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2008-11-10 09:47 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
現(xiàn)澆砼施工方法在目前的橋梁施工中應(yīng)用較普遍,支架布設(shè)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到砼澆筑過程的安全及澆筑成型后的箱梁質(zhì)量和線型能否符合設(shè)計(jì)要求。因此,支架的布設(shè)及驗(yàn)算極為重要。
申嘉湖高速公路H5標(biāo)K78+960.433分離立交橋,全長466.6m,跨徑組合為7×25+(25+2×30+25)+7×25 m.橋梁橫斷面為凈17 m,共三聯(lián)。上部構(gòu)造為單箱三室等高度截面鋼筋砼連續(xù)箱梁,第一、三聯(lián)箱梁高1.40 m,第二聯(lián)梁高1.60m,底部寬11.4 m.全橋砼圬工量為5005.5m3,鋼筋用量為1453882Kg,鋼絞線用量為213662 kg.箱梁施工時(shí),支架體系采用WDJ碗扣式多功能鋼支架。
1. 支架布置和構(gòu)件尺寸
1.1 支架間距
本橋支架第一、三聯(lián)順橋向布置間距為1.2m,橫橋向間距為1.0m,支點(diǎn)附近橫隔梁處間距加密順橋向布置間距為0.6m,橫橋向間距為0.5m;第二聯(lián)順橋向布置間距為1.0m,橫橋向間距為1.0m,支點(diǎn)附近間距加密順橋向布置間距為0.5m,橫橋向間距為0.4m.支架安裝順序:地基處理→測量放樣→安裝底托調(diào)平→安裝底層門架→安裝縱橫水平鋼管→安裝上層門架→安裝調(diào)節(jié)桿→安裝頂托調(diào)平→安裝剪刀撐及斜撐。
1.2 傳力系統(tǒng)
支架頂部設(shè)2層方木將模板荷載傳至支架。第一層順橋向布置,截面為12cm×15cm,中心間距為30 cm,跨距90 cm,置于第二層方木上;第二層橫橋向布置,截面為10cm×10cm ,間距90 cm,跨距60 cm,置于碗扣式支架頂托上。
1.3 穩(wěn)定性
為保證支架的穩(wěn)定性,以縱橋向每隔3.6 m間距橫向布置剪刀撐,同時(shí)順橋向連續(xù)布置6道剪刀撐。剪刀撐用6 m長φ48普通鋼管連續(xù)布置,與地平面成45度,角度偏差小于15度,每一處與碗扣支架連接處必須用扣件緊固,剪刀撐必須上至底模板,下至地面,在地面處設(shè)置墊木。
1.4 支架規(guī)格
支架立桿底部采用可調(diào)底座(0~600 m m),支架立桿頂部采用可調(diào)托撐(0~600 m m)
普通立桿規(guī)格為2 400mm、1 800mm兩種,橫桿規(guī)格為600mm、900mm兩種。
2. 荷載及驗(yàn)算
計(jì)算中采用鋼筋砼荷載為全橋數(shù)量,集中在梁體下11.4m范圍,數(shù)值較大,實(shí)際平均鋼筋及砼荷載為19.5KN/㎡.橫隔梁及腹板、肋板處鋼筋及砼荷載最大,為36.4 KN/㎡.各項(xiàng)荷載相加,按荷載集中受力,根據(jù)立桿布置方法和間距,腹板及肋板處最大單桿荷載為19.2 KN.計(jì)算中不單獨(dú)計(jì)算橫隔梁、腹板及肋板處荷載。
2.1 荷載
荷載類型:①箱梁砼荷載為21.2 KN/㎡;②鋼筋荷載為3.4 KN/㎡;③施工人員及設(shè)備荷載為1.0 KN/㎡;④內(nèi)外模板荷載為0.75KN/㎡;⑤傳力層方木荷載為0.4 KN/㎡;⑥支架自重為2.9 KN/㎡;⑦其它荷載為1.4 KN/㎡.
2.2 膠合板強(qiáng)度及撓度驗(yàn)算
1) 膠合板采用優(yōu)質(zhì)覆膜竹膠板(122*244*1.8cm),膠合板最低靜彎曲強(qiáng)度fm為25 KN/m㎡;彈性模量E為3 500 N/m㎡;荷載為(①+②+③+④+⑦)×1.5=41.6KN/㎡(安全系數(shù)為1.5);所選膠合板厚度h為18mm,板底間距l(xiāng)為200mm,以1mm寬度(b)按兩跨連續(xù)梁驗(yàn)算;線荷載q為0.0416N/mm.
2) 膠合板截面的抵抗矩W=bh2/6=54mm3;彎矩M =0.125ql2=208N.mm;抗彎承載能力為M/W=3.9N/m㎡ <25N/m㎡.
3) 截面慣性矩I=bh3/12=486mm4;撓度f=0.52ql4/(100EI)=0.20mm<0.5mm.
2.3 膠合板底方木抗彎強(qiáng)度及撓度驗(yàn)算
1) 松木最低抗彎強(qiáng)度值fm為13N/m㎡;彈性模量E=9 000 N/m㎡;方木截面為100mm×100mm;荷載為(①+②+③+④+⑤+⑦)×1.5 =42.2KN/㎡(安全系數(shù)為1.5);方木間距為300mm,跨距l(xiāng)為900mm,按兩跨連續(xù)梁驗(yàn)算;單根方木線荷載q為12.7N/mm.
2) 方木截面抵抗矩W =bh2/ 6=166666.7mm3;彎矩 M =0.125 ql 2=1285875N.mm;抗彎承載能力為M/W =7.7 N/m㎡<13N/m㎡.
3) 截面慣性矩I=bh3/12=8333333.3mm4;撓度f =0.52ql4/(100EI)=0.81mm<2.3mm.
2.4 支架頂托上方木抗彎強(qiáng)度及撓度驗(yàn)算
1) 松木最低抗彎強(qiáng)度值fm為13N/mm;彈性模量E為9000N/mm;方木截面為100mm×100mm,間距為900mm,跨距l(xiāng)為600mm;荷載為(①+②+③+④+⑤+⑦)×1.5 =42.2KN/㎡(安全系數(shù)為1.5);線荷載q為38.0N/mm,按兩跨連續(xù)梁計(jì)算
2) 方木截面抵抗矩W =bh2/ 6=166666.7mm3;彎矩M =0.125 ql 2=1710000N.mm;抗彎承截能力M/W =10.3 N/m㎡<13N/m㎡.
3) 截面慣性矩I=bh3/12=8333333.3mm4;撓度f =0.52ql4/(100EI)=0.34mm<1.5mm.
2.5 支架強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算
各項(xiàng)荷載相加×1.5=46.58 KN/㎡(安全系數(shù)為1.5)支架間距為0.6m×0.9m.單根立桿受力N為25153N.
2.5.1 單根立桿強(qiáng)度驗(yàn)算
鋼管抗壓及抗彎強(qiáng)度f為140Mpa,壁厚3.5mm,直徑48mm,截面積4.89c㎡;抗壓承載能力σ=N/S=51.4<140Mpa.
2.5.2 支架穩(wěn)定性驗(yàn)算
主要驗(yàn)算支架橫橋向穩(wěn)定性(按雙排架計(jì)算、步距1.2m驗(yàn)算)
1) 荷載對立桿底部產(chǎn)生的彎矩:
M=qdh2/2+6qs/15=1.2×1000×0.048×62/2+6×1.2×1000×1.3/15=1660.8 N.m
式中:q為風(fēng)荷載,本地區(qū)最大取1.2 KN/m㎡;d為立桿直徑,d=48mm;h為立桿高度,h=6.0m;s為梁體側(cè)面單排桿寬度范圍內(nèi)面積,s=1.3㎡.
2) 穩(wěn)定性按下式驗(yàn)算:
N/(ΦA(chǔ))+M/(BA)=25153/(0.195×1810)+1660.8/(0.6×1810)=73<KAKHf =0.85×0.94×140=111.86 Mpa
式中:Φ為穩(wěn)定系數(shù),取0.195(步距為1.2);A為立桿毛截面積,A=1810 m㎡;B為立桿橫橋向間距,B=0.6m;KA為與截面有關(guān)的調(diào)整系數(shù),取0.85;KH為與高度有關(guān)的調(diào)整系數(shù),取0.94.
3. 結(jié)論
該分離立交橋現(xiàn)澆箱梁橋施工是對支架搭設(shè)、材料選用的嚴(yán)格控制以及支架搭設(shè)完成后對預(yù)壓材料及荷載的嚴(yán)格把關(guān),施工中通過支架沉降觀測點(diǎn)的跟蹤觀測,支架的非彈性變形量均小于3mm,箱梁底板混凝土外表平整度小于5mm,表面輪廓清晰、線條順直,混凝土實(shí)體未出現(xiàn)任何裂縫。
實(shí)踐證明,本橋支架布設(shè)方案是切實(shí)可行的,現(xiàn)澆連續(xù)箱梁做到了內(nèi)實(shí)外潔、平整、美觀取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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