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        高墩蓋梁支架施工技術

        2020-03-21 13:44:10曾云峰
        建材與裝飾 2020年7期
        關鍵詞:落地式三角架龍洞

        曾云峰

        (中鐵二十二局集團第四工程有限公司 天津 301700)

        0 前言

        廣州新白云國際機場第二高速公路龍洞水庫大橋(以下簡稱龍洞水庫大橋)全長771.5m,分左右兩幅,該橋共計橋墩44處,其中高度40m以下采用圓柱式橋墩,高度40m以上采用方形薄壁空心墩,全橋薄壁空心墩共計13處,高度40~80m。橋墩蓋梁采用變截面懸臂式,蓋梁施工需搭設支架。

        1 方案選擇

        高墩蓋梁支架通常采用落地式和懸挑式兩種,二者從技術、經(jīng)濟及安全等方面來說各有優(yōu)缺點,落地式以鋼管柱為例,懸挑式以預埋型鋼三角架為例,二者對比具體見表1。

        表1 支架方案比較

        從表1中可看出,落地式和懸挑式支架,均存在一定程度上的優(yōu)缺點。落地式受高度影響較大,懸挑式不受高度影響。龍洞水庫大橋高墩最高達80m,為確保工程安全順利完成,選用懸挑預埋型鋼三角架。

        2 懸挑預埋型鋼三角架設計及驗算

        2.1 支架設計

        龍洞水庫大橋高墩采用薄壁空心墩,墩身斷面尺寸為3.2m×6m,蓋梁橫斷面為梯形,頂長15.45m,底長8.2m,中部高3.3m,端部高1.3m,寬3.4m。

        薄壁空心墩蓋梁采用懸挑預埋型鋼三角架,單個三角架頂長7m,斜撐高3m,長5m,主要材料均采用H400型鋼。墩身每側(cè)設置4組三角架,間距0.8m。

        2.2 支架驗算

        2.2.1 荷載計算

        (1)荷載取值:鋼材取78.5kN/m3、鋼筋混凝土取26kN/m3、H400型鋼取0.660kN/m、懸臂端支架荷載取8kN/m。

        (2)各段荷載計算:以支架靠近墩身處為0點,分段計算支架各段荷載。

        0~1m段,該段為均布荷載,蓋梁高按3.3m計,寬按3.4m計,模板及施工荷載系數(shù)取1.3。

        q=(3.3×3.4×26/4+0.66)×1.3=95.7kN/m,取100kN/m。

        1~5m段,該段為梯形荷載,1m處蓋梁高按3.3m計,寬按3.4m計,模板及施工荷載系數(shù)取1.3。

        q=(3.3×3.4×26/4+0.66)×1.3=95.7kN/m,取100kN/m。

        5m處蓋梁高按1.3m計,寬按3.4m計,模板及施工荷載系數(shù)取1.5。

        q=(1.3×3.4×26/4+0.66)×1.4=44.1kN/m,取50kN/m。

        5~7m段,該段在蓋梁外側(cè),主要荷載為支架自重和施工人員、附屬設施荷載。

        q=0.66+8=8.66kN/m,取10kN/m。

        2.2.2 各段荷載

        0~1m為100kN/m均布荷載,1~5m段為100~50kN/m梯形漸變荷載,5~7m段為10kN/m均布荷載。

        詳見圖1。

        2.2.3 支架驗算

        利用MIDAS有限元分析軟件對蓋梁單個支架進行建模及受力驗算分析,對結(jié)果進行分析驗證支架承載能力及安全性。

        (1)H400型鋼截面特性

        圖1

        H400型鋼高h=400mm,截面面積A=82cm2,最大跨度l=5m,慣性矩Ix=23700cm4,抗彎截面模量Wx=1185cm3,允許正應力[σ]=205MPa。

        (2)模型建立

        以順橋梁方向為X軸,支架預埋點為X軸0點,支架外側(cè)為X軸正向,豎直向上為Z軸正向,H400型鋼采用兩單元模擬,墩身預埋點按懸臂支點約束,H400型鋼支架之間按剛性連接方式。

        (3)支架受力驗算

        運用MIDAS軟件建立支架模型分段輸入對應荷載工況并進行分析驗算。

        ①強度驗算:

        支架各截面所受應力見圖2。

        圖2

        彎矩Mmax=1.37616×105kN/m2=137.6MPa<205MPa,滿足要求。

        ②剛度驗算:

        支架各截面變形見圖3。

        圖3

        3 結(jié)語

        變形fmax=7.41mm<l/200=5m/200=25mm,滿足要求。

        如荷載增加或提高支架安全性,可采用加大型鋼截面或采用雙拼型鋼。

        高墩采用預埋型鋼三角架,同落地式支架相比具有節(jié)省材料、施工機械等優(yōu)點,同時由于支架規(guī)模及高度相對較小,穩(wěn)定性相對較高,材料利用率也大大增加。

        本文主要介紹高墩蓋梁支架施工技術和應用,對于提高類似工程有很好的指導和參考作用。

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