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【摘 要】 在软弱地基上使用钢管桩和贝雷片做为现浇支架,避免了处理软基,克服了地基沉降对现浇箱梁施工线形的影响;结合支架施工实例,着重介绍钢管排架和贝雷片组成的支架构造和施工。
【关键词】 钢管桩和贝雷片;支架;实践
1.引言
在软弱地基上施工桥梁上部现浇梁、板,一般的施工方法是对软基进行加固处理,然后搭设满堂支架施工。由于软弱地基特殊的地质条件,地基处理难度较大;同时由于处理厚度的不均匀性,当填加施工荷载时,地基将可能出现不均匀的沉降,从而可能对混凝土的质量造成不同程度的损伤,对工程质量留下隐患。且地基处理为一次性投入,处理费用高,周转利用率低。
随着工程技术的发展,人们在工程实践中摸索出减少或避免处理地基的施工方法,使支架越发安全可靠。
2.现浇支架比较
尽可能地利用既有墩台基础,以避免或减少处理地基,根据使用器材的不同,在实践中逐步摸索出几种现浇支架模式,可用在软地基基础上。列举其中的部分结构形式如下。
2.1军用墩与军用梁组合现浇支架
支架基本形式见图1。军用梁承载力强,根据不同跨度在孔间设置支墩,可拼装出不同跨度的支架,但由于为制式器材,在器材型号不全时,跨度拼装将受到很大限制;军用梁自重大、对支撑墩和基础要求较高。该支架在青岛流亭立交桥、济青高速公路立交桥等桥梁现浇梁施工中先后得到应用。
2.2贝雷片和抱箍构成移动式支架
利用贝雷片拼装成支撑横梁和纵梁,抱箍固定在桥梁墩身上,作为体系的承重构件,墩柱利用卷扬机拖动纵梁前移,实现可移动式现浇支架。见图2。该支架形式在广东肇庆大桥北岸连续箱梁施工中得到应用。支架结构简单,受力明确,操作简便;缺点是适用跨度较小,适用于圆柱形墩,混凝土施工过程较复杂。
2.3脚手架、万能杆件或军用墩与型钢支架
用脚手架或万能杆件搭设支墩,采用型钢组成,作为现浇支架,根据型钢的不同型号可根据要求做成不同跨度的支架。较常用的支架跨度一般在6m左右,跨度较大的可用至9m。结构形式见图3。使用较灵活,但支墩基础较密,处理费用相对较高。
2.4钢管桩、贝雷片和碗扣件支架
利用钢管将贝雷片架立地面,然后在贝雷架上支立碗扣件,构成支架。该种支架利用贝雷片代替地基处理,材料周转利用率高,适用性强,安全可靠,但材料投入较大。结构形式见图4。
2.5钢管桩与贝雷片支架
根据现浇构造物的高度,将钢管桩制作成排架形式,做为支架的支撑墩,上部用贝雷片拼装成连续梁式桁架。用固定在贝雷片主弦杆上的方木做标高调整构件。该支架的特点是:支架材料投入少,重量轻,施工机械化程度高,适用的跨度相对较大。
结合工程实例对该种支架重点介绍。
3.工程实例
3.1工程概况
湖北省汉孝高速公路横店互通立交主线桥,位于湖北省武汉市,地层为第四系全新系统及上更新系统,表层分布1.5~6.5m厚的软塑状亚粘土,下卧软塑状亚砂土,软土地基多埋藏在地表下10m以内,地基承载力较差。大桥上部结构为现浇连续箱梁,分左右两个半幅。箱梁为单箱双室断面,标准断面尺寸见图5。桥墩高度为6~11m。跨径20m,基础为桩柱式柔性墩。
3.2支架的设计和施工
钢管支架设计主要要解决两方面的问题:一是临时支墩的结构形式,二是由贝雷片组成的桁架整体强度、刚度和稳定性。下面着重就这两方面的问题进行分析探讨。
使用的主要材料为:直径273mm,壁厚6mm的钢管;321型的贝雷片(高1.5m,每节长3.0m)。
3.2.1贝雷桁架的设计
现浇支架的整体布置形式见图6。
3.2.1.1贝雷片的布置
贝雷片的结构布置形式见图7。
沿箱梁横断面方向设置9道贝雷片,均匀布置。桁架顶部横向布设10×12cm的方木,间距30cm,用铁丝或铁钉与贝雷片主弦杆绑扎调整方木);方木在箱室肋部加密一半,间距为15cm;方木长度为3m交错布置,并使位于同一贝雷片上的方木接头不超过该贝雷片方木总面积的50%,做为底模板横肋,兼做贝雷片的上水平联;沿支架纵向每2.8m设置横向钢结构连接系一道,以保证9道贝雷片整体受力。为保证贝雷片的整体稳定,在位于箱梁两外侧竖肋的三片桁架底部用∠75×8角钢与横向连接系焊接,组成下水平联。见图8。
3.2.1.2贝雷桁架的设计检算
施工荷载主要由钢筋砼自重q1、模板自重q2、贝雷桁架自重q3、施工荷载q4构成。支架承受的总荷载为:q=q1+q2+q3+q4=229.5KN/m。
(1)强度检算
贝雷架纵向布置形式为间距6米和14米间隔布置的连续梁,最不利情况发生在14米跨度内混凝土全部浇注完成,其它跨径内没有荷载时。按简支梁计算。则最大弯距:Mmax=qL2/8=229.5×142/8=5621.5KN·m,单片贝雷架承受最大弯距(按荷载横向均匀分布计算,不考虑不均匀分布系数):M=Mmax/9=5621.5/9=624.6<[M]=975KN·m,满足要求。
(2)挠度检算
因贝雷片每节结构形式相同,可看作匀质梁,并以简支梁模型检算,最大挠度为:
f=(5/384)qL4/(EIIx)
=(5/384)×229.5×14004/(2.1×106×250500×9)
=2.4cm 满足施工要求(其中贝雷架的惯性矩Ix=250500cm4)。
3.2.2贝雷片的安装和拆除 将每5片贝雷片拼装成整体桁架,用16t吊车起吊就位;一联全部贝雷片安装完毕,加设横向支撑、上平联和下平联。
贝雷桁架采用整体落架法拆除。在贝雷桁架的底部(近支墩处)各设一根横梁,横梁用20t手拉葫芦悬吊在箱梁翼缘板承托上(在承托上预留悬吊孔),落架时先拆除支墩,再拆除桁架的平联,拔掉贝雷片间的连接销子,松动手动葫芦贝雷桁架脱模下落。
3.2.2钢管桩支墩的设计
支墩排架的基本结构形式见图9。
3.2.2.1钢管的布置
主要解决的问题是:在保证每排排架承载能力的前提下,保证钢管桩的整体稳定性和抗倾覆能力。具体措施:钢管桩顶部与工字钢焊接牢靠,底部与预埋钢板焊接,沿钢管高度方向每4m用[14焊接一道横向连接撑,构成一个排架;将同一个承台上的两个排架顶部用[14连接,形成上平联,两排间用3道[14连接成人字撑。使两个排架形成一个受力整体,增强抗倾覆能力。
3.2.2.2钢管排架的设计检算
按如下不利条件假定荷载:每两个排架承受跨度为23m的箱梁钢筋砼重量,并按简支梁模型计算支反力。
作用在排架上的荷载构成如下:钢筋砼重力q1、工字钢自重q2、其他荷载q3,则每个排架承受的总荷载为:
P=q1+q2+q3=2645.5KN
由于每个排架承受的总荷载由9道贝雷片均匀分部在工字钢上,每处荷载为:q=P/9==294KN。荷载布置如图10。将每个排架看作刚架计算,并按钢管最大高度9.0m计算。上述刚架为对称刚架,取一半研究,采用力矩分配法计算。
I45b工字钢转动惯量为:I1=33.759×107㎜4;φ273㎜,壁厚6㎜钢管转动惯量为:I2=44.848×106,材料相同为A3钢,弹性模量相同。计算各节点的分配系数、计算过程见图11。
固端弯矩MAB=-ql/8=294×3.375/8=-124KN·m,
MBA=-MAB=124KN·m
由各节点的弯矩和外力,根据力矩平衡可得节点剪力;由计算出的剪力,根据节点力的平衡原理可得各杆的轴力(压力)如下:
NAE=405.6KN,NBF=571.4KN,
NCG=170.8KN,N中=351.8KN
①钢管强度检算:取压力最大杆件BF,杆件自由长度为4m,视为两端铰接杆,其柔度λ=μL/r=1×4000/94.4=42.4查表可得ф=0.89,则钢管桩的稳定强度为:
σ=N/(фA)=571.4×103÷(5030×0.89)=127.6MPa<[σ]=170MPa满足要求。
②钢横梁检算:钢横梁实际有7个支点,按5个支点计算。其中5道贝雷架架设在钢管桩桩顶,其余4道架设在跨中,钢横梁为4跨连续梁,查表得:
Mmax=(0.1998-0.0368+0.0101-0.003)×P=168.8KN·m
W=M/[σW]=1206cm3<[WI45b]=1500.4cm,故选用45b工字钢满足施工要求。
3.2.2.3钢管排架的拆除
为保证排架受力的整体性,不使用砂箱等落架构件,采用直接割除钢管落架。具体做法是:将排架顶部的工字钢用钢丝绳和手拉葫芦吊在桁架上,用气割将钢管根部与预埋件割开,慢慢放松手拉葫芦将排架拆除,整体移至另半幅。
3.3支架预压
3.3.1预压施工及成果分析
加载采用周围围砂袋中间装散砂的方法,模拟施工荷载。因砼分两次施工,预拱度参照支架在箱梁80%自重时产生的变形设置。加载前,沿模板纵横向每5m开设40×40cm活动孔一个,预压结束时将运输车开到活动孔处,将砂子直接泄至车内。加载总重量为23m跨度箱梁自重。
沉降观测结果见表1。可以看出实测弹性变形与计算值基本相符,但在支架跨中出现了不均匀沉降,需进一步采取加固措施。
表1 沉降观测结果
观测点
编号 荷重0 荷重80% 沉降量 卸载后 非弹性变形 弹性变形
观测值 观测值 观测值
0 左 12.782 12.778 4 12.780 2 2
中 12.872 12.868 4 12.871 1 3
右 12.971 12.967 4 12.967 4 0
0.25L 左 12.705 12.685 20 12.701 4 16
中 12.786 12.766 20 12.781 5 15
右 12.899 12.880 19 12.893 6 13
0.5L 左 12.633 12.610 23 12.628 5 18
中 12.739 12.708 31 12.731 8 23
右 12.837 12.816 21 12.832 5 16
0.75L 左 12.533 12.518 15 12.530 3 12
中 12.623 12.608 15 12.624 0 15
右 12.735 12.720 15 12.730 5 10
L 左 12.447 12.442 5 11.447 0 5
中 12.537 12.530 7 12.534 3 4
右 12.640 12.635 5 12.637 3 2
L+3米 左 12.401 12.399 2 12.400 1 1
中 12.496 12.492 4 12.494 2 2 右 12.593 12.587 6 12.591 2 4
3.3.2对桁架的改进措施
通过预压观测成果分析,跨中出现了横向不均匀沉降。由于贝雷片跨中所受的弯矩较大,荷载出现了横向不均匀分布,原设计的横向加固结构未达到预想效果。为保证箱梁的线形,防止混凝土开裂,在桁架的中部增设4根[16的型钢,间距1.0M,以加强跨中的横向分布刚度。见图七。
3.3.3预拱度设置
根据支架实际情况和预压成果,预拱度设置分为6m和14m跨两部分,考虑不可预料的因素及箱梁的外形美观,将预拱值提高3~5mm,跨中最大值设置为25mm。并按抛物线分配,见图12:
3.4混凝土的浇注
3.4.1混凝土的浇注顺序
现浇箱梁分段施工,每段分两次浇注。为有利于支架的受力、减小支架变形,每段混凝土浇注顺序为:纵向从每段的起点向终点浇注;横向从起始跨的中间腹板和底板向两侧对称浇注。
3.4.2沉降观测结果分析
在混凝土浇注过程中,观测支架变形,测量成果见表2。可以看出跨中最大沉降量为22mm,小于预拱值3mm,横向不均匀沉降最大为3mm。从拆模后的箱梁底板外观看,线形顺畅、美观,达到预期要求。按预拱值25mm设置正确、可靠。
表2 支架变形观测成果
观测点
编号 浇筑一次砼前 第一次
砼浇筑后 沉降量(mm) 第二次
砼浇筑前 第二次
砼浇筑后 沉降量(mm) 最终
沉降量(mm)
观测值 观测值 观测值 观测值
0.25L 左 13692 13686 6 13686 13678 8 14
中 13594 13587 7 13580 13571 9 16
右 13507 13501 6 13498 13490 8 14
0.5L 左 13782 13774 8 13774 13763 11 19
中 13694 13684 10 13682 13671 11 21
右 13596 13586 10 13584 13572 12 22
0.75L 左 13860 13855 5 13854 13844 10 15
中 13441 13435 6 13435 13427 8 14
右 13659 13655 4 13656 13645 11 15
L 左 13726 13723 3 13723 13720 3 6
中 13689 13687 2 13688 13684 4 6
右 13711 13709 2 13710 13707 3 5
4.体会
4.1主要优点
①利用钢管桩和贝雷片做现浇支架,直接利用既有承台作为支架的支撑基础,不需处理地基,避免地基沉降带来的影响,节约了投资,提高了材料的回收利用率。
②将主要受力构件加工成大块,用机械吊装,提高了机械化作业程度和工效,节省了时间。
③整体落架法拆除桁架,不仅减少了高空作业量,保障了施工安全,而且提高了工效。
④直接利用固定在贝雷片主弦杆上的方木代替钢管调整高程,节约了投入。
4.2存在的不足和需进一步改进的问题
①钢管的接长和拆除,全部采用电焊、气割,现场焊接工作量大,对操作工人的要求高,且对钢管质量有损伤。改进措施:将钢管分段加工成型,根据需要组拼。
②由于贝雷片采用非标准间距布设,横向及底水平连接主要采用了焊接方式,现场焊接量大,工效低。改进措施:改焊接为栓接。
参考文献:
[1]刘宗禄.流亭立交桥连续箱梁施工技术总结.铁道建设优秀论文选编.中国铁道建筑总公司1991-1993.
[2]黄绍金.刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册.
[3]张克治.后张预应力连续箱梁施工.京福高速公路论文集.
【关键词】 钢管桩和贝雷片;支架;实践
1.引言
在软弱地基上施工桥梁上部现浇梁、板,一般的施工方法是对软基进行加固处理,然后搭设满堂支架施工。由于软弱地基特殊的地质条件,地基处理难度较大;同时由于处理厚度的不均匀性,当填加施工荷载时,地基将可能出现不均匀的沉降,从而可能对混凝土的质量造成不同程度的损伤,对工程质量留下隐患。且地基处理为一次性投入,处理费用高,周转利用率低。
随着工程技术的发展,人们在工程实践中摸索出减少或避免处理地基的施工方法,使支架越发安全可靠。
2.现浇支架比较
尽可能地利用既有墩台基础,以避免或减少处理地基,根据使用器材的不同,在实践中逐步摸索出几种现浇支架模式,可用在软地基基础上。列举其中的部分结构形式如下。
2.1军用墩与军用梁组合现浇支架
支架基本形式见图1。军用梁承载力强,根据不同跨度在孔间设置支墩,可拼装出不同跨度的支架,但由于为制式器材,在器材型号不全时,跨度拼装将受到很大限制;军用梁自重大、对支撑墩和基础要求较高。该支架在青岛流亭立交桥、济青高速公路立交桥等桥梁现浇梁施工中先后得到应用。
2.2贝雷片和抱箍构成移动式支架
利用贝雷片拼装成支撑横梁和纵梁,抱箍固定在桥梁墩身上,作为体系的承重构件,墩柱利用卷扬机拖动纵梁前移,实现可移动式现浇支架。见图2。该支架形式在广东肇庆大桥北岸连续箱梁施工中得到应用。支架结构简单,受力明确,操作简便;缺点是适用跨度较小,适用于圆柱形墩,混凝土施工过程较复杂。
2.3脚手架、万能杆件或军用墩与型钢支架
用脚手架或万能杆件搭设支墩,采用型钢组成,作为现浇支架,根据型钢的不同型号可根据要求做成不同跨度的支架。较常用的支架跨度一般在6m左右,跨度较大的可用至9m。结构形式见图3。使用较灵活,但支墩基础较密,处理费用相对较高。
2.4钢管桩、贝雷片和碗扣件支架
利用钢管将贝雷片架立地面,然后在贝雷架上支立碗扣件,构成支架。该种支架利用贝雷片代替地基处理,材料周转利用率高,适用性强,安全可靠,但材料投入较大。结构形式见图4。
2.5钢管桩与贝雷片支架
根据现浇构造物的高度,将钢管桩制作成排架形式,做为支架的支撑墩,上部用贝雷片拼装成连续梁式桁架。用固定在贝雷片主弦杆上的方木做标高调整构件。该支架的特点是:支架材料投入少,重量轻,施工机械化程度高,适用的跨度相对较大。
结合工程实例对该种支架重点介绍。
3.工程实例
3.1工程概况
湖北省汉孝高速公路横店互通立交主线桥,位于湖北省武汉市,地层为第四系全新系统及上更新系统,表层分布1.5~6.5m厚的软塑状亚粘土,下卧软塑状亚砂土,软土地基多埋藏在地表下10m以内,地基承载力较差。大桥上部结构为现浇连续箱梁,分左右两个半幅。箱梁为单箱双室断面,标准断面尺寸见图5。桥墩高度为6~11m。跨径20m,基础为桩柱式柔性墩。
3.2支架的设计和施工
钢管支架设计主要要解决两方面的问题:一是临时支墩的结构形式,二是由贝雷片组成的桁架整体强度、刚度和稳定性。下面着重就这两方面的问题进行分析探讨。
使用的主要材料为:直径273mm,壁厚6mm的钢管;321型的贝雷片(高1.5m,每节长3.0m)。
3.2.1贝雷桁架的设计
现浇支架的整体布置形式见图6。
3.2.1.1贝雷片的布置
贝雷片的结构布置形式见图7。
沿箱梁横断面方向设置9道贝雷片,均匀布置。桁架顶部横向布设10×12cm的方木,间距30cm,用铁丝或铁钉与贝雷片主弦杆绑扎调整方木);方木在箱室肋部加密一半,间距为15cm;方木长度为3m交错布置,并使位于同一贝雷片上的方木接头不超过该贝雷片方木总面积的50%,做为底模板横肋,兼做贝雷片的上水平联;沿支架纵向每2.8m设置横向钢结构连接系一道,以保证9道贝雷片整体受力。为保证贝雷片的整体稳定,在位于箱梁两外侧竖肋的三片桁架底部用∠75×8角钢与横向连接系焊接,组成下水平联。见图8。
3.2.1.2贝雷桁架的设计检算
施工荷载主要由钢筋砼自重q1、模板自重q2、贝雷桁架自重q3、施工荷载q4构成。支架承受的总荷载为:q=q1+q2+q3+q4=229.5KN/m。
(1)强度检算
贝雷架纵向布置形式为间距6米和14米间隔布置的连续梁,最不利情况发生在14米跨度内混凝土全部浇注完成,其它跨径内没有荷载时。按简支梁计算。则最大弯距:Mmax=qL2/8=229.5×142/8=5621.5KN·m,单片贝雷架承受最大弯距(按荷载横向均匀分布计算,不考虑不均匀分布系数):M=Mmax/9=5621.5/9=624.6<[M]=975KN·m,满足要求。
(2)挠度检算
因贝雷片每节结构形式相同,可看作匀质梁,并以简支梁模型检算,最大挠度为:
f=(5/384)qL4/(EIIx)
=(5/384)×229.5×14004/(2.1×106×250500×9)
=2.4cm
3.2.2贝雷片的安装和拆除 将每5片贝雷片拼装成整体桁架,用16t吊车起吊就位;一联全部贝雷片安装完毕,加设横向支撑、上平联和下平联。
贝雷桁架采用整体落架法拆除。在贝雷桁架的底部(近支墩处)各设一根横梁,横梁用20t手拉葫芦悬吊在箱梁翼缘板承托上(在承托上预留悬吊孔),落架时先拆除支墩,再拆除桁架的平联,拔掉贝雷片间的连接销子,松动手动葫芦贝雷桁架脱模下落。
3.2.2钢管桩支墩的设计
支墩排架的基本结构形式见图9。
3.2.2.1钢管的布置
主要解决的问题是:在保证每排排架承载能力的前提下,保证钢管桩的整体稳定性和抗倾覆能力。具体措施:钢管桩顶部与工字钢焊接牢靠,底部与预埋钢板焊接,沿钢管高度方向每4m用[14焊接一道横向连接撑,构成一个排架;将同一个承台上的两个排架顶部用[14连接,形成上平联,两排间用3道[14连接成人字撑。使两个排架形成一个受力整体,增强抗倾覆能力。
3.2.2.2钢管排架的设计检算
按如下不利条件假定荷载:每两个排架承受跨度为23m的箱梁钢筋砼重量,并按简支梁模型计算支反力。
作用在排架上的荷载构成如下:钢筋砼重力q1、工字钢自重q2、其他荷载q3,则每个排架承受的总荷载为:
P=q1+q2+q3=2645.5KN
由于每个排架承受的总荷载由9道贝雷片均匀分部在工字钢上,每处荷载为:q=P/9==294KN。荷载布置如图10。将每个排架看作刚架计算,并按钢管最大高度9.0m计算。上述刚架为对称刚架,取一半研究,采用力矩分配法计算。
I45b工字钢转动惯量为:I1=33.759×107㎜4;φ273㎜,壁厚6㎜钢管转动惯量为:I2=44.848×106,材料相同为A3钢,弹性模量相同。计算各节点的分配系数、计算过程见图11。
固端弯矩MAB=-ql/8=294×3.375/8=-124KN·m,
MBA=-MAB=124KN·m
由各节点的弯矩和外力,根据力矩平衡可得节点剪力;由计算出的剪力,根据节点力的平衡原理可得各杆的轴力(压力)如下:
NAE=405.6KN,NBF=571.4KN,
NCG=170.8KN,N中=351.8KN
①钢管强度检算:取压力最大杆件BF,杆件自由长度为4m,视为两端铰接杆,其柔度λ=μL/r=1×4000/94.4=42.4查表可得ф=0.89,则钢管桩的稳定强度为:
σ=N/(фA)=571.4×103÷(5030×0.89)=127.6MPa<[σ]=170MPa满足要求。
②钢横梁检算:钢横梁实际有7个支点,按5个支点计算。其中5道贝雷架架设在钢管桩桩顶,其余4道架设在跨中,钢横梁为4跨连续梁,查表得:
Mmax=(0.1998-0.0368+0.0101-0.003)×P=168.8KN·m
W=M/[σW]=1206cm3<[WI45b]=1500.4cm,故选用45b工字钢满足施工要求。
3.2.2.3钢管排架的拆除
为保证排架受力的整体性,不使用砂箱等落架构件,采用直接割除钢管落架。具体做法是:将排架顶部的工字钢用钢丝绳和手拉葫芦吊在桁架上,用气割将钢管根部与预埋件割开,慢慢放松手拉葫芦将排架拆除,整体移至另半幅。
3.3支架预压
3.3.1预压施工及成果分析
加载采用周围围砂袋中间装散砂的方法,模拟施工荷载。因砼分两次施工,预拱度参照支架在箱梁80%自重时产生的变形设置。加载前,沿模板纵横向每5m开设40×40cm活动孔一个,预压结束时将运输车开到活动孔处,将砂子直接泄至车内。加载总重量为23m跨度箱梁自重。
沉降观测结果见表1。可以看出实测弹性变形与计算值基本相符,但在支架跨中出现了不均匀沉降,需进一步采取加固措施。
表1 沉降观测结果
观测点
编号 荷重0 荷重80% 沉降量 卸载后 非弹性变形 弹性变形
观测值 观测值 观测值
0 左 12.782 12.778 4 12.780 2 2
中 12.872 12.868 4 12.871 1 3
右 12.971 12.967 4 12.967 4 0
0.25L 左 12.705 12.685 20 12.701 4 16
中 12.786 12.766 20 12.781 5 15
右 12.899 12.880 19 12.893 6 13
0.5L 左 12.633 12.610 23 12.628 5 18
中 12.739 12.708 31 12.731 8 23
右 12.837 12.816 21 12.832 5 16
0.75L 左 12.533 12.518 15 12.530 3 12
中 12.623 12.608 15 12.624 0 15
右 12.735 12.720 15 12.730 5 10
L 左 12.447 12.442 5 11.447 0 5
中 12.537 12.530 7 12.534 3 4
右 12.640 12.635 5 12.637 3 2
L+3米 左 12.401 12.399 2 12.400 1 1
中 12.496 12.492 4 12.494 2 2 右 12.593 12.587 6 12.591 2 4
3.3.2对桁架的改进措施
通过预压观测成果分析,跨中出现了横向不均匀沉降。由于贝雷片跨中所受的弯矩较大,荷载出现了横向不均匀分布,原设计的横向加固结构未达到预想效果。为保证箱梁的线形,防止混凝土开裂,在桁架的中部增设4根[16的型钢,间距1.0M,以加强跨中的横向分布刚度。见图七。
3.3.3预拱度设置
根据支架实际情况和预压成果,预拱度设置分为6m和14m跨两部分,考虑不可预料的因素及箱梁的外形美观,将预拱值提高3~5mm,跨中最大值设置为25mm。并按抛物线分配,见图12:
3.4混凝土的浇注
3.4.1混凝土的浇注顺序
现浇箱梁分段施工,每段分两次浇注。为有利于支架的受力、减小支架变形,每段混凝土浇注顺序为:纵向从每段的起点向终点浇注;横向从起始跨的中间腹板和底板向两侧对称浇注。
3.4.2沉降观测结果分析
在混凝土浇注过程中,观测支架变形,测量成果见表2。可以看出跨中最大沉降量为22mm,小于预拱值3mm,横向不均匀沉降最大为3mm。从拆模后的箱梁底板外观看,线形顺畅、美观,达到预期要求。按预拱值25mm设置正确、可靠。
表2 支架变形观测成果
观测点
编号 浇筑一次砼前 第一次
砼浇筑后 沉降量(mm) 第二次
砼浇筑前 第二次
砼浇筑后 沉降量(mm) 最终
沉降量(mm)
观测值 观测值 观测值 观测值
0.25L 左 13692 13686 6 13686 13678 8 14
中 13594 13587 7 13580 13571 9 16
右 13507 13501 6 13498 13490 8 14
0.5L 左 13782 13774 8 13774 13763 11 19
中 13694 13684 10 13682 13671 11 21
右 13596 13586 10 13584 13572 12 22
0.75L 左 13860 13855 5 13854 13844 10 15
中 13441 13435 6 13435 13427 8 14
右 13659 13655 4 13656 13645 11 15
L 左 13726 13723 3 13723 13720 3 6
中 13689 13687 2 13688 13684 4 6
右 13711 13709 2 13710 13707 3 5
4.体会
4.1主要优点
①利用钢管桩和贝雷片做现浇支架,直接利用既有承台作为支架的支撑基础,不需处理地基,避免地基沉降带来的影响,节约了投资,提高了材料的回收利用率。
②将主要受力构件加工成大块,用机械吊装,提高了机械化作业程度和工效,节省了时间。
③整体落架法拆除桁架,不仅减少了高空作业量,保障了施工安全,而且提高了工效。
④直接利用固定在贝雷片主弦杆上的方木代替钢管调整高程,节约了投入。
4.2存在的不足和需进一步改进的问题
①钢管的接长和拆除,全部采用电焊、气割,现场焊接工作量大,对操作工人的要求高,且对钢管质量有损伤。改进措施:将钢管分段加工成型,根据需要组拼。
②由于贝雷片采用非标准间距布设,横向及底水平连接主要采用了焊接方式,现场焊接量大,工效低。改进措施:改焊接为栓接。
参考文献:
[1]刘宗禄.流亭立交桥连续箱梁施工技术总结.铁道建设优秀论文选编.中国铁道建筑总公司1991-1993.
[2]黄绍金.刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册.
[3]张克治.后张预应力连续箱梁施工.京福高速公路论文集.