何俊亨
(中鐵五局集團成都工程有限責任公司,四川 成都 610000)
羊記溝左線大橋邊跨現(xiàn)澆梁段A18’現(xiàn)澆梁長為16.75m,A18’梁底距離承臺底基巖高差為4.2m,梁高4.5m,梁寬8.5m,一端接T 型橋臺,另一端接A17’懸臂段,梁體現(xiàn)澆混凝土為218.3m3,垂直投影地形較為平緩,存在12m左右的工作長度,但是缺少4m 長度的工作面,根據(jù)這一特點,選擇采用膺架法配合掛籃施工。
膺架法配合掛籃法施工,即在已有12m 長度基巖上澆筑三道條形鋼筋砼基礎,在條形基礎頂部設置砂筒,砂箱上采用2I45a 工字鋼作傳力分配梁,321 型貝雷片按雙排雙層直接放置在2I45a 分配梁上。貝雷片頂部每50cm 設置一道I20b 工字鋼分配梁,I20b 工字鋼上鋪設10cm×15cm 方木做龍骨,間距25cm。龍骨上設置1.5cm 優(yōu)質(zhì)竹膠板底模板。翼緣板采用外徑48mm,壁厚3.5mm 的焊接鋼管,縱橋向間距50cm,橫橋向間距75cm,步距70cm,搭設在I20b 工字鋼上。
為保證支架的穩(wěn)定性,在每4 排縱、橫立桿上設置剪刀撐,由底至頂連續(xù)設置,在頂端橫桿下加設扣件,形成雙口“保險”扣件,在立桿底部20cm 處設置掃地桿,頂部設置可調(diào)頂托,沿縱橋向鋪設10cm×10cm 縱向方木與木楔子組合支撐翼緣板。圖1 為支架搭設結構圖。
圖1 羊記溝左線大橋支架搭設結構圖(單位:cm)
根據(jù)設計圖紙所示,本橋0#臺地層巖性及基本承載力主要為:<18-4>千枚巖、灰?guī)rS2-3mx1,W2 層。地基承載力σ0=0.25MPa,因此本膺架基礎采用明挖鋼筋混凝土條形基礎,基礎地面坐落在基巖上,地基承載力滿足要求,不需要單獨進行地基處理。
支架系統(tǒng)安裝分為下部支撐體系安裝與上部梁系的安裝,首先施工好混凝土條形支墩,在支墩上安裝沙筒支座以備落架,采用塔吊吊裝在沙筒上安裝單層雙組貝雷片縱梁后,進行橫梁安裝后鋪設模板。
然后將掛籃前移,拆除掛籃小里程側的工作平臺,將掛籃底下橫梁與支架對接。為了防止掛籃出現(xiàn)較大的沉降變形,產(chǎn)生整片梁段的不均勻變形開裂,在掛籃前端設置3 組20t 螺旋式千斤頂。搭設翼緣板處鋼管支架。
膺架搭設完畢后全面檢查,確認安全可靠后進行加載預壓,通過預壓來消除膺架的非彈性變形及基礎沉陷,收集膺架、地基彈性變形數(shù)據(jù)作為箱梁設置預拱度的依據(jù)。預壓結束后,應對支架各接點及分配梁進行檢查,確認各桿件是否變形,作出桿件的安全性判定。根據(jù)未加載時測點原始標高、加載及卸載時各測點測量標高,繪出中線上距離-荷載-撓度圖,求出各測點彈性、非彈性變形值以及最大變形值,根據(jù)支架彈性與非彈性值,確定支架在跨中的最大變形量δ,以梁一端支座中心為坐標0 點,0 點至另一梁端方向為x 軸,向上為Y 軸,結合設計圖,建立反拱方程:Y=-4× (A+δ) ×x(l-x) /l2(A 為預留量,mm),求算出各梁??p處調(diào)模標高,對梁模進行調(diào)整。
現(xiàn)澆梁段底模采用竹膠板,側模模板采用大塊整體鋼模板加工而成,鋼筋及預應力施工同普通梁段。
分配梁將其承受荷載以多個集中力的形式傳遞給貝雷片縱梁,根據(jù)《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》[1],每片桁架重270kg,材料為16Mn 鋼。簡化為簡支梁計算,受力簡圖見圖2。
圖2 受力簡圖
砼容重:26.5×227.1=6018.2 kN
模板自重:2×8.5=17 kN
施工荷載:2.5×8.5=21.25 kN
傾卸砼沖擊荷載:2×8.5=17 kN
振搗荷載:2×8.5=17 kN
I20b 工字鋼荷載:38×10.5×31.1×10/1000=124 kN
總荷載:Q=1.2×6018.2+17×1.2+1.4×21.3+1.4×17×2+124×1.2=7468.5 kN
單組貝雷片:7468.5/14/15=35.564 kN/m
計算結果如下:圖3 為剪力圖(單位:kN),圖4 為彎矩圖(單位:kN·m)。
由貝雷桁架結構容許內(nèi)力表可知:
圖3 剪力圖
圖4 彎矩圖
最大剪力為245.1 kN<490.5 kN,采用雙排單層加強貝雷片,滿足要求!
最大彎矩為1291.3 kN·m<3375 kN·m,采用雙排單層加強貝雷片,滿足要求!
撓度f:
fmax= (5/384) ×ql4/EI
f=(5/384)×35.564×1000×(15×103)4/(2.1×106×1154868×7×108)=0.138mm
0.138mm<L/400=300/400=0.75mm,滿足要求!
式中:q—均布荷載,kN/m;l—跨度,m;E—彈性模量,Pa;I—慣矩,cm4。
掛籃采用Midas civil 建立模型進行計算。掛籃最大應力出現(xiàn)在底模后錨桿處,錨固于已澆梁段底板上,最大組合應力為σmax=443.3MPa<[σ] =830MPa,滿足要求!
掛籃最大位移為21mm,出現(xiàn)在掛籃前下橫梁處,但是現(xiàn)澆段前下橫梁擬采用32 螺旋千斤頂加固,因此滿足要求!
羊記溝左線大橋邊跨現(xiàn)澆段于2017 年12 月31 日澆筑完畢,施工完畢后,外觀質(zhì)量良好,梁體無裂紋。其采用了貝雷片支架與掛籃相結合的施工方式,解決了復雜地形條件下無法搭設滿堂支架的問題,為今后山區(qū)復雜條件現(xiàn)澆梁施工總結了經(jīng)驗,值得借鑒!