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    高铁特大连续梁桥边跨现浇段支架搭设及预压施工技术控制

    2019-04-02    作者:admin  阅读:25次

    1 工程概略 

       某高铁特大桥为48 m+80 m+48 m三跨预应力钢筋混凝土接连梁系统,全长177.5 m,接连梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12 m,箱梁底宽6.7 m。顶板厚度除梁端邻近外均为40 cm;底板厚度40 cm至100 cm,按直线线性改变;腹板厚48 cm至60 cm,按折线改变。全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板,横隔板设有空泛,供查看人员经过。边跨现浇段共用C50混凝土96.318立方,钢筋17.405吨。 

       边跨现浇段接连箱梁支架选用碗扣式钢管脚手架搭设,该支架搭设速度快,受力性能及安稳性好,单根立杆承载力可达3t,为近期国内较普便运用的多功能新式建筑资料。 

       2 支架搭设的前期预备 

       2.1 技能预备 

       开工前需对支架搭设的横向、纵向、竖向三个方向碗扣脚手架的距离和高度进行摆放,依据本现浇箱梁段宽度跨距确认出支架的纵向、横向的核算距离,再由所在方位的地基标高和箱梁底的规划标高确认出立杆的核算高度,开始的计划如下: 

       边跨现浇段箱梁纵、横距离均为0.6 m,翼缘板外侧搭设距离1.2 m支架为人行通道,端横梁处搭设作业渠道,距离为1.2*1.2 m。支架搭设的距离确认后,再依据上部详细的现浇箱梁的结构方法和对应模板支立的方法核算上部荷载,对支架的受力进行验算,安全系数取1.5,经历算后若能满意安全要求即可以进行现场的施工,若不能满意安全要求即实践荷载超越碗扣件的答应荷载,需对支架的距离进行调整,直至验算满意要求。 

       2.2 实验预备 

       在搭设支架前,应由实验室对地基处理的全过程进行跟综查看,查看5%灰土的压实状况及砼的强度,地基压实度≥90%,砼的强度为C25砼,保证根底处理强度到达规则规范。 

       2.3 丈量预备 

       在技能预备完结后,由丈量班依据现场技能人员供给的桩号,放出该处的中心桩和边桩(边桩以超出现浇箱梁在地上投影的1.2 m为准),再由现场技能员依据规划好的支架装置尺度,用钢尺测放支架纵向根底的方位(洒灰线符号)以及横向中心支架的方位,为支架搭设做好 

       预备。 

       3 支架荷载验算 

        由于现浇段横断面积根本共同,故在验算时按全梁均布荷载检算。关于1.05 m宽端横梁处,为安全计假定以为立柱不供给支承力。依据咱们以往的施工经历,砼的比重按ρ=3 t/m3取值时,其内已包含了该部分施工模板、机具、人群、操作荷载及砼自重,为简化核算,此验算取归纳比重ρ=3 t/m3。 

       3.1 边跨现浇段支架受力剖析 

       边跨现浇段截面箱身支架核算: 

       3.1.1 荷载核算 

       1)箱梁砼自重:q=11.352*3*9.8/12=27.812 KN/m2。 

       2)模板及附件重一致取:q=3.5 KN/m2。 

       3)施工活载取:q=3 KN/m2。 

       4)钢管自重q:q=520/(7.5*12)=5.78 kN/m2 

        ∑q=Q=K(q+q+q+q)=1.5×(27.812+3.5+3.0+5.78)=60.138 kN/m2 

       式中:K―安全系数,取K=1.5。 

       3.1.2 立杆强度验算 

       1)立杆接受荷载: 

       N=QA=60.138×0.6×0.6=21.65 KN。 

       2)立杆安稳验算:N/φA≤[fc] 

       式中:[fc]―钢管规划强度,[fc]=205 N/mm2; 

          φ―立杆安稳系数; 

           A―钢管截面积,A=489 mm2; 

           N―立杆接受的竖向力,N=21.65 KN; 

            i―钢管回转半径,i=15.8 mm≥0.402。 

       λ=987.5/i=62.5 查表得φ=0.784>0.402 安稳。 

       按规划强度核算立杆的压应力: 

       fc=37.51 N/mm2<[fc]=205 N/mm2。 

       按安稳性核算立杆的压应力: 

       fc=75.02 N/mm2<[fc]=205 N/mm2 立杆安稳。 

       3.1.3 横向杆安稳验算 

       由于荷载悉数由立杆上部的顶升降杆承当,传给立杆,所以,横向杆根本上不承当外荷载,因横杆两头为铰接,水平推力为零,只在施工时承当部分施工荷载及本身重力。 

       q=q+q=1.5+0.0247=1.52 KN/m2 

       式中:q为施工人群荷载。 

       弯矩Mmax=0.456 KN・m 

       横向杆的容许弯矩:[M]=[fc]W 

       式中:[fc]―钢管规划抗弯强度,[fc]=205 KN/mm2; 

          W―钢管截面反抗矩, W=5 078 mm3; 

       [M]=205×5 078=1 040 990 N・mm=1.041 KN・m 

       Mmax=0.456 KN・m<[M]=1.041 KN・m 

       定论:横向杆抗弯强度满意要求。 

       3.1.4 支架刚度(挠度)验算 

       挠度验算:ωmax =5ql4/(384EI) 

       式中:ωmax―最大挠度; 

          E―钢管弹性模量,E=2.05×105 N/mm2; 

          q―均布荷载, q=1.52 KN/m=1.52 N/mm; 

          I―钢管截面反抗矩,I=12.19 cm4=12.19×104 mm4。 

          ωmax=0.103 mm 

       容许挠度[ω]=3 mm>ωmax=0.103 mm 

       定论:支架刚度满意要求。 

       3.1.5 纵向大枋强度验算 

       纵向大枋直接安放在立杆的顶升降杆上,拟断面10×10 cm,横向小枋距离30 cm,核算。 

       木材种类:柏木(10*15 cm); 

       木材弹性模量E(N/mm2):9 000; 

       木材抗弯强度规划值fm(N/ mm2):13; 

       木材抗剪强度规划值fv(N/ mm2):1.3; 

       均布荷载q=60.138*0.6=36.08KN/m; 

       最大弯矩M=0.1ql2=0.1*28.866*0.6*0.6=1.032 KN.m; 

       最大剪力Q=0.6*0.6*28.866=10.32 KN; 

       最大支座力N=1.1*0.6*28.866=19.05 KN。 

       方木的截面力学参数为: 

       本算例中,截面惯性矩I和截面反抗矩W分别为: 

       I=15*10*10*10/12=1 250 cm4 

       W=10*15*15/6=375 cm3 

       1)方木抗弯强度核算: 

       抗弯强度核算f=1.032*106/(375*103)=2.752 N/mm2 

       方木的抗弯核算强度小于13 N/mm2,满意要求。 

       2)方木抗剪强度核算: 

       截面抗剪强度有必要满意:T=3Q/2bh<【T】 

       截面抗剪强度核算值T=3*10320/(2*100*150)=1.032 N/mm2 

       方木的核算截面抗剪强度小于1.3 N/mm2,满意要求。 

       3)方木挠度核算: 

       最大变形v=0.667*36.08*6 004/(150*9 000*1 250*104)=0.185mm<【v】=3mm 

       方木的最大挠度小于【v】,满意要求。 

       3.1.6 横枋强度验算 

       横向小枋距离30 cm,方木选用10*15 cm,与纵向大坊相同,而纵向方木距离为60 cm,故横枋强度满意要求。 

       3.2 总定论 

       立杆纵距0.6 m,横 距0.6 m(步距0.6 m,立杆根底为C20砼15 cm厚。架顶纵向大枋断面尺度为10×15 cm,横枋断面为10×15 cm,距离 

       30 cm。为了增强支架的全体安稳性和刚度,应进行恰当的加固,沿纵向每4排横向杆设一排横向剪刀撑。悉数外围设剪刀撑。 

       4 现浇箱梁预压 

       为了保证支架安全,消除非弹性变形和沉降,测定支架弹性变形量,按施工工艺要求和规划图纸的要求,需要对支架进行预压且分量为箱梁自重的120%-130%。本桥取箱梁自量的130%核算,预压资料选用预压袋(蛇皮带装土)进行预压。 

       4.1 预压荷载的核算 

       1)翼缘板: 

       每延米砼量(0.35×2.1/2+2.65×0.328)×1=1.236 7 m3; 

       每延米分量1.236 7×2.6×1.3=4.18 t; 

       每平方米分量4.18/2.65=1.577 t。 

       2)腹板及底板: 

       每延米砼量(96.318-1.2367×7.5×2)/7.5=10.369 m3; 

       每延米分量10.369×2.6×1.3=35.047 t; 

       每平方米分量35.047/6.7=5.23 t 。 

       4.2 预压袋分量的确认 

       预压袋一致购买,经现场测验,确认每袋装满砂后重1.2 t。 

       4.3 预压每延米预压袋的袋数 

       1)腹板及底板宽6.7 m范围内5.23/1.2=4.4袋/m2; 

       2)翼缘板处1.577/1.2=1.3袋/m2。 

       4.4 预压观测点点位安置 

       预压前在模板上布点,原则上横向布点不少于5个控制点,纵向在墩顶1/2L、1/4L、3/4L处布设5排控制点。 

       4.5 预压 

       从预压袋加载完结后每12小时观测一次,将观测的数值记录到变形观测表内,在变形安稳后,卸载前调查和卸载完结后观测一次。相同记录到变形观测表内。 

       4.6 变形观测点的数据处理 

       在变形观测的数据中,加载前(0%荷载)标高值A,加载完结后(100%荷载)标高位B,卸载完结扣(0%荷载)标高C(其间荷载值为箱梁重的90%)。 

       总变形=A-B, 弹性变形=C-B,非弹性变形=A-C 

       为了保证边跨接连梁的施工质量,首要任务有必要进行支架的合理规划及支架的预压数据剖析。在支架规划时要充分考虑首要杆件的安稳性、刚度、横向及纵向大枋强度的受力剖析,在支架预压时充分考虑预压分量的确认及对预压观测数据的处理。由于对施工支架的规划考虑妥当,施工顺利进行,保证施工安全,取得了较好的效益,将为今后高铁相似工程施工供给重要的参考价值。