钢管桩和贝雷片做现浇箱梁支架施工实践

来源 :商品与质量·建筑与发展 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Ruiming123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【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.
其他文献
【摘 要】 挂篮现浇箱梁桥施工周期长、挂篮安装场地小,并均是在高空中进行作业,为了节省工期,同时增大安装挂篮的场地,可适当调整挂篮现浇的步骤。0号、1号块整体进行施工,即节省了一次挂篮现浇的时间,也利用了0、1号块的现浇长度进行挂篮拼装。  【关键词】 挂篮;悬浇;0号;1号;整体;施工  一、引言  高等级公路的路面宽度、坡度及转弯半径等要求较苛刻,在南方地势陡峭山区的高等级公路就必须修建跨线、
期刊
【摘 要】 随着信息技术、科学技术的发展,智能化建筑迅速发展起来,逐渐取代之前的自动化建筑。电力系统作为建筑中的一个重要环节,也随着科技的发展不断地革新。建筑物的电力发展经历了电气化、自动化、智能化。主要论述了智能化建筑的弱电系统,深入分析了弱电系统的概念、作用以及施工管理。  【关键词】 智能化;施工管理;弱电系统  引言:  智能化建筑是一种新型的融合多种高科技的建筑,是在多门学科融合的基础上
期刊
【摘 要】 在我们国家,公路桥梁的建设始终都是人普遍关注的主要问题,它与国家以及各个地区的经济发展、人均收入的提高有着十分密切的关系。那么在公路桥梁施工的过程之中,其中的基础施工时十分的关键,同时这也是保障桥梁安全性能的关键部位,本文主要就是针对公路桥梁基础施工技术来进行阐述。  【关键词】 公路桥梁;基础;施工  引言:  我国的公路桥梁建设始终都是国家人民所共同关注的工程,地区的人均收入以及国
期刊
【摘 要】 本文主要分析地铁在复杂地质条件下的施工技术以及具体施工技术方法,以使我国地铁修建工作更好的开展。  【关键词】 地铁施工;复杂地质;施工技术  前言:  国内经济在不断飞速发展,使得我国对地铁的建设步入了一个快速发展的阶段。现阶段,我国已有十多个城市正在建设或已经建成了城市地铁,通过实践证明地铁具有节能环保、高效运输及节省空间等多种优点,同时能够有效的缓解城市的交通压力。然而不同区域修
期刊
【摘 要】 近几年,航空数字测图技术已经逐渐广泛应用,因为相比于传统的测图技术,其具有测量精度高、测图信息量大、存储便捷等优点,但是这些优点都要在测量中掌握好技术,并认真记录才能实现。本文主要谈谈航测数字化测图的优势、成果质量影响因素以及提高测图成果质量的措施。  【关键词】 航测;数字测图;成果;质量控制  前言:  自从人类进入信息时代以,先进的计算机技术和通讯技术让人们目不暇接,不仅在人们的
期刊
【摘 要】 通过对现浇板产生裂缝和多水房间渗漏的研究和处理对策分析实施,有效的解决了其产生较多裂缝以及渗漏的质量通病,节约了成本,经济效果明显。为了进一步保证施工质量和产品质量,提高企业形象,推动企业技术进步和员工整体素质,应以更高的起点,更高的标准,将治理工程投诉的活动贯穿到施工的全过程中,建议此技术进行有效应用。  【关键词】 现浇板裂缝;工程渗漏;处理方法  1 钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分
期刊
【摘 要】 在高层建筑施工过程中,因其方便施工,节省工程进度,型钢悬挑脚手架已成为传统的外架搭设方式。但在悬挑架的受力分析中,悬挑钢梁承担了架体的全部荷载,为了保证架体的稳定性及防倾覆能力,规范规定钢梁的锚固长度不应小于悬挑长度的1.25倍。但是,锚固段的长度是不是越大越安全呢?通过工程实际情况来分析计算锚固长度对挠度的影响。  【关键词】 悬挑钢梁;锚固长度;悬挑长度;挠度  悬挑式脚手架是建设
期刊
【摘 要】 本文笔者根据的实践经验,介绍了现浇盖梁支架,分析了现浇盖梁支架的设计计算,探讨了桥梁工程中现浇盖梁支架的施工,并提出了加强桥梁工程现浇盖梁支架的施工质量的措施。具有重要的现实意义。  【关键词】 桥梁工程;现浇盖梁支架;设计;施工  引言:  随着社会和经济的发展,公路工程逐渐向复杂地带延伸,桥梁的类型也更加多样化,为保证桥梁施工安全及质量,对施工技术也进一步提出了更高的要求。盖梁是桥
期刊
【摘 要】 介绍双排桩的基本知识,分析讨论双排桩的作用机理,介绍双排桩支护结构计算模型以及支护体系结构特点,结合实际工程进行双排桩支护结构的设计计算。  【关键词】 双排桩;基坑工程;变形;稳定性  引言:  双排桩支护结构作为一种新型的支护形式,在基坑开挖工程应用中取得了良好的效果。这种支护结构是由前、后两排平行的钢筋混凝土桩以及压顶梁、前后排桩桩顶之间的连梁(或板)形成类似门架的空间结构,属于
期刊
【摘 要】 建筑工程造价的失控,若没有得到及时解决,就会严重阻碍建筑企业的施工效率以及经济效率。本文主要阐述了建筑工程造价控制的重要性,并分析了建筑工程造价失控的原因,同时,在此基础之上提出了控制建筑工程造价失控问题的相关措施。  【关键词】 建筑工程;工程造价;失控原因;控制  引言:  建筑工程造价控制是一项集技术、管理、施工、质量、法律法规于一体的综合性工作,这项工作贯穿于项目实施的整个过程
期刊