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        某大橋主塔施工過程階段荷載分析

        2020-09-05 02:09:16馬志遠(yuǎn)安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司安徽合肥230088
        安徽建筑 2020年9期
        關(guān)鍵詞:主塔橫梁節(jié)段

        馬志遠(yuǎn) (安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230088)

        1 主塔的結(jié)構(gòu)

        某大橋主塔施工擬采用爬模施工,主塔塔座底面高程5m,塔頂高程130.00m,主塔總高度125m。主塔主要構(gòu)件包括下塔柱、上塔柱、橫梁、塔頂裝飾塊、鋼錨梁及牛腿等。主塔上、下橫梁以及上塔柱斜拉索錨固區(qū)為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),其它塔柱部分為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),索塔下(1~7節(jié)段)高26.93m,上塔柱(8~27節(jié)段)高86.07m。主塔構(gòu)造圖如圖1所示。

        圖1 主塔構(gòu)造圖

        2 主要施工材料

        ①C50混凝土:主要用于塔座、塔柱、橫梁及裝飾塊;

        ②C40混凝土:主要用于主塔承臺(tái);

        ③C35水下混凝土:主要用于承臺(tái)封底及樁基;

        ④φ15.20預(yù)應(yīng)力鋼絞線:符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼鉸線》(GB/T 5224-2003)的標(biāo)準(zhǔn),用于主塔上、下橫梁的橫縱向預(yù)應(yīng)力;

        ⑤HRB300、HRB400 普通鋼筋:質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2—2007)要求;

        ⑥Q235B鋼材:主要用于支架及橫撐。

        3 施工流程

        下橫梁分布在6、7號(hào)塔支節(jié)段位置,上橫梁在26、27號(hào)塔支節(jié)段位置與26、27號(hào)塔支節(jié)段同步施工。塔柱分節(jié)段施工,標(biāo)準(zhǔn)施工節(jié)段高度為4.5m,共27個(gè)節(jié)段;考慮上塔柱環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼束的影響,上塔柱節(jié)段劃分尺寸不統(tǒng)一;內(nèi)側(cè)上塔柱r=269.021m的圓曲線與上橫梁底部隔板曲線交點(diǎn)位于環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼束中間的位置,節(jié)段劃分時(shí),考慮將該交點(diǎn)下降250mm作為節(jié)段的分段處。主塔總體施工工藝流程圖如圖2所示。

        4 施工過程階段荷載分析

        4.1 恒載

        4.1.1 結(jié)構(gòu)自重(按結(jié)構(gòu)實(shí)際重量計(jì)算)

        鋼錨梁質(zhì)量按8t考慮,鋼錨梁牛腿按6t考慮。

        4.1.2 鋼筋混凝土(按容重26kN/m3考慮)

        上橫梁在本計(jì)算過程中均按一次澆筑計(jì)算,下橫梁分兩層澆筑。

        4.2 施工荷載

        4.2.1 施工階段荷載

        F1+F2=310.6+665=975.6kN;爬模系統(tǒng)F1=103kN+207.6kN=310.6;

        施工機(jī)具與人群F2=665kN;

        爬模節(jié)段模板質(zhì)量:首階段重11.7t,4.5m 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段模板重10.3t。

        平臺(tái)質(zhì)量:+3層平臺(tái)質(zhì)量3.56t,+2層平臺(tái)質(zhì)量 2.35t,+1層平臺(tái)質(zhì)量8.61t,0 層平臺(tái)質(zhì)量 3.07t,-1 層平臺(tái)質(zhì)量1.69t,-2層平臺(tái)質(zhì)量1.48t,平臺(tái)總質(zhì)量20.76t。

        圖2 主塔總體施工工藝流程圖

        施工機(jī)具與人群荷載:P=1.5kN/2(-1、0、+1、+2、+3 層平臺(tái)面積分別為55m2、90m2、104m2、61.5m2、96m2),P=1kN/m2(-2 層平臺(tái)面積:55m2),共665kN。

        4.2.2 預(yù)應(yīng)力荷載

        預(yù)應(yīng)力荷載按設(shè)計(jì)張拉數(shù)量及順序進(jìn)行加載。(環(huán)向預(yù)應(yīng)力未考慮)下橫梁第 1 層養(yǎng)護(hù)完成張拉(B1、B3、B4、B6,B1a、B3a、B4a、B6a),第 2 層養(yǎng)護(hù)完成后張拉(B2、B5、B7~B9,T1~T2,B2a、B5a、B7a~B9a,T1a~T2a)。

        預(yù)應(yīng)力筋與管道的摩阻系數(shù):μ=0.15;

        預(yù)應(yīng)力管道的偏差系數(shù):k=0.0015;

        彈性模量:E=1.95×105MPa;

        松弛率:≤2.5%;

        一端錨具變形及鋼束回縮值:6mm;

        4.2.3 下橫梁施工荷載產(chǎn)生的牛腿、扶墻反力

        第4節(jié)段豎向荷載1161kN,第2節(jié)段豎向荷載95kN,水平反力由下橫梁支架上設(shè)的拉桿抵消(見下橫梁現(xiàn)澆支架計(jì)算書)。下橫梁第一層重1426t,第二層重1088.25t。分層澆筑施工荷載產(chǎn)生牛腿、扶墻反力按比例添加。

        4.2.4 加載

        新澆混凝土濕重,按節(jié)段混凝土重量進(jìn)行加載。

        4.3 其他可變荷載

        ①風(fēng)荷載:施工階段設(shè)計(jì)基本風(fēng)速32.1m/s,施工階段采用20年重現(xiàn)期風(fēng)速考慮計(jì)算,主塔上的風(fēng)荷載及施工階段的風(fēng)荷載按《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定計(jì)算。公式FH=1/2 Vg2CHAn。根據(jù)公式計(jì)算出各節(jié)段的風(fēng)荷載大小。

        ②收縮徐變作用:計(jì)算時(shí)考慮徐變對(duì)混凝土應(yīng)力的影響,混凝土的徐變?nèi)≈蛋唇?jīng)驗(yàn)數(shù)值模型,如下式所示。

        C(t,)C1(19.200.45)(1e0.30(t-))C2(11.700.45)(1e0.005(t-))

        式中:C1=0.23/E2,C2=0.52/E2,E2為最終彈模。

        ③溫度荷載:自四月中旬至十一月上旬各旬均溫都在22℃以上,夏季長達(dá)7個(gè)月之久。在11月至翌年3月的低溫期內(nèi),月平均氣溫都在12℃以上。鋼管橫撐安裝和拆除的時(shí)間在4月~12月之間,鋼管橫撐和上橫梁支架實(shí)際溫度與初始安裝溫度相比,升/降溫20℃(按主塔整體升降溫考慮)。

        5 結(jié)語

        本文作者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)某大橋主塔施工過程階段荷載進(jìn)行了分析,為橋梁主塔下一步施工做好準(zhǔn)備,并且期望通過上述分析,對(duì)同業(yè)人士分析橋梁主塔在施工過程階段載荷有所裨益。

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