(新疆路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,新疆 昌吉 831100)
該橋是某城市一座重要的上跨橋梁,呈東西向布置,空心板梁為(3×13+10)m,橋?qū)?8.45m,斜交角為25度。橋梁劃分為四幅,蓋梁間設(shè)置一道伸縮縫。橋梁下部結(jié)構(gòu)采用蓋梁接單排鉆孔灌注樁式形式,鉆孔灌注樁直徑120cm,橋墩蓋梁長(zhǎng)×寬為160cm×140cm,橋臺(tái)蓋梁長(zhǎng)×寬為170cm×140cm。1~3#橋墩北半幅蓋梁構(gòu)造圖如圖1、圖2所示。
圖1.蓋梁側(cè)面圖
圖2.蓋梁正面大樣圖
本文主要研究采取哪種支撐體系對(duì)下應(yīng)橋蓋梁進(jìn)行澆筑施工,考慮到該橋跨越河道且墩柱截面為圓形,故對(duì)其采用抱箍支架法進(jìn)行蓋梁混凝土的澆筑施工。
簡(jiǎn)支構(gòu)件相對(duì)位移容許值:L/4 0 0;A 3鋼:E=2.06×105MPa;壁厚≤16mm,[σw]=215MPa,[τ]=125MPa。
抱箍壁厚15mm,抱箍高度400mm;牛腿寬度400mm,牛腿壁厚20mm;螺栓型號(hào)M24,等級(jí)為8.8級(jí)。
主梁采用H700型鋼,間距為1.5m;次梁采用10#工字鋼,間距為400mm;方木分配梁規(guī)格為80mm×80mm,間距為233mm。
采用理正軟件對(duì)該抱箍支架各桿件進(jìn)行計(jì)算分析。
1.主次梁及方木分配梁計(jì)算
主梁采用連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算,次梁和方木分配梁可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算。將澆筑混凝土荷載、模板荷載、人員機(jī)具荷載等荷載施加于各計(jì)算構(gòu)件上,計(jì)算結(jié)果表明,主梁、次梁及方木分配梁的應(yīng)力均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。各構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如表1所示。
表1.各構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算結(jié)果
2.抱箍計(jì)算
(1)抱箍荷載及計(jì)算參數(shù)
單個(gè)抱箍承受2根工字鋼荷載,則
S=2×581.002kN=1162.004kN。
墩柱直徑1200mm,墩柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。
(2)鋼帶計(jì)算
a.鋼帶對(duì)墩柱的壓應(yīng)力:σ1=S/(μπBD)=1162004/(0.3×3.14×400×1200)=2.57N/mm2≤[σ]=14N/mm2,滿(mǎn)足要求。
b.鋼帶內(nèi)應(yīng)力:σ2=σ1D/(2t)=2.57×1200/(2×15)=102.8N/mm2≤f=215N/mm2
c.鋼帶下料長(zhǎng)度L(半個(gè)):Δ L=π D σ2/(2E)=3.14×1200×102.8/(2×206000)=0.94mm。因此,鋼帶下料長(zhǎng)度L(半個(gè))=πD/2-ΔL-d=3.14×1200/2-0.94-30=1853.06mm。
d.螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算:鋼帶所受拉力P=Btσ2=400×15×102.8=616800N=616.8kN;螺栓設(shè)計(jì)拉力Nt=nAeftb=12×352.5×170=719100N=719.1kN。P≤Nt,滿(mǎn)足要求。
在蓋梁施工前,對(duì)墩柱進(jìn)行測(cè)量放樣,以此作為安裝蓋梁底模的依據(jù)。墩柱施工測(cè)量與控制的內(nèi)容包括:墩柱中心位置測(cè)量,蓋梁底標(biāo)高測(cè)量。墩柱測(cè)量采用全站儀進(jìn)行坐標(biāo)放樣,高程點(diǎn)采用控制水準(zhǔn)點(diǎn)直接用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量人員將蓋梁軸線(xiàn)放出后,施工人員按蓋梁軸線(xiàn)和蓋梁標(biāo)高安裝抱箍,主梁、底模等安裝完成后,微調(diào)蓋梁底模確保達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。
在蓋梁施工時(shí),用半圓形鋼帶抱緊墩柱,在鋼帶兩端焊接牛腿,將蓋梁底模的承重橫梁架在牛腿上,利用上下層鋼帶抱緊墩柱所產(chǎn)生的摩擦力來(lái)承擔(dān)蓋梁自重、模板自重、施工荷載等重量,起到支架的作用。抱箍主要由柱箍、牛腿及緊固件三部分組成。
1.抱箍制作
抱箍由廠家生產(chǎn)制作,運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)安裝。抱箍弧形鋼板寬40cm,鋼板厚1.5cm,每塊弧長(zhǎng)較半周長(zhǎng)短3cm,拼裝后內(nèi)徑120cm,耳板長(zhǎng)38.5cm,厚2cm,每側(cè)設(shè)置6個(gè)螺栓孔,采用12cm長(zhǎng)8.8級(jí)φ24高強(qiáng)螺栓加固。宜在鋼帶內(nèi)壁用萬(wàn)能膠粘貼一層5mm厚的夾線(xiàn)橡膠板,使抱箍受到墩柱的壓力均勻一致,避免因鋼帶受力不均造成墩柱混凝土表面局部壓碎或刻痕。此外,在鋼帶與混凝土面中間粘貼橡膠板還可以增大摩擦系數(shù)。
2.抱箍安裝
在立柱施工時(shí),根據(jù)模板及主梁高度測(cè)量抱箍底標(biāo)高,在混凝土澆筑前預(yù)埋防滑銷(xiāo),并定位出防滑銷(xiāo)的位置,便于模板拆除后快速找出。防滑銷(xiāo)采用鋼筋接駁器預(yù)埋的方式,澆筑混凝土前用泡沫填充,防止水泥漿進(jìn)入。拆模后,用直螺紋鋼筋植入接駁器,形成防滑銷(xiāo),起到防止抱箍位移的效果。防滑銷(xiāo)采用Φ28鋼筋及配套的直螺紋套筒,防滑銷(xiāo)預(yù)埋入混凝土的深度不小于30cm,采取可靠的固定措施,防止移動(dòng)。
縱向主梁采用HN700型鋼,主梁支架架設(shè)在抱箍的牛腿上。架設(shè)在0#橋臺(tái)北側(cè)蓋梁最邊跨的一根型鋼長(zhǎng)12m,重2.22t,吊距18.7m,使用50t吊車(chē),滿(mǎn)足使用要求。架設(shè)在其他墩、臺(tái)北側(cè)蓋梁最邊跨的一根型鋼長(zhǎng)12m,重2.22t,吊距14m,使用25t吊車(chē),滿(mǎn)足使用要求。
底模面板采用15mm厚膠合板,加強(qiáng)肋縱向布置,采用80mm×80mm方木,方木下的分配梁采用10#工字鋼,工字鋼標(biāo)準(zhǔn)間距為40cm,分配梁兼顧工作平臺(tái)的作用。
側(cè)模面板采用15mm厚膠合板,加強(qiáng)肋采用8cm×8cm方木,且方木水平布置,間距為250mm;豎向分配梁采用雙拼10#槽鋼,槽鋼間距為600mm,采用φ16拉桿固定。
根據(jù)本工程支架類(lèi)型、高度、荷載以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,選擇1#墩北側(cè)蓋梁作預(yù)壓,蓋梁高度為1.6m,此類(lèi)蓋梁共有10個(gè)。
蓋梁底模安裝完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后,分三級(jí)進(jìn)行加載:全斷面荷載分別加載至預(yù)壓荷載值的60%、80%、100%,待荷載加載到位后,再分別進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量。
目前,該橋的蓋梁混凝土澆筑施工完成,通過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),施工過(guò)程中選用的抱箍支架體系合理,滿(mǎn)足施工澆筑要求,此次施工案例可為類(lèi)似蓋梁施工提供參考依據(jù)。