3570cm3,I=250500cm4

        跨中處的最大撓度:

        工況二:當旋挖鉆機履帶剛離開貝雷梁的支座時,在車的前進方向出現(xiàn)剪力最大工況,經(jīng)過計算,Qmax=571.57KN<698.8=98KN

        5.基礎設計

        (1)鋼護筒驗算

        截面積A=0.0156m2

        一個護筒受到的最大壓力為438.006KN,取安全系數(shù)為2,則樁頂設計荷載為P=2×438.006=876.012KN

        截面的壓應力為:

        (2)鋼護筒基礎承載力驗算

        鋼護筒頂標高為12.5m,底標高為-1.1m。

        地質情況按最大沖刷深度考慮,最大沖刷標高6.5m,根據(jù)勘查報告,選取具有代表性的地質鉆孔,編號QZK31,位置為K65+514.08左6.7m。

        舒運平 攝

        護筒埋在基底地層中的深度、側摩阻力及地基承載力容許值如下圖所示:

        鋼護筒打入土層深度為8.5m,持力層為細砂層,qk=35KPa,[fao]=160KPa。

        管樁容許承載力:

        由上式得:

        Pk=0.77×1.98×(1.2×30+3.2×55+3.2×35)+0.8×0.77×0.0156×160=495.508KN>P=438.006KN

        由以上計算可得,鋼管樁打至河床底7.6m完全滿足設計要求。

        三、施工總結

        經(jīng)過嚴格的工程力學驗算、合理的施工組織安排、精確的施工工序控制,廣東省道264線跨線橋排洪渠處的所有橋梁樁基及下構于2015年底全部順利完成,保證了項目工期,且施工期間經(jīng)歷了多次臺風大雨,排洪渠均能順利完成排水泄洪任務,極大地保障了當?shù)匕傩照5纳a生活。

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