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墩柱施工总结范文第1篇
关键词:盖梁;支撑体系;抱箍法;工程应用
中图分类号:U443 文献标识码:A
文章编号:1009—0118(2012)10—0260—02
一、工程概况
近年,公路桥梁中有不少桥梁的下部结构采用简单的刚架结构,即桥梁的下部基础为多根桩基础,墩身为三根圆柱墩,柱间系梁联结(或不设系梁),墩顶盖梁联结。例如,滨州黄河公铁两用特大桥滨州岸公路引桥即是采用这种结构,墩柱为三柱式圆柱墩,墩柱高度从15m到30m,盖梁为钢筋混凝土结构。
二、施工工艺
在盖梁施工中,采用了横穿型钢法、抱箍法等施工方法,其他施工单位也有采用预埋钢板法及支架法的,有成功经验也有失败的教训。下面就这些施工方法的优缺点从施工质量、工期和费用影响等方面进行一些简单的探讨。
(一)横穿型钢法
在墩柱内预先埋设预留孔,在孔内穿入钢柱,并在钢柱上采用工字钢等横担梁,并在横担梁上铺设分配梁(可采用型钢或方木),然后在分配梁上铺设模板,为便于拆除,在分配梁与底模之间设置木楔。横担梁要检算挠度及应力,可按连续梁检算,恒载计算时宜扣除墩柱投影面积的盖梁混凝土重量。
这种体系的优点是,支架、模板及整个盖梁的重量通过型钢传至墩柱,由墩柱承受,传力途径简单明确,不存在支架下沉的问题。但这种体系的缺点也是明显的,在墩柱内埋设留预孔,影响墩柱的外观质量,其处理不但费工费时而且还很难今人满意;再次,这种体系一般不易取得监理、设计部门及业主的认同。目前,此种方法已较少采用。
(二)预埋钢板法
这种体系的优点与前一种体系一样,支架、模板及整个盖梁的重量通过钢支撑及预埋钢板传至墩柱,由墩柱承受,传力途径简单明确,不存在支架下沉的问题而且也不用破坏钢模。这种体系的缺点是:第一,预埋钢板要消耗大量钢材,很不经济;第二,钢支撑的焊接工作量大,对焊接质量的要求也比较高,而且盖梁施工完后要对墩柱外观进行处理,不但费工费时而且还较难保证质量。故这种体系只在迫不得已的情况下采用。
(三)支架法
采用支架法施工,这是目前用得较多的一种方法。支架可用万能杆件也可采用钢管支架搭设。盖梁施工的所有临时设施重量及盖梁重量均由支架承受,直接传到地面。这种方法的优点是:第一,支架的形式及高低可根据墩周围的地形和墩柱的高度等随机变化,方法灵活;第二,不用在墩柱上设置预埋件,不会对墩柱外观造成影响。但这种方法也有不少缺点:第一,支架法施工对地基的承载力要求比较高,一般均要求对地基进行压实,对软土地基还需要浇筑砼地坪。因此,对地基的处理要花费较多人力物力。如果对地基的处理稍有不慎,即可造成支架整体下沉,严重影响盖梁的施工质量。第二,墩柱较高时,必须对支架进行预压以消除非弹性变形,这需要消耗大量人力物力。第三,由于墩柱高度的变化而调整底模高度;对于钢管支架,从经济上讲都是不合算的,而且还要大量不必要的人力。第四,墩柱较高时,支架庞大,需要巨额投入而且安装支架费时耗力。第五,水中施工无系梁桥墩时,支架法很难用得上。由此可知,支架法施工虽然方便灵活,但该法有其自身固有的缺点,在施工时尤需注意支架的稳定性、非弹性变形及地基沉降等方面的问题。
(四)抱箍法
其关键是要确保抱箍与墩柱间有足够的摩擦力,以安全地传递荷载。下面就此问题进行讨论。
1、抱箍的结构形式
(1)箍身的结构形式。抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴,这是个基本要求。为适应各种不圆度的墩身,抱箍的箍身宜采用不设加劲板的钢板作箍身,且其内径宜略小于墩柱直径。这样,在施加预拉力时,由于箍身是柔性的,容易与墩柱密贴。
(2)连接板上螺栓的排列。抱箍上的连接螺栓,其预拉力必须能够保证抱箍与墩柱间的摩擦力能可靠地传递荷载。因此,要有足够数量的螺栓来保证预拉力。如果单从连接板和箍身的受力来考虑,连接板上的螺栓在竖向上最好布置成一排。但这样一来,箍身高度势必较大。尤其是盖梁荷载很大时,需要的螺栓较多,抱箍的高度将很大,将加大抱箍的投入,且过高的抱箍也会给施工带来不便。因此,只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板,一般均将连接板上的螺栓在竖向上布置成两排。这样做在技术上是可行的,实践也证明是成功的。
墩柱施工总结范文第2篇
关键词:独柱墩盖梁双抱箍托架体系设计与计算
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
1工程概述
湖北恩来恩黔高速公路地处鄂西南山区,地貌切割严重,地形条件复杂,大部分桥梁下构设计为独柱墩结构。其中我标段内的大茅坡2#大桥,全长764m,除过渡墩外,其余桥墩均采用桩基础独柱墩结构,独柱墩直径均为φ=2.0m,最高墩柱31m,盖梁高2.8m,宽2.4m,长10.9m,盖梁C40混凝土57.2方。
2双层抱箍托架体系结构构造
桥梁独柱墩盖梁现浇,常规采用满堂支架法施工。但山区独柱墩采用满堂支架法施工中存在以下困难:一是山区地势陡峭,场地狭窄,不便于脚手管的搭设以及基础处理;二是部分墩柱较高,满堂支架存在较大失稳风险。综合考虑,施工中决定采用双层抱箍托架法进行盖梁施工。其施工情况见图1:
图1独柱墩盖梁双抱箍托架法施工
2.1 托架结构
本托架体系组成如下:两个两个内径为φ=2.0m,钢板厚δ20mm的抱箍作为托架的支承点,两根I28*2工字钢作为主梁,四根I25*2工字钢作为斜撑,主梁上设I14作为分配梁。其托架具体结构详图见图2所示:
图2托架体系结构图
托架施工中注意事项:(1)考虑吊车起吊能力及人工施工因素,托架主梁及斜撑均采用双工字钢进行拼装,以减轻单次吊装重量;(2)为方便托架拆卸,上抱箍与主梁间宜设置砂箱;(3)为加强托架整体稳定性,主梁及斜撑间宜设连接拉杆;(4)斜撑与主梁、下抱箍间设置法兰盘及高强螺栓连接;(5)托架安装后,应采取适当固定措施防止其转动引起的横桥向偏位。
2.2盖梁模板
盖梁模板采用厂制定型钢模板,拼装采用侧模及端模座落与底模上的形式,螺栓连接。底模下设三角桁架,座落于分配梁上,三角架支腿采用槽钢制作。
3主要构件设计计算
3.1 托架设计及验算
3.1.1荷载集度的确定
砼自重荷载取26KN/m3,靠近墩柱处盖梁荷载最大,此处荷载集度为:
砼自重q1=2.8m*2.4m*26 KN/m3=174.72 KN/m;钢模板自重:q2=9.0KN/m(根据模板设计资料);底模三角架自重:q3=2KN/m(根据三角架设计资料);工字钢横梁及分配梁自重:q4=5 KN/m;人群机具及振捣产生荷载:q5=4 KN/m2×2.4m=9.6 KN/m;靠近墩柱处荷载集度合计:q总=q1+q2+q3+q4+q5 =200.32 KN/m。
考虑偏压及砼冲击力等偶然荷载,取1.2倍安全系数,则荷载集度:q=q总×1.2=240.4KN/m
3.1.2分配梁抗弯与挠度验算
分配梁I14工字钢的弹性模量E=2.1×105MPa,惯性矩I=712cm4,抗弯模量Wx=101.7cm3
靠近墩柱处横梁的荷载集度最大,所以验算此处工字钢。取横梁间距为20cm,作用在单根横梁上的荷载Gh’=q×0.2=240.4×0.2=48KN,作用在横梁上均布荷载为:qh’=Gh’/Lh=48/2.4=20KN/m,最大弯矩:Mmax= qh’Lh 2/8=20×2.42/8=14.4 kN·m
σ=Mmax/Wx=14.4×1000/(101.7×10-6)=142MPa
最大挠度:fmax= 5 qh’Lh 4/384×EI=5×20×2.44/(384×2.1×108×712×10-8)=0.0058 m
3.1.3工字钢主梁力学计算
工字钢主梁采用两根I28双拼
按照简化力学模型图,托架体系为一次超静定结构如图3:
图3
利用结构力学软件计算得出结构弯矩图和剪力图4、图5
图4
图6
主梁两端支点处为弯矩和剪力最大处,检算此处:
正应力σmax=M/W=148KN×1000m/1570m3=94.3Mpa
3.1.4斜撑力学计算
斜杆采用两个I25工字钢双拼,斜杆主要承受轴向力,验算受压稳定性。实际施工时最不利状态是上层抱箍与工字钢横梁没有紧密接触,所以在验算斜杆时,不考虑上层抱箍对横梁的支撑,假设所有荷载加在斜杆上,按《钢结构设计与计算》规定,斜杆截面属于压杆b类截面,验算其受压稳定性:
轴力N=[(55+120.2)/2×4.8+(120.2+20)/2×1.2]/sin45.8=688.8KN
长细比λx=58, λy=86.5刚度满足要求。
检查Y轴作用平面压杆稳定:查《钢结构设计规范》附表3-26得ψ=0.645, [σ]=145Mpa,N/Aψ=688.8kN/(107.026m2×0.645)=100 Mpa
3.2 抱箍与螺栓力学计算
抱箍与墩柱间最大静摩擦力等于正压力与摩擦系数的乘积,即F静=f×N。
查表得M24高强螺栓的设计预拉力[F]=225KN,取施工预拉力F=200KN。一侧抱箍螺栓个数12个,螺栓总数为24个,每个抱箍对墩柱产生的总压力为N=24×200KN=4800KN,钢材与混凝土间的摩擦系数为0.3~0.4,取f=0.35。则抱箍与墩柱间的最大静摩擦力为F静=1680KN。
按托架横梁简化受力结构图计算斜杆支撑横梁处支座反力RA=RB=346.55KN,墩柱处支座反力RC=315.76KN
则下层抱箍承受的竖向荷载R下=4×346.55KN=1386.2KN
主工字钢和斜撑之间连接螺栓主要承受剪切力,查《钢结构设计规范》表3.4.1-4得M10.9级高强螺栓设计抗剪强度为310N/mm2,本结构采用M24高强螺栓,换算得每颗M24高强螺栓抗剪承载力为fv=310×3.1415×122=140KN,主工字钢和斜撑之间采用6颗高强螺栓连接,抗剪承载力为140KN×6=840KN>[(55+120.2)/2×4.8+(120.2+20)/2×1.2]/tan45.8=490KN,螺栓受力安全。
4结束语
在湖北恩来恩黔高速公路大茅坡2#桥独柱墩盖梁施工中,双抱箍托架法施工工艺得到了较成功的应用,其最大优点是克服了为支撑盖梁底模对地基承载力及施工场地的要求,操作相对较简单,易于控制施工质量与安全。
参考文献
墩柱施工总结范文第3篇
关键词:下部结构;盾构;预应力混凝土盖梁;差异沉降;铅芯橡胶支座
中图分类号:U448 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)08-0015-02
随着我国经济快速发展,北京、上海、广州等一线城市的城市轨道交通线路陆续开始建设并投入运营。按照线路架设方式,城市轨道交通分地下、高架和地面三种形式,地下轨道交通(下文简称“地铁”)通常采用盾构施工,隧道结构保护和附加荷载控制严格。在城市桥梁与地铁线位平行的条件下,如何对桥梁下部结构进行优化设计并处理好桥梁基础与隧道结构不同建设时序下的保护措施,是桥梁工程师们正在面对的难题。本文将对此类条件下的某城市桥梁的总体布置作简要阐述,并着重对下部结构建模进行分析、比较,提出桥梁施工期间的保护要点。
1 工程建设条件
上海市绿科路(南洋泾路-罗山路)为城市次干路,双向四车道,红线宽度34 m,道路在桩号K0+694处跨越先生浜河,河道规划蓝线宽度21 m,需新建过河桥梁一座。根据工程可行性研究报告,新建桥梁跨径组合(8+16+8) m,桥位与规划地铁13号线线位重合。桥梁与地铁线位位置平面如图1所示。
依据地铁13号线施工图设计资料,桥位处隧道分上行、下行线,隧道采用盾构施工工艺,外缘直径6.8 m,净距约17.5 m,隧道与桥面中心线平面距离约1.1 m,隧道位于地面以下15~25 m。
初步设计阶段经征询地铁设计单位,明确隧道与桩基净距要求:新建桥梁桩基与隧道外缘净距≤3.0 m。因此,隧道两侧桥梁桩基横桥向净距≥12.8 m(=3.0+6.8+3.0 m),两孔隧道间桩基横桥向布置宽度约11.5 m,详平面图。依据工程建设条件的限制,桥梁应合理布置桩位,采用较大横桥向跨度的桥墩结构,同时做好对桥梁下部结构的保护措施。
2 桥墩初选方案及结构设计
根据上海地区的建设经验,中小跨径梁桥的上部结构一般采用预制混凝土空心板梁,其建筑高度低,设计、施工经验成熟,质量有保障。
空心板梁设计汽车荷载:城-B级,16 m跨梁高82 cm、8 m跨梁高52 cm。
2.1 桥墩方案初选
具有较大横桥向跨径的桥墩结构中,常见的为门墩式混凝土结构、钢结构。
混凝土结构:采用预应力混凝土盖梁,一般为倒“T”形截面,张拉横向预应力形成竖向抗弯体系。
钢结构:横梁、立柱采用钢构件,一般为型钢组合截面,通过焊接形成框架。
近年来,预应力混凝土盖梁在高架桥梁中应用较多,其设计和施工均比较成熟,一般采用满堂支架现浇,分批张拉预应力;钢结构轻质高强,适用跨度较大,可工厂预制、现场焊接,但单位造价较高,作为桥墩结构,其用钢量较大,浦东地区同类工程应用很少。基于地区适用性和造价考虑,桥墩采用门墩式混凝土结构。
2.2 桥墩结构设计
2.2.1 横桥向总体布置
根据桥梁与地铁线位的相对位置以及隧道保护净距要求,总体布置中中立柱承台与桥面中心线的水平距离为1.073 m,桥墩盖梁端部设置边立柱与承台,盖梁中部设置双立柱与承台。
2.2.2 截面尺寸、材料
预应力混凝土盖梁采用倒“T”形截面,宽2.8 m(含牛腿各宽0.9 m),截面最大高度1.97 m,盖梁横坡通过截面高度变化形成;立柱截面2×1.5 m;承台厚度2 m;桩基直径0.8 m。
材料:盖梁为C50混凝土;钢绞线采用(1×7-15.20-1860-
GB/T 5224-2003)国家标准,每9根编束;立柱、承台(含桩基)分别采用C40、C30混凝土,普通钢筋采用HRB400。
2.2.3 模型计算分析
根据中、边立柱与盖梁的联结方式、盖梁是否设置沉降缝,将盖梁分为三种结构:墩梁全固结;中墩固结边墩释放;墩梁固结盖梁设缝。
依据边界条件分别建立“桥梁博士”模型进行横桥向结构分析计算,根据承载能力、正常使用极限状态下的验算结果,确定桥墩合理的结构形式。考虑桥梁使用和所处I类环境的要求,桥墩盖梁按A类预应力混凝土构件设计。
①墩梁全固结条件下的结构分析
桥墩立柱均与盖梁固结,盖梁边跨高比(l/h)=8.1,立柱与盖梁节点传递轴力、剪力、弯矩,盖梁受弯时立柱将分摊部分弯矩,立柱横桥向的线刚度(EI/l)以控制柱顶水平位移?驻x时截面内力为目的进行优化。根据桥面及承台顶标高计算,立柱高Hz=2.603 m。盖梁、立柱线刚度计算如下:
盖梁:■;
立柱:■。
两者线刚度之比0.32,因此盖梁横桥向应按三跨连续刚构计算。立柱高度Hz对计算结果影响较大,在施工条件允许时,应尽量降低承台顶标高,以改善盖梁内力。限于篇幅,本文中计算模型单元划分和建立予以省略。
计算模型中桩基按照横向抗弯模量EI等效的原则,将双排桩(桩径d)等效为单根直径dr的桩基(dr=■)。
经初算,预应力钢束分三行三列布置,两端张拉,在盖梁端部锚固。施工阶段划分:立柱及下部基础施工,盖梁钢筋、波纹管、混凝土施工,养护28 d;张拉第一批钢束,架梁,铰缝施工;张拉第二批钢束,桥面铺装施工;成桥10 a;其中,一期、二期恒载、活载按阶段输入。
依据(JTG D62-2004)相关条文,对预应力钢束进行调束,优化各单元截面内力后,结果见表1。
表注:1.表中数值前带“+”表示截面受压,“-”表示截面受拉;中、边立柱的内缘均指桥墩中心线侧;
2.?滓st、?滓lt为在荷载短期、长期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力;?滓pc为扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力;?滓tp为由荷载短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力。
根据计算结果,结构体系对升、降温,混凝土收缩、徐变,柱顶水平位移,基础差异沉降等作用较为敏感,立柱单侧钢筋配筋率0.3%时,边立柱顶部的柱身裂缝宽度不满足规范要求,各组合下盖梁截面应力满足规范要求。
②中墩固结、边墩释放条件下的结构分析
桥墩中立柱与盖梁固结,边立柱顶面设置单向活动支 座,允许该支点处盖梁有横桥向水平位移和转角位移,但纵桥向位移予以约束,避免中立柱在水平面内扭转变形。边立柱与盖梁节点仅传递竖向轴力、纵桥向水平剪力,仅中立柱分摊盖梁的弯矩。
除节点约束外,模型Ⅱ与模型Ⅰ相同,调束并优化截面内力后,结果见表2。
根据计算结果,边立柱与盖梁节点的转角、水平位移约束释放后,升、降温,混凝土收缩、徐变等引起的边立柱附近盖梁弯矩减小,中立柱附近盖梁支点负弯矩、跨中正弯矩有所增加;与模型Ⅰ相比,短期效应组合立柱顶的最大水平剪力增至2 350 kN,柱顶柱身最大弯矩增至2 360 kN·m,立柱底柱身弯矩变化较小,约2 700 kN·m;承载能力极限状态下边立柱顶面最大支座反力为2 260 kN。
综合分析,中立柱柱身最大弯矩变化较小,柱顶水平剪力增幅较大,宜加强柱顶箍筋,减小箍筋间距。立柱单侧钢筋配筋率0.3%时,能较好控制柱身裂缝;各组合下盖梁截面应力满足规范要求,结构受力状况合理。
③墩梁固结、盖梁设缝条件下的结构分析
模型I盖梁未设沉降缝,结构对预应力张拉、升、降温、差异沉降等较为敏感,模型Ⅲ在中立柱间设置沉降缝后,盖梁结构上分为两幅。通过在沉降缝处盖梁端部预埋固定端锚具,边立柱处盖梁端部单端张拉形成预应力体系。该结构降低了超静定次数,为优化设计创造了条件。
模型Ⅲ中单元、荷载、边界条件与模型I基本相同,在设置沉降缝的节点处将左、右单元隔离,预应力钢束在两幅桥墩结构中分别布置,经过试算和调束,优化截面内力后,计算结果见表3。
根据计算结果,立柱单侧钢筋配筋率0.3%时中立柱底部内缘柱身裂缝宽度不满足规范要求,各组合下盖梁截面应力满足规范要求。
④桥墩结构选择及优化
根据分析结果,三种结构特性如下:
墩梁全固结:升、降温,混凝土收缩、徐变,水平位移,基础差异沉降等作用对结构影响明显,立柱裂缝宽度Wfk是结构设计主控因素。
中墩固结、边墩释放:盖梁截面应力、立柱裂缝宽度Wfk满足规范要求,中、边立柱受力合理,盖梁、立柱截面可优化。
墩梁固结、盖梁设缝:结构超静定次数较低,中立柱裂缝是结构设计主控因素;差异沉降时沉降缝附近桥面铺装易纵向开裂。
综合分析,选用结构Ⅱ作为新建桥墩结构;边立柱顶面设置隔震力学性能、耐久性好的铅芯橡胶支座。
3 建设时序与施工保护
新建桥梁应按照地铁隧道盾构和桥梁下部结构的施工时序确定合理的施工组织方案,在保证施工质量、运营安全、结构耐久的前提下,对盾构和桥梁下部结构施工先后的两种工况作简要分析,提出合理的建议。
3.1 地铁盾构→地面桥梁
隧道盾构完工后,施工桥梁桩基础。考虑适用性和无挤土效应,上海地区桥梁桩基常选用钻孔灌注桩,需要注意的是施工中钻孔及泥浆循环容易对桩身附近土层产生扰动,局部土体内力重分布,有可能引起隧道结构变形、裂缝或渗水等不良后果。因此需要在隧道结构上安装监测装置,目的是在桩基及下部结构施工时对隧道结构进行监测。
盾构附近的钻孔桩一定桩身长度范围内推荐设置钢护筒,避免桩基施工对隧道结构的不利影响,该段桩基侧摩阻力不计入桩基承载力。应注意桩基定位精度,并在盾构附近四列纵桥向桩基内设置测斜管,实时监测桩身倾斜度。
施工时原地面的土体开挖或堆载将对下方隧道结构带来附加荷载,应避免在地铁上方原地面进行卸、堆载,承台开挖时应采取有效的等载措施。
3.2 地面桥梁→地铁盾构
本工况中盾构在桥梁下部结构完工后进行,桥梁按照隧道保护距离要求布置桩位,预留盾构空间,钻孔灌注桩桩身应安装监测装置。地铁盾构施工中应加强对桥梁下部结构的保护,控制盾构推进速度,尤其注意边墩桩基础的桩身状况监测,避免土压力变化造成桩基桩身强度破坏或土体扰动带来桩基沉降。
4 结 语
①本文通过建立平面杆系模型,比较分析了受地铁盾构施工影响下的三种桥墩结构形式,推荐了中墩固结、边墩释放的合理桥墩结构,并提出了施工期间的保护措施,希望为同类型桥梁的设计提供借鉴。
墩柱施工总结范文第4篇
关键词:桥墩盖梁;现浇施工;支架施工
1工程概况
栗子坪1号大桥位于四川省石棉县栗子坪乡,沿南桠河河谷蜿蜒而行,跨越南桠河,河谷宽10m,南桠河为山区河流,具有明显的山区河流特征,水流湍急,涨落迅速,1号桥梁右侧横南桠河道有姚河坝电站大坝,桥梁大部分地段所在山坡近直立,坡高20~30m,并且桥梁轴线基本处于陡坎坡眉附近,桥墩地形陡峻。本桥2#,14#,15#墩原设计为左右分离式盖梁,桩基采用每半幅2根方墩,因此,原设计该3个桥墩中每个桥墩有两个墩柱处于河流正中,影响姚河坝电站的正常泄洪,对桥梁安全也造成影响。因此,栗子坪1号桥3桥墩下部结构采用整体式预应力盖梁,桩基和桥墩靠近河道两边陡峭的岩石,河道中央不设桥墩。由于该处地形特殊,桩基、桥墩均位于陡峭的岩石上,且桩位附近由于地势陡峭,不能为施工提供操作场地,特别是整体式盖梁的施工难度更大。
2盖梁施工方案的选择
在对工程进行初步计算后发现,14#盖梁和15#盖梁的最大净跨为30m,需要浇筑396.7m3的混凝土,实际施工过程中,加上施工荷载,整体荷载超过1000t。为了节省施工成本,提高施工的安全性,项目部根据工程的具体情况对此盖梁的施工方案进行了分析和探讨,初步确定了下述施工方案。1)对桥下河道的地基进行处理,然后建立两个混凝土临时墩,在临时墩上使用万能杆件拼装成两个支柱,支柱高度以达到盖梁底为准,将钢构件预埋到混凝土方墩上,横桥向使用贝雷片和工字钢组合长盖梁承重面[1],然后进行上方钢筋混凝土施工。2)考虑到河底盖梁的高度为40m,为了保证临时支柱的稳定性,可以按照一定的间隔距离在混凝土墩柱上预埋构件,横向使用工字钢连接成一个整体,通过设置临时支柱后可以使盖梁的跨径从原来的30m逐步变成10m,可以有效降低施工难度。使用此方法,施工构件比较小,而且可以使用吊车开到河道下方(枯水期时)开展施工。3)在钢筋混凝土方墩侧面将钢构件预埋好,然后将贝雷片和工字钢组合成支撑面,在支撑面上开展混凝土施工。但是使用此方案进行施工时,因地形条件的限制,施工机械往往无法就位,施工过程中需要在两头布设龙门缆索进行拆卸和拼装施工,施工难度比较大,施工费用也比较高[2]。4)综合对比后,本工程决定使用安全性更高、费用较低的方案进行施工。(1)2#桥墩设计桩基为4m×3.5m方桩,桩长17.5m,C40混凝土,墩柱为薄壁空心墩,墩柱高36.43m,两墩间净跨25m,盖梁底距河床净高42.948m,其中,贝雷架及横向工字钢、卸架装置总高度2.10m,拟采用两个临时墩柱,实际施工跨径8.3m,盖梁设计C50预应力混凝土317m3;支架底为片石混凝土临时扩大基础,基础平面尺寸长5.0m,宽3.0m,高度8.0m(其中埋置深度约5.0m,具体以地质情况而定,以挖至河床硬地基岩为准),临时扩大基础以现场实际开挖情况确定;基础顶部50cm范围内布设Φ14钢筋网,纵横向间距为20cm,然后预埋八块支架钢板(钢板厚2cm,尺寸为80cm×80cm)。(2)14#桥墩设计桩基为4m×3.5m方桩,桩长22.5m,C40混凝土,墩柱为薄壁空心墩,墩柱高34.26m,两墩间净跨30m,盖梁底距河床净高45.515m,其中贝雷架及横向工字钢、卸架装置总高度2.10m,拟采用两个临时墩柱,实际最大施工跨径9.10m,盖梁设计C50预应力混凝土396.7m3;支架底为片石混凝土临时扩大基础,基础平面尺寸长5.0m,宽3.0m,高度8.0m,临时基础高度根据现场实际情况确定。(3)15#桥墩设计桩基为4m×3.5m方桩,桩长27.50m,C40混凝土,墩柱为薄壁空心墩,墩柱高29.70m,两墩间净跨30m,盖梁底距河床净高46.053m,其中贝雷架及横向工字钢、卸架装置总高度2.10m,拟采用两个临时墩柱,实际最大施工跨径9.10m,盖梁设计C50预应力混凝土;支架底为片石混凝土临时扩大基础,基础平面尺寸长5.0m,宽3.0m,高度8.0m(其中埋置深度约5.0m,具体以地质情况而定,以挖至河床硬地基岩为准)临时基础高度根据现场实际情况确定。
3桥墩盖梁现浇施工技术
3.1支架施工
结合本工程的具体情况,在施工过程中,盖梁会伸出墩柱2m,因此,需要考虑伸出2m的支撑。所以,本工程施工时在墩柱上预留了Φ150mm的穿心棒孔。另外,考虑到穿心棒悬端需要承受压力,在其下方布设了牛腿[2]。牛腿使用400工字钢,牛腿支点预埋钢板在施工墩柱时预埋进墩柱,将贝雷片平均后紧挨布置在墩柱的两侧,将其放置到穿心棒上面卸架砂筒上。原设计贝雷片均布11榀,为单数,为了保证结构的安全性增加了1榀,墩柱两侧各6榀;模板、支架组合细部如图1所示。支架处模板支架组合(从下至上)分别为:临时墩(置于河床基岩上,高度8m,露出3m)+钢管支架(38m)+卸荷砂箱(30cm,每根主管顶一个,2个支架共计16个)+2工56b主横梁(高56cm,长6m,共计4根)+贝雷架12榀(160cm高,长45m)+工30a横向分布梁(高30cm,长6m,间距50cm)+底模(宽2m+厚度10cm)+侧模(高410cm,侧模夹底模,背架高420m)。
3.2模板施工
1)底模施工。使用原方墩柱施工旧钢模板进行底模施工,原墩柱设计高度为2m,底模向下斜1m,因为本工程使用贝雷架作为支撑梁,需要断开横向水平分布梁,并在贝雷架中间设置加底模支撑横梁,在横梁上布置水平分布梁和竖向工字钢进行固定。2)侧模。侧模板也使用原墩柱施工的平板模为支座,使用背架进行固定,背架之间的间隔距离为50cm。将所有背架在横向分布梁上固定,侧模使用拉杆进行固定,拉杆之间的横竖向间隔距离为80cm,在背架顶部布设天拉杆。拉杆之间的横竖向间隔距离为80cm,在背架顶部布设天拉杆。
3.3盖梁施工
在进行盖梁施工之前,要准确确定出墩身顶面墩柱中心点和对应边线点的位置,并将其作为模板和钢筋的安装控制点。施工过程中,使用水准仪将盖梁底面高程放出,并将此作为支架模板安装的控制线。凿毛和清洗墩身表面,然后将墩顶锚固筋上粘附的水泥浆清除干净,核对墩顶锚固筋的位置是否满足设计要求。对于高度超过30m的盖梁,可以使用钢管支架进行支撑和加固[3]。对于高度比较大的盖梁,需要使用钢牛腿支撑贝雷梁支架进行立模现浇。盖梁施工时,要先将支架安装好,然后将底模铺设好,将盖梁钢筋安装好后即可进行侧模的安装,然后安装横向支撑和横档,最后将斜撑和拉杆安装好。
3.4安装钢筋
在底部模板上将中间钢筋网片和两边钢筋网片的位置放出,在墩顶锚固筋上焊接加强箍筋,要求架立筋重点位置和边缘位置与放出的控制线重合。将主筋的位置在加强筋上标注出来,然后将主筋焊接到加强筋上,在柱筋上将斜向弯起钢筋和箍筋的位置标出,安装弯起钢筋和箍筋[4]。将预埋件和主筋焊接牢固,避免混凝土振捣过程中出现移动或变形的情况。安装后要检查钢筋规格、钢筋数量、钢筋型号、接头焊接质量,重点核对弯起钢筋的安装位置。
3.5浇筑混凝土
混凝土采用集中搅拌的方式进行拌合后,使用输送泵输送入模,然后进行分层浇筑,每一层浇筑的厚度不能超过50cm。使用插入式振捣器进行振捣,振捣作业时,要注意加强预埋件以及预埋件下部混凝土的振捣工作。为了保证盖梁各预埋件外露部分以及顶面高程尺寸的准确性,需要在盖梁顶面标高上布置明显的控制线。
4结束语
综上所述,在桥梁工程建设中,桥墩盖梁现浇施工是施工中的重点。本文以实际工程为例,对桥墩施工中支架施工、模板施工、盖梁施工、钢筋施工、混凝土浇筑施工等进行了分析和探讨,所采取的方案顺利完成了工程施工,取得了良好的施工效果,值得类似工程借鉴和参考。
参考文献:
[1]王占军.凤咀江特大桥墩身和盖梁施工方案[J].山西建筑,2007,33(4):118-119.
[2]肖家安.桥墩盖梁施工技术探讨[J].铁道标准设计,2005,31(12):31-33.
[3]谢东辉.双(三)柱式桥墩盖梁施工技术[J].西南公路,2003,23(5):11-15.
墩柱施工总结范文第5篇
关键词:盖梁 抱箍 原理 施工 工艺
1 引言
沿海高速沧州歧口至海丰段第四合同段K41+190长芦盐场大桥设计为12×20如采用满堂支架,则将浪费大量人力、物力搭设支架、生产周期长、安全性差,且当桥下基础条件较差,如有流水或墩柱较高时,都将增加施工的难度及危险性;若采用预留孔法,施工工艺有了很大进步,但有些问题难以避免,如预留孔倾斜、墩柱外观感较差、对墩柱整体产生一定程度的破坏等。抱箍法具有施工简单,适应性强,节省投资,施工周期短等优点,在河北沿海高速第一合同段的桥梁盖梁施工中广泛使用并取得了明显的效果。
2 抱箍法简述
抱箍法,就是在盖梁施工时,用两段半圆型钢箍卡于其下墩柱上,钢箍两端焊以牛腿,将横梁架于外伸牛腿上,利用钢箍与墩柱的摩擦力支承横梁传下的上部荷载――盖梁自重、模板自重、施工荷载等。抱箍图示如下:
3 抱箍使用的理论依据
3.1箍身的结构形式
抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴,这是个基本要求。由于墩柱截面不可能绝对圆,各墩柱的不圆度是不同的,即使同一墩柱的不同截面其不圆度也千差万别。因此,为适应各种不圆度的墩身,抱箍的箍身采用不设环向加劲的柔性箍身,即用不设加劲板的钢板作箍身。这样,在施加预拉力时,由于箍身是柔性的,容易与墩柱密贴。在施工当中,为保证密贴的效果和避免钢箍和混凝土表面刚性接触造成损伤,在抱箍与墩柱之间垫以5mm厚橡胶垫。
3.2 连接板上螺栓的排列
抱箍上的连接螺栓,其预拉力必须能够保证抱箍与墩柱间的摩擦力能可靠地传递荷载。因此,要有足够数量的螺栓来保证预拉力。如果单从连接板和箍身的受力来考虑,连接板上的螺栓在竖向上最好布置成一排。但这样一来,箍身高度势必较大。尤其是盖梁荷载很大时,需要的螺栓较多,抱箍的高度将很大,将加大抱箍的投入,且过高的抱箍也会给施工带来不便。因此,只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板,一般均将连接板上的螺栓在竖向上布置成两排。这样做在技术上是可行的,实践也证明是成功的。
3.3连接螺栓数量的计算
抱箍与墩柱间的最大静摩擦力等于正压力与摩擦系数的乘积,即f=μ×N
式中 f――抱箍与墩柱间的最大静摩擦力;
N――抱箍与墩柱间的正压力;
μ――抱箍与墩柱间的静摩擦系数。
抱箍与墩柱间的正压力N由螺栓的预紧力产生的,根据抱箍的结构形式,修正每排螺栓个数为n,则螺栓总数为4 n,若每个螺栓预紧力为F,则抱箍与墩柱间的总正压力为N=4×n×F。
在实际施工中采用45 号钢的M30 大直径螺栓。
式中:As ――螺栓的横截面积,As=πd2/4
每个螺栓的允许拉力为[F]=As×[σ]
[σ]―钢材允许应力。对于45号钢,[σ]=210MPa。
于是,[F]=[σ]πd2=210×3.14×302/4=148.4 kN
钢材与砼间的摩擦系数为0.3~0.4,取f=0.3,于是抱箍与墩柱间的最大静摩擦力为f=μ×N=μ×4×n×F=0.3×4×n×148.4=178.04n
若临时设施及盖梁重量为G,对于双柱式盖梁结构则每个抱箍承受的荷载为Q=G/2。
取安全系数为λ=1.3,则有Q=f/λ即G/2=178.04n/1.3;n=0.00365×G
河北沿海高速第四合同段在抱箍设计中采用自重最大的K40+200.392北疏港互通分离式立交桥桥墩盖梁进行计算。临时荷载及盖梁自重为:675.3KN。
根据公式
n=0.00365×G=0.00365×675.3=2.47
取n=3排,抱箍高度采用30cm,经实践证明抱箍的承载力能够满足施工需要。
抱箍具体设计如下图:
4、横梁受力验算
抱箍法施工中另一关键受力结构是横梁,横梁必须具备足够的强度和刚度以承受盖梁荷载和抵抗变形。在施工中选用两条I45a “工”字钢共同承受荷载,具体结构见下图。
4.1荷载集度q的确定
K40+200.392北疏港互通分离式立交桥盖梁长L为13.355m,宽1.4m,高1.4 m,立柱间距为6.8m。临时荷载及重力为G=675.3KN。两条“工”字钢共同承受荷载,对其中一条“工”字钢进行验算即可,按常规取1.2的安全系数。因此荷载集度为:q=1.2 G /L/2,经计算得30.34KN/m
4.2 应力验算
对于I45a工字钢,查?路桥施工计算手册?附表3-31可知:E=2.1×105Mpa, Ix=32241 cm4,w=1432.9cm3,施工过程中跨中弯矩最大为最不利荷载进行计算。
4.2.1“工”字钢应力验算σ= M/w ≤[σ]
式中:
M─受力弯矩,取最大弯矩Mmax
w─截面抵抗矩
[σ]─容许应力,查规范得210Mpa
经计算得Mmax= ql2/8=30.34×6.82/=175.4 KNm
σ= M/w =175.4 KNm /1432.9cm3=122.4Mpa≤[σ]=210Mpa 满足要求
4.2.2挠度验算
施工过程中,最大挠度会发生跨中。
fmax= 5ql4/384EI ≤[f]
式中:q─均布荷载
l─计算跨径
E─弹性模量
I─惯性矩
[f] ─容许挠度,查规范得:
经计算fmax=5×30.34×6.84/384/210000/32241=12.48mm
5 抱箍法施工工艺流程及过程控制
5.1抱箍法施工工艺流程如下:
抱箍加工抱箍拼装抱箍吊装安装横梁及垫木安装盖梁底模板吊装钢筋笼安装盖梁侧模板盖梁砼施工。
5.2抱箍法施工过程控制要点:
5.2.1根据盖梁设计标高反算出抱箍钢带下沿在墩柱上的位置并在其上做好标记,以便抱箍准确就位。
5.2.2将两半抱箍用牛腿处螺栓固定成型,置于墩柱下方地面上。
5.2.3在两牛腿处螺栓之间穿一钢丝绳,用吊车钩住钢丝绳将抱箍吊装就位.吊装时,注意在两牛腿板下方撑一钢筋,以确保抱箍不变形。
5.2.4抱箍按墩柱上标高准确就位后,就要紧固牛腿处螺栓.因为此处螺栓承受力较大,为便于施工,需将扳手把加长.可加焊一50cm长,Φ28的钢筋.紧固时,由两人踩加长的钢筋,直到踩不动为止.再复核两半抱箍接头间隙是否小于等于2cm(设计要求),直到符合要求为止。
5.2.5把两根I45a横梁吊置于抱箍两侧牛腿上,用拉杆在两端将两者拉紧,防止其向两侧顷覆,在其上安放横梁、支架和底模。
5.2.6搭设简易脚手架,供施工时工人上下。
5.2.7用水准仪测设盖梁底模标高,如低于设计值可加垫相应钢板调整。
5.2.8拆除模板时,先拆侧模,然后用钢丝绳将横梁工字钢,底模固定于盖梁上,松开抱箍牛腿螺栓,使抱箍沿墩柱滑下,最后卸下横梁及底模。
6 报箍法施工的注意事项
6.1 墩柱混凝土强度在养生达到设计强度的75%以上后方可进行。
6.2抱箍就位时,需注意牛腿与盖梁方向垂直,以得于安入横梁。
6.3抱箍内直径宜比圆柱直径大1~2cm;抱箍与砼接触面处垫5mm 左右的橡胶板,以增大抱箍与砼之间的摩擦力及接触密实程度。
6.4由于抱箍连接板是直接承受螺栓拉力的构件,要有足够的强度和刚度,根据理论计算及实践经验,以采用厚度为24mm~30mm 的钢板为宜。
7 结束语
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