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        探討現(xiàn)澆箱梁盤扣式支架技術(shù)

        2022-08-10 06:59:36王洪家
        交通科技與管理 2022年15期
        關(guān)鍵詞:箱梁承載力支架

        王洪家

        (黔東南公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)有限公司,貴州 凱里 556000)

        0 引言

        隨著城市化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn),人們交通出行的需求不斷提高,各種高大難建的橋梁工程越來(lái)越多。盤扣式鋼管支架在現(xiàn)澆箱梁施工中的應(yīng)用日益廣泛,其施工效果得到業(yè)界的普遍認(rèn)可[1-3]。某公路橋梁現(xiàn)澆箱梁施工,采用承插型盤扣式鋼管支架,該文結(jié)合工程實(shí)例,詳細(xì)介紹現(xiàn)澆箱梁承插型盤扣式支架技術(shù)。

        1 工程概況

        某公路橋梁長(zhǎng)537 m,橋面寬37.6 m,梁底寬33.6 m,現(xiàn)澆箱梁采用支架施工方案,梁底設(shè)雙向橫坡,坡度2%,其中2聯(lián)現(xiàn)澆箱梁采用變截面,1聯(lián)、3聯(lián)、4聯(lián)現(xiàn)澆箱梁采用等截面。需確定合理的箱梁支架頂托、分配梁的布局,確保梁底雙向橫坡坡度及線型偏差在合理范圍。

        2 盤扣式支架組成

        2.1 主要構(gòu)件

        該公路橋梁現(xiàn)澆箱梁施工使用的盤扣式支架組要包括以下部分:

        (1)A型Q345A鋼制立桿,Φ60 mm×3.2 mm。

        (2)Q235B鋼制水平桿、水平斜桿,Φ48 mm×2.5 mm。

        (3)Q195鋼制豎向斜桿Φ48 mm×2.5 mm。

        (4)Q235B鋼制底托、頂托。

        (5)ZG230-450鋼制插銷、套管、連接盤、扣接頭。

        2.2 組成形式

        現(xiàn)澆箱梁盤扣式支架組成形式見圖1。

        圖1 盤扣式支架組成示意圖

        3 盤扣式支架性能分析

        3.1 承載力

        該公路橋梁現(xiàn)澆箱梁施工盤扣式支架立桿為直徑60 mm,高3.2 mm的Q345A鋼管,單桿承載力最高為350 kN,容許軸力93.9 kN;而碗扣式支架立桿為直徑48 mm、高度3.5 mm的Q235鋼管,容許軸力只有19.6 kN??梢姳P扣式支架的剛度明顯大于碗扣式支架,可有效提高支架承載力。

        3.2 防腐性

        該公路橋梁澆箱梁施工盤扣式支架防腐采用熱鍍鋅浸鋅工藝,支架整體使用年限至少25年。而扣式支架僅在表面噴油漆防腐,防腐效果差,整體使用壽命更短。

        3.3 穩(wěn)定性、安全性

        盤扣式支架為二力桿體系,立桿、橫桿、斜桿相交于一點(diǎn),受力分布合理,力的傳遞路線清晰;而碗扣式支架的立桿、橫桿通過(guò)扣件連接,無(wú)斜桿,無(wú)法分散彎矩,因此,碗扣式支架節(jié)點(diǎn)抗扭能力差,整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足[4-5]。

        4 支架設(shè)計(jì)

        4.1 荷載組合計(jì)算

        基于實(shí)際的現(xiàn)澆箱梁自重初步設(shè)計(jì)支架,計(jì)算支架模板自重、混凝土自重的均勻分布荷載,將支架分為一般區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域、實(shí)心區(qū)域、腹板區(qū)域、翼板區(qū)域,分區(qū)計(jì)算荷載組合:

        式中,N——計(jì)算荷載組合;N——計(jì)算梁體自重;G——永久荷載值;Q——活荷載值;K1、K2、K——計(jì)算梁體分區(qū)計(jì)算的占比。

        4.2 受力驗(yàn)算

        按照施工設(shè)計(jì)要求及相關(guān)規(guī)范驗(yàn)算支架立桿、可調(diào)托座的承載力以及面層、底層抗壓強(qiáng)度。箱梁各立桿承載力驗(yàn)算結(jié)論數(shù)據(jù)見表1,混凝土面層、地基底層抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)論數(shù)據(jù)見表2。

        表1 箱梁各立桿承載力驗(yàn)算結(jié)論數(shù)據(jù)

        表2 混凝土面層、地基底層抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)論數(shù)據(jù)

        按腹板最不利處,可連續(xù)計(jì)算三跨對(duì)面板的集中荷載,并通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證面板的剛度、抗彎能力、抗剪能力,具體數(shù)據(jù)見表3。

        表3 面板抗彎、抗剪、剛度驗(yàn)算結(jié)論數(shù)據(jù)

        針對(duì)腹板區(qū)域、實(shí)心區(qū)域最不利處,分別通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證橫梁、縱梁的剛度、抗彎能力、抗剪能力,具體數(shù)據(jù)見表4。

        表4 橫梁、縱向分配梁抗彎、抗剪及剛度驗(yàn)算結(jié)論數(shù)據(jù)

        5 施工關(guān)鍵技術(shù)

        5.1 地基處理

        回填承臺(tái)后,利用壓路機(jī)平整支架搭設(shè)場(chǎng)地,并充分壓實(shí),確保支架基礎(chǔ)壓實(shí)度滿足要求[6-7]。

        (1)支架基礎(chǔ)寬度應(yīng)至少大于支架寬度1.5 m。

        (2)支架基礎(chǔ)壓實(shí)度不低于94%,土體承載力不低于300 kPa,支架搭設(shè)場(chǎng)地內(nèi)橫坡坡度為2%。

        (3)鋪筑厚度為20 cm的碎石墊層,并充分夯實(shí),再澆筑厚度20 cm的C25混凝土面層。

        5.2 支架搭設(shè)

        支架搭設(shè)應(yīng)遵循制定的施工設(shè)計(jì)方案。

        (1)用不同長(zhǎng)度的立桿交錯(cuò)搭設(shè)支架首層,確保支架立桿接頭不在同平面。

        (2)托座絲桿露出長(zhǎng)度不超過(guò)40 cm,插入立桿深度不低于15 cm,支架頂層水平桿距離模板底不超過(guò)65 cm。

        (3)支架最外層的豎向斜桿需滿布設(shè)計(jì)[8]。

        5.3 底模與側(cè)模安裝

        橫向分配梁工字鋼、槽鋼制作,搭設(shè)橫向分配梁時(shí)需根據(jù)實(shí)際需要合理搭設(shè);縱向分配梁由方木制成[9]。

        用厚20 mm的防水竹膠板制作模板,底模與側(cè)模安裝流程如圖2所示,安裝模板應(yīng)保證密實(shí),連接部位應(yīng)粘貼雙面膠,避免漿液漏出。

        圖2 模板安裝流程圖

        5.4 支架預(yù)壓及沉降觀測(cè)

        5.4.1 支架預(yù)壓

        安裝好模板后,采用混凝土塊堆載預(yù)壓法對(duì)進(jìn)行支架預(yù)壓。預(yù)壓載荷逐級(jí)施加,分4次施加載荷,對(duì)應(yīng)的載荷值為:20%、50%、100%、120%。

        箱梁節(jié)段劃分如圖3所示,箱梁各節(jié)段支架預(yù)壓取值如表5所示,支架預(yù)壓操作如圖4所示。

        圖3 箱梁節(jié)段劃分示意圖(單位:cm)

        表5 箱梁各節(jié)段支架預(yù)壓取值表

        圖4 支架預(yù)壓示意圖

        5.4.2 沉降觀測(cè)

        沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在每跨支架的縱向0.25L、0.5L、0.75L和距橋墩中心前后1.5 m處;每個(gè)斷面橫向布設(shè)8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。經(jīng)沉降測(cè)所有觀測(cè)點(diǎn)的沉降變形均在安全范圍之內(nèi)。

        5.5 現(xiàn)澆箱梁主體施工

        箱梁主體采用傳統(tǒng)混凝土現(xiàn)澆施工技術(shù)。

        5.6 支架拆除

        (1)混凝土養(yǎng)護(hù)7 d,當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%時(shí)可拆卸支架。

        (2)從跨中向橋墩依次循環(huán)拆卸支架構(gòu)件。

        (3)遵循先搭后拆原則,先拆頂層,再逐步向下拆除,不可同時(shí)拆除上下層,嚴(yán)禁拋擲。

        6 結(jié)論

        該文以某公路橋梁工程施工現(xiàn)澆箱梁為依托,分析盤扣式支架的構(gòu)成、承載力以及穩(wěn)定性等,得出以下結(jié)論:

        (1)盤扣式支架承載力強(qiáng)、穩(wěn)固耐用、安全便捷,沉降變形均在安全范圍之內(nèi)。

        (2)盤扣式支架由承插連接,通過(guò)插銷錨固,支架搭設(shè)速度快,支架步距較大,內(nèi)部空間充裕,可方便檢查支架搭設(shè)情況,排查安全隱患。

        (3)盤扣式支架具有拆裝方便、結(jié)實(shí)耐用、重復(fù)利用性好等優(yōu)點(diǎn),綜合經(jīng)濟(jì)性不遜于碗扣式支架,整體使用效能優(yōu)于碗扣式支架。

        綜上所述,城市現(xiàn)澆箱梁施工中盤扣式支架具有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和較高的應(yīng)用價(jià)值。

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