周 龍
(中鐵大橋局集團(tuán)第八工程有限公司 重慶 408000)
一種軟弱地基上門式墩蓋梁現(xiàn)澆支架設(shè)計
周 龍
(中鐵大橋局集團(tuán)第八工程有限公司 重慶 408000)
門式墩蓋梁現(xiàn)澆混凝土一般采用落地支架或穿鋼棒法施工,本文以新白沙沱長江特大橋引橋07#門式墩為例,介紹一種軟弱地基上門式墩蓋梁現(xiàn)澆支架的設(shè)計,有關(guān)經(jīng)驗可供相關(guān)專業(yè)人員參考。
門式墩;軟弱地基;現(xiàn)澆支架;貝雷梁
新白沙沱長江特大橋重慶側(cè)引橋01#~08#墩為單層門式墩。門式墩下層為雙線渝黔貨線,上層為雙線渝黔客線和雙線預(yù)留渝湘通道。引橋07#門式墩橋處路基為路堤結(jié)構(gòu),蓋梁施工時下層路基未施工,地基為臨時便道素填土,填土厚度約10m,后期路基施工需要挖除換填。
門式墩基礎(chǔ)設(shè)計為樁基承臺形式,樁徑1.25m,單側(cè)9根樁,承臺為7.5m× 7.5m矩形。07#門式墩構(gòu)造見圖1。
圖1:07#門式墩構(gòu)造圖
由于蓋梁高2.8m(根部加厚至3.5m),兩墩柱凈跨17.5m,混凝土一次澆筑方量大,一般穿鋼棒法無法滿足施工,因此蓋梁現(xiàn)澆支架采用落地支架。落地支架考慮選用滿堂支架或鋼管型鋼支架,蓋梁截面高度大,滿堂支架方案經(jīng)計算立桿間距達(dá)到0.4m×0.4m,立桿布置密度大,施工極不方便,且滿堂支架節(jié)點較多,施工安全風(fēng)險大。因此本橋蓋梁采用鋼管型鋼落地支架施工。
現(xiàn)澆支架立柱采用直徑820mm,壁厚10mm螺旋鋼管樁,樁頂設(shè)置4根HN700 ×300型鋼主梁,其中兩根為一組,H型鋼上鋪設(shè)貝雷梁,蓋梁倒角位置通過自制型鋼支撐架調(diào)節(jié),支撐架與其下部I40分配梁采用角焊縫連接以克服混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的水平力。支架用鋼除貝雷片為16Mn鋼外,其余均采用Q235B鋼。
H型鋼計算最大跨徑可取9.5m,現(xiàn)場根據(jù)實際情況按5m+8m+8m+5m布置,共設(shè)置5排立柱。兩排立柱間距根據(jù)貝雷片結(jié)構(gòu)形式以及門式墩結(jié)構(gòu)確定,取4.41m。由于中間立柱基礎(chǔ)位于軟弱地基上,如采用擴(kuò)大基礎(chǔ),施工過程中地基沉降不易控制,故立柱基礎(chǔ)采用Φ1.25m嵌巖樁,嵌巖深度取樁徑1.5倍。其余四排立柱利用門式墩承臺作為支撐,承臺混凝土澆筑前預(yù)埋地腳螺栓,立柱通過地腳螺栓固定于承臺頂面。
鋼管樁頂部設(shè)置沙箱,以便蓋梁施工完成后支架拆除,沙箱使用前需要按照設(shè)計進(jìn)行預(yù)壓,防止使用過程中出現(xiàn)較大沉降。支架布置見圖2~3。
圖2:07#門式墩支架立面布置圖
圖3:07#門式墩支架側(cè)立面布置圖
支架結(jié)構(gòu)采用MIDAS2012軟件進(jìn)行受力驗算。為簡化計算模型,結(jié)構(gòu)墊梁以上部分不建入模型參與受力,其自重以等效梁單元荷載加載于墊梁上。支架桿件均采用梁單元模擬,貝雷片連接節(jié)點處釋放梁端彎矩,除中間立柱采用剛接外,其余約束均為鉸接。
3.1 荷載計算
1、結(jié)構(gòu)自重P1:軟件自動計入;
2、梁體混凝土重量P2,混凝土容重按26kN/m 計;
3、混凝土振搗荷載P3:2kN/㎡;
4、施工荷載P4:2 kN/㎡;
5、模板重量P5:1 kN/㎡;
其中荷載P2~P5按等效梁單元荷載加載于墊梁及分配梁(倒角處)上。
荷載組合按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》計算。
3.2 、結(jié)構(gòu)驗算
圖4 結(jié)構(gòu)模型圖
表1 桿件受力統(tǒng)計
表2 貝雷梁桿件受力統(tǒng)計
由表1~2可知,結(jié)構(gòu)強度及剛度均能滿足要求。
軟弱地基上現(xiàn)澆支架設(shè)計需要綜合考慮基礎(chǔ)處理費用,最大程度利用主體結(jié)構(gòu)作為支架支撐體系,能有效降低基礎(chǔ)處理費用。07#門式墩帽梁于2015年順利完成施工,本文現(xiàn)澆支架方案可為后續(xù)類似工程提供參考。
[1] 《路橋施工計算手冊》人民交通出版社,2004.
[2] 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2012) [M].中國建筑工業(yè)出版社,2012.
[3] 《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB 10002.5-2005) [M].人民鐵道出版社,2005.
[4] 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003) [M].北京:中國計劃出版社,2003.
[5] 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB
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