橋梁預(yù)制箱梁臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

徐 京

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院,黑龍江 哈爾濱 150080)

1 前 言

某16#大橋是一類沿著河道而建設(shè)的橋梁，橋梁全長(zhǎng)506.6 m，是某一級(jí)公路的主要組成部分。道路所要達(dá)到的公路標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而橋上的行車速度設(shè)定為80 km/h；根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)寬度和往來(lái)的交通流量，其車道為雙向四車的規(guī)格。橋梁的建設(shè)自然離不開防洪避險(xiǎn)的功效，其應(yīng)對(duì)洪水的設(shè)定比率達(dá)到1/100；另外相應(yīng)的地震動(dòng)峰值的加速度系數(shù)為0.05 g，而按照工程的預(yù)期謀劃，其質(zhì)量保障的年限為100年，由此可見(jiàn)其各項(xiàng)類型的設(shè)計(jì)還是極為完備的，并做到了詳實(shí)和精準(zhǔn)，以下是其中所屬相關(guān)技術(shù)的逐一解讀和剖析，以希望能對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)運(yùn)用提供借鑒。

2 大橋上部結(jié)構(gòu)尺寸及特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的橋梁類型在該工程這樣的區(qū)域內(nèi)比較常見(jiàn)，而其所屬的12、13、16#大橋皆是此類結(jié)構(gòu)樣式。此類施工技術(shù)的運(yùn)用往往都是從簡(jiǎn)支到連續(xù)逐步推進(jìn)，其中12#大橋的跨徑和幅度設(shè)計(jì)都比較特殊，橋梁的左右幅為9跨×20 m的規(guī)格設(shè)計(jì)，并且其交合匯聚的角度通常為直角，并又劃分有各自的門類；而對(duì)于預(yù)制箱梁的角度設(shè)計(jì)，則是緊貼的一種狀態(tài)，相應(yīng)的預(yù)制箱梁的片數(shù)依照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為72片；相應(yīng)的13#大橋其跨徑左右幅的設(shè)計(jì)為15跨×20 m，交合的角度設(shè)定為120°，是一種規(guī)格設(shè)計(jì)較為宏大的橋梁，較之以上的橋梁其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為復(fù)雜；為確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，其預(yù)制箱梁的角度設(shè)計(jì)為30°，而與之配套的預(yù)制箱梁片數(shù)為120片；最后是16號(hào)大橋相關(guān)方面的謀劃，跨徑組合的左幅為29跨×20 m，而其交合的角度為90°，并達(dá)到一種穩(wěn)固制衡所屬結(jié)構(gòu)的功能狀態(tài)；而對(duì)于其預(yù)制箱梁的設(shè)計(jì)，通常為0°和片數(shù)116片的規(guī)格。此類型號(hào)的橋梁其左右幅的設(shè)計(jì)并不一致，其右幅的規(guī)格為27跨×20 m，而交合角度則為90°，總體結(jié)構(gòu)的配制和建造更為高效穩(wěn)固，另外的預(yù)制箱梁，角度與以上左幅一致，而片數(shù)則為108片。對(duì)于此類樣式橋梁的施工流程，通常都是從箱梁的預(yù)制假設(shè)開始，并對(duì)中橫梁部位實(shí)地澆筑，隨后是澆筑面板的設(shè)計(jì)以及張拉和支座的確定，從而最終達(dá)到系統(tǒng)建造的技術(shù)效果。

3 臨時(shí)支座的對(duì)比與選擇

(1)硫黃砂漿支座是一種強(qiáng)度系數(shù)較高且系統(tǒng)穩(wěn)固性占優(yōu)的支座，然而由于成本和污染以及電路不穩(wěn)定等原因，因而其被實(shí)際運(yùn)用的很少。

(2)相較于上述支座，其制作比較簡(jiǎn)單且具體施工也比較方便，但就是其承壓的限度極為有限，通常在其簡(jiǎn)支梁的施工長(zhǎng)度不得大于20 m。

(3)對(duì)木墩支座來(lái)說(shuō)，由于其對(duì)材質(zhì)的要求較高，因而必須優(yōu)選諸如柳木或是榆木來(lái)予以構(gòu)建使用，并且相應(yīng)的含水比率要控制在適度區(qū)間。

(4)對(duì)于鋼管混凝土類型的支座來(lái)說(shuō)，由于其基礎(chǔ)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)較高，因而通常在大型的橋梁支座建設(shè)中被廣泛使用，然而不足的就是其整體的成本投入較高，且整個(gè)過(guò)程的推進(jìn)也比較繁瑣。

通過(guò)以上幾類方式的比較，并根據(jù)實(shí)際的工程特點(diǎn)，最終選定鋼筋混凝土類型的支座。上文已說(shuō)到此類支座的成本投入頗多，且其中的工序部署也比較繁瑣，因而為獲得較好的施工效果和達(dá)到省工省錢的目的，決定在技術(shù)的引領(lǐng)之下對(duì)其實(shí)施改造，從而最終設(shè)定出了鋼砂桶的臨時(shí)支座。

4 鋼砂桶的臨時(shí)支座的設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)條件

通常來(lái)看，臨時(shí)支座在整個(gè)過(guò)程中大都要經(jīng)過(guò)預(yù)壓和箱梁支撐以及體系轉(zhuǎn)換等具體階段。由于預(yù)壓受力在以上三個(gè)階段中受力最大，因而相應(yīng)的壓力設(shè)計(jì)要遵照1.5倍的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。另外受制于工程本身成本和工期的限制，因而在支座方面的部署應(yīng)做到精準(zhǔn)高效。

4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼砂桶的臨時(shí)支座主要由子扣和母扣及標(biāo)準(zhǔn)砂等三部分構(gòu)成，其中的子扣是一種圓柱形的混凝土土柱，而無(wú)縫鋼管則作為母扣。母扣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)務(wù)必要與標(biāo)準(zhǔn)砂的相關(guān)規(guī)格相協(xié)調(diào)，從而確保支座結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固堅(jiān)實(shí)，此外支座的相關(guān)指標(biāo)也應(yīng)嚴(yán)格遵照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，通常來(lái)說(shuō)，直徑和長(zhǎng)度以及鋼管外徑等參數(shù)務(wù)必確保精準(zhǔn)。

4.3 設(shè)計(jì)檢算

(1)荷載計(jì)算

在預(yù)制箱梁臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)荷載的計(jì)算過(guò)程中，一般情況下，需要根據(jù)橋梁邊跨與邊梁的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算過(guò)程中，需要掌握以下內(nèi)容：

①最重的邊跨邊梁，其具體規(guī)格的測(cè)算方式和結(jié)果為21.6 m3×2.6 t/m3=56.2 t。

②一片同樣規(guī)格的現(xiàn)澆橋面層，其混凝土的重量設(shè)計(jì)為4.56 m3×2.6 t/m3=11.9 t。

③橋面濕接縫區(qū)段和中橫梁混凝土，其劃分到相應(yīng)部位的荷載為7(4)，而相應(yīng)的安全系數(shù)按1.5設(shè)計(jì)。

④各個(gè)部位的荷載總量達(dá)到1.5×(56.2+11.9+7)=113 t。

⑤荷載的總重量全部由4個(gè)臨時(shí)支座承載，而其單個(gè)的荷載重量為113/4=28.3 t。

⑥如果以壓力值對(duì)其測(cè)定，相應(yīng)的承壓設(shè)計(jì)為283 KN。

(2)材料承受強(qiáng)度及預(yù)壓力的測(cè)算

墊石和永久性支座的支撐總高度以25 cm為標(biāo)準(zhǔn)，而母扣內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)砂則以5 cm為參照，為確保數(shù)值設(shè)定萬(wàn)無(wú)一失，可以在壓力機(jī)上實(shí)施模擬測(cè)試?；炷恋目箟簭?qiáng)度應(yīng)以受力大小與受壓面積兩個(gè)參數(shù)來(lái)設(shè)定，從而確保材料的強(qiáng)度達(dá)到所需的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)測(cè)試獲悉，子扣與母扣的高度與壓力值有著必然的聯(lián)系，因而為確保這一環(huán)節(jié)的正常推進(jìn)，應(yīng)切實(shí)注意相關(guān)的數(shù)據(jù)設(shè)定。

5 結(jié) 論

(1)由以上論述可以看出，該工程所屬的12、13、16#大橋?yàn)檫_(dá)到集約高效的建造目的，而最終選用了簡(jiǎn)便高效、精準(zhǔn)嚴(yán)密的鋼砂桶的臨時(shí)支座，此支座相比于堅(jiān)固性較強(qiáng)的鋼管混凝土類型的支座，其不僅造價(jià)便宜且功效顯著，通過(guò)此類支座的使用以確保20 m規(guī)格的預(yù)應(yīng)力箱梁的順利構(gòu)建，同時(shí)這也是工程質(zhì)量保障的重要一環(huán)。

(2)通過(guò)鋼砂桶的臨時(shí)支座在大石公路施工中相應(yīng)預(yù)制箱梁中的成功運(yùn)用，以期能對(duì)同領(lǐng)域的工程建設(shè)提供借鑒，而未來(lái)相關(guān)的技術(shù)探究也將持續(xù)推進(jìn)。