張 書 亮
(山西長興路橋有限公司,山西 長治 046000)
左黎高速公路小西腳大橋現(xiàn)澆箱梁支架施工方案
張 書 亮
(山西長興路橋有限公司,山西 長治 046000)
以左黎高速公路小西腳大橋上部現(xiàn)澆箱梁為例,依據相關施工規(guī)范要求,對支架施工方案計算進行了詳細說明,通過相關技術措施的實施,上部現(xiàn)澆工程順利完成,達到了預期目標。
箱梁現(xiàn)澆,支架,設計
1.1 橋型簡介
小西腳大橋上跨G207,左幅橋全長322.5 m,橋跨組合(26+30+20)m+3×(4×20)m;右幅橋全長308.5 m,橋跨組合(26+30+26)m+(3×20)m+2×(4×20)m。上部構造:左右幅第一聯(lián)1孔~3孔采用預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁;其余各孔為20 m裝配式預應力鋼筋混凝土預制箱梁,先簡支后連續(xù)體系;下部構造采用雙柱墩、獨柱墩,樁基礎、樁柱臺、樁基礎。本次支架施工方案計算為左幅橋跨(26+30+20)m,右幅計算同左幅。
1.2 橋梁現(xiàn)澆主要工程量
現(xiàn)澆C50混凝土左幅681.8 m3,右幅728.2 m3;φs15.20鋼絞線共計38 t;HRB335鋼筋272 t;波紋管2 832 m;錨具(M15-12)72套。
1)山西省左權至黎城高速公路工程項目兩階段施工圖設計。
2)JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術規(guī)范。
3)JTG F80/1-2004公路工程質量檢驗評定標準。
4)JTG D60-2004公路橋涵設計通用規(guī)范。
小西腳大橋與G207上跨交叉,設計第一聯(lián)為現(xiàn)澆預應力箱梁,為減少G207交通干擾,確保安全施工,經與G207的監(jiān)管部門黎城公路段協(xié)商,在橋位施工處將G207改道繞行500 m,現(xiàn)澆箱梁采用滿堂式鋼支架施工。對施工便道內的原地面進行整平,碾壓,對薄弱路段進行換填砂礫處理。改道后的道路路面寬8 m,砂礫墊層80 cm~120 cm,6%水穩(wěn)碎石基層20 cm,C30混凝土面板20 cm。
4.1 場地整理及地基加固
為確保支架穩(wěn)定,對地基進行加固?,F(xiàn)澆中跨支架支設在G207路面上,地基承載力滿足要求。僅對兩邊跨地基進行加固處理。處理范圍按梁體投影輪廓每側加寬 2 m,原地面整平壓實,保證壓實度達到95%以上,地基承載力不小于300 kPa。在基礎四周設排水溝,確保雨水及施工水外排,以防浸泡地基。
4.2 滿堂腳手架布置
箱梁現(xiàn)澆采用滿堂支架,支架材料為碗扣式鋼管腳手架。支架搭設縱距90 cm;橫距90 cm;步距125 cm;現(xiàn)澆箱梁腹板范圍支架做橫距60 cm的局部加強處理(見圖1,圖2)。立桿鋼管上下均采用可調節(jié)支撐,支架底托下延橫橋向墊方木,所有支架搭設每隔4排立桿設置一道縱向剪刀撐(見圖1),支架高度6 m,每隔2 m設置一道水平剪刀撐;剪刀撐斜桿與地面的傾角控制在45°~60°之間。
因為滿堂支架是整個上部現(xiàn)澆最重要的受力體系,所以鋼管支撐的桿件有銹蝕嚴重、彎曲、壓扁或有裂縫的嚴禁使用;使用的扣件有脆裂、變形、滑絲的禁止使用,扣件活動部位應能靈活轉動,支架整體及結點構造(見圖3)。
4.3 支架剛度及穩(wěn)定性驗算
鑒于本橋前三跨左右幅結構一致,現(xiàn)僅對左幅前三跨現(xiàn)澆箱梁的滿堂支架予以各方面驗算,且忽略支架局部加強的影響。支架鋼管采用φ48×3.5型號(支架鋼管采用φ48×3.5型號取自《公路施工手冊<橋涵>》)。
4.3.1 荷載分析
1)鋼筋混凝土荷載:N1=681.8×26=17 726.8 kN。
2)傾倒及振搗混凝土荷載:N2=76×12×2=1 824 kN。
傾倒及振搗混凝土荷載按2.0 kN/m2均布荷載考慮,參照《路橋施工計算手冊》P172表8-1豎向荷載。
3)模板及枕木荷載:N3=76×12×0.03=27.36 kN。
現(xiàn)場計算模板及枕木荷載,按0.03 kN/m2均布荷載考慮。
4)人及機具活載:N4=120 kN。
則模板支架立桿的軸向力設計值:
N=N2+1.2(N1+N3)+1.4N4=1 824+1.2×(17 726.8+27.36)+1.4×120=23 296.99 kN。
4.3.2 立桿計算
1)立桿內力及應力驗算。
a.當立桿縱、橫距為90 cm時:
每根立桿承受軸力:F=23 296.99/(85×16)=17.13 kN<33.1 kN,即支架立桿允許荷載的規(guī)范要求。
b.每根立桿應力:
φ48×3.5型號支架鋼管An=489.303 mm2;回轉半徑i=15.78 mm;
其中,An為扣件鋼管截面特性;i為回轉半徑。
以上兩項取自手冊P438表13-4。
立桿截面應力:
σ=F/An=17.13×1 000/489.303=35.01 N/mm2≤f=215 N/mm2。
注:f=215 N/ mm2取自《路橋施工計算手冊》P185鋼管腳手支架,鋼材承壓強度設計值。
2)立桿穩(wěn)定性驗算。
由于橫桿步距125 cm,長度附加系數(shù)取值1.6;
立桿穩(wěn)定計算節(jié)段長L=1 250×1.6=2 000 mm;
長細比λ=L/i=2 000/15.78=126.743;
則立桿節(jié)段作為軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)ψ=0.394。
注:ψ=0.394(取自《路橋施工計算手冊》P790附表3-26續(xù)表,軸心受壓構件的縱向彎曲系數(shù)內插值)。
N/(ψAn)=σ/ψ=35.01/0.394=88.86 N/mm2≤f=215 N/mm2。
結構穩(wěn)定性符合規(guī)范要求。
4.3.3 地基承載力計算
支架底座下方墊方木,規(guī)格為:10 cm×10 cm。
全部支架方木底座與地基接觸面積為:
S=85×12×0.1=102 m2;
P=N/S=23 296.99/102=228.4 kPa。
現(xiàn)場地基承載力要求不小于300 kPa,故能滿足施工要求。
4.4 模板安裝
模板由底模、內模、外模三個部分組成。
1)底模采用大塊整體15 mm竹膠板,模板楞木采用5 cm×10 cm的小方木,楞木沿整張竹膠板長度方向均勻布置,間距20 cm;
2)外側模板采用整體竹膠板,豎肋間距20 cm,楞木采用5 cm×10 cm的方木,面板采用竹膠板;
3)翼板底模型式同肋板底模;
4)內模采用12 mm以上防水膠合板和方木預先在場地上加工好,運到橋上安裝即可;
5)堵頭采用竹膠板制作。
4.5 預壓
1)對地基、支架預壓,預壓重量為梁體自重加施工荷載(箱梁自重的120%),用透水性材料作為預壓荷載。
2)采取分次分級的方式進行預壓,第一次按30%荷載預壓,第二次按70%的荷載預壓,第三次按100%的荷載預壓。
3)沉降觀測。
加載前布設好觀測點,觀測點的點位上下對應,以觀測地基的沉降量(墊木上)及支架、方木的變形量(底模上)。在1/8,1/4,1/2 跨處設置沉降觀測標,劃好刻度線,加載后立即觀測沉降量,以后每天的同一時間觀測一次,記錄加載前、加載中、加載滿、穩(wěn)定后和卸載后的沉降量。撤壓后,進行沉降分析,作為設置預留沉降量的依據。
小西腳大橋上部現(xiàn)澆按設計支架嚴格進行施工,在預定的工期內順利完工,達到了預期效果。
[1] 周水興,何兆益,鄒毅松,等.路橋施工計算手冊[M].北京:人民交通出版社,2011.
[2] 交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊<橋涵>[M].北京:人民交通出版社,2002.
[3] 交通運輸部公路局.高速公路施工標準化技術指南第4分冊橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2012.
The construction scheme of cast-in-place box beam of Xiaoxijiao bridge of Zuo-Li highway
ZHANG Shu-liang
(ShanxiChangxingRoad&BridgeLimitedCompany,Changzhi046000,China)
Taking the upper cast-in-place box beam of Xiaoxijiao bridge of Zuo-Li highway as an example, according to related construction specifications demands, discussed in detail the support construction program calculation, through the implementation of relevant technical measures, the upper cast-in-place engineering smoothly completed, achieved expected goal.
cast-in-place box beam, support, design
1009-6825(2014)28-0187-03
2014-07-07
張書亮(1967- ),男,工程師
U445
A