摘要:本文結(jié)合李村大橋介紹現(xiàn)澆砼連續(xù)箱梁橋的施工技術(shù)。重點在于跨越縣道X390施工支架的搭設、施工及交通保暢。
關(guān)鍵詞:施工技術(shù) 支架搭設 門洞施工 支架預壓
1 工程概況
李村大橋位于貴州省遵義縣境內(nèi)。左幅橋梁全長151.818m,右幅橋梁全長132.122m,左右幅橋?qū)捑鶠?0.73m。共計13跨單箱雙室等高度現(xiàn)澆C40砼連續(xù)箱梁。
因本橋從縣道X390上跨,故在施工中存在的主要問題就是縣道X390的保暢。在箱梁施工時采用了門洞式支架搭設方式跨越縣道X390,不封閉交通。
2 現(xiàn)澆支架總體方案及地基處理
總體方案:除跨縣道X390預留行車通道部分采用工字鋼支架外,其他區(qū)域均采用碗扣式腳手架。行車通道預留凈空5.0m。在支架前方300m之外設置限高架。
支架地基處理:采用回填本合同段內(nèi)隧道洞碴的處理方式,待墩柱施工完畢后,將場區(qū)內(nèi)進行換填,將原先承載力較差的地表耕植土挖走,換上隧道洞碴,平均換填厚度為1.0m。地基處理以后,利用試驗室輕型觸探儀測定其承載力:大于150KPa。然后鋪設15cm厚C20砼找平層。
3 支架布置及過車門洞布置
3.1 支架布置及安裝
碗扣式支架縱向間距為0.9m;橫向間距0.6/0.9m;肋板、橫隔板處步距取0.6m、其它部位步距取1.2m。
3.2 縣道門洞式支撐布置方案及安裝
門洞縱橋向3m范圍內(nèi)的碗扣架采用30cm間距的套架。當碗扣架搭設高度滿足X390縣道限高要求(5m)時,將9m長的I32工字鋼橫跨過X390縣道安放到在此范圍內(nèi)的碗扣架頂上,保證兩端搭接長度為2m。工字鋼間距為:90/90/60/90/90/90/60/90/90/90/60/90/90cm。
再將門洞上的碗扣滿堂架搭設在工字鋼上。
整個縣道門洞式支撐布置形式是箱梁砼自重支撐在滿堂鋼管支撐上,鋼管支撐在橫跨門洞工字鋼橫梁上,工字鋼橫梁再將作用力分散傳于碗扣鋼管支撐上,最后,通過鋼管傳于基礎上。
門洞基礎為1m高,0.6m寬的C20砼條型基礎,基礎上為門洞長加上10m。以防止車輛通過門洞時碰到碗扣架。
4 施工設計計算
4.1 荷載的標準值
砼重量:左幅第一聯(lián)C40砼504.2m3,模板面積858.94,
指標0.587m3砼/m2;左幅第二聯(lián)及右幅第一聯(lián)和第二聯(lián)C40砼各367.1m3,模板面積1244.4,指標0.59m3砼/m2。
模板自重:包括面板、縱橫方木、安全防護設施,0.7KN/m2。
支架自重:左幅第一聯(lián)支架第一聯(lián)241T,平米指標2.81KN/m2;左幅第二聯(lián)支架176T,平米指標2.83KN/m2;右幅第一聯(lián)180T,平米指標2.89KN/m2;右幅第二聯(lián)196T,平米指標3.15KN/m2。
施工人員、施工料具運輸、堆放荷載:2.5KN/m2。
振搗砼產(chǎn)生的荷載:對水平面模板產(chǎn)生的垂直荷載P3=
2.0KN/m2;對垂直面模板產(chǎn)生水平荷載P3=2.0KN/m2;
傾倒砼時的沖擊荷載(按泵送考慮):對垂直面模板產(chǎn)生的水平荷載P2=2KN/m2;
4.2 荷載組合及模板的剛度要求
①砼重量;②模板自重;③支架自重;④施工人員、施工料具運輸、堆放荷載;⑤振搗砼產(chǎn)生的荷載;⑥傾倒砼時的沖擊荷載;⑦新澆砼對模板的側(cè)壓力。
4.2.1 計算底模及支架結(jié)構(gòu)
4.2.2 腳手架地基承載力驗算如下:
4.3 過車門洞處工字鋼梁截面尺寸的強度及撓度驗算
4.3.1 工字鋼縱梁荷載計算
橫跨門洞處工字鋼橫向間距為0.9m,工字鋼跨徑5m,工字鋼型號為I32,質(zhì)量為57.71kg/m,其荷載為碗扣架傳來的荷載,荷載為1899.42kg/m2。
4.3.2 工字鋼縱梁截面尺寸的強度、剪力及撓度驗算
工字鋼計算結(jié)構(gòu)形式為跨徑5.0m的簡支梁,其截面抵抗彎矩W=726.7cm3,容許彎曲應力{σw}=145MPa
=1450kg/cm2,容許剪應力{τ}=850kg/cm2,半截面面積矩Sx=426.1cm3,截面慣性矩Ix=11626cm4,腹板厚度b=1.15cm。
結(jié)論:所擬定的工字鋼橫梁截面尺寸強度、剪力、撓度驗算滿足要求。
4.3.3 工字鋼橫梁兩端支撐碗扣架的驗算
支撐橫梁工字鋼的碗扣架立管承受的荷載有以下幾個,箱梁質(zhì)量77350kg;工字鋼質(zhì)量7271.46kg;工字鋼上面的碗扣架質(zhì)量為3926.016kg;其他施工過程重量6210 kg(含模板及方木自重70kg/m2;施工人員及材料、機械重量:25kg/m2。
振搗砼時產(chǎn)生的荷載:20kg/m2面積按跨度5m寬度10.8m計)。
其受力情況為軸向受壓,其受力大小F=77350+7271.46
+3926.016+6210=94757.47630kg。
承受工字鋼及其上荷載的兩端碗扣支架的數(shù)目為:順橋向14排(每側(cè)2m承擔工字鋼,碗口架套架間距30cm。
每側(cè)7排);橫橋向37列(按11m計碗扣架套架間距30cm)。所以,支撐的碗扣架數(shù)目為37*14=518根。則每平米承重為94757.476/(10.8×9)=979.4kg/m2。則支架承受的最大力為N=9794KN/m2×0.3m×0.3m=881.46 kg,碗扣鋼管的斷面積為A=4.89cm2,其強度計算公式為:σ=N/ФAj≤{σ}
4.3.4 門洞式通道地基設計及驗算(地基處理同鋼管支架)
地基所受壓應力為每根鋼管所承受的力傳到基礎上,則其基礎所受力為:
4.3.5 門洞結(jié)構(gòu)加強
為提高安全保險系數(shù)及考慮外來車輛的撞擊作用力,門洞支架方案在構(gòu)造上進一步加強,門洞立柱增設30根I25工字鋼,門洞上方工字鋼梁與豎向工字鋼均焊接在一起,基本達到框架要求,另將門洞立柱基礎用砼澆注成整體條形基礎,防止車輛撞擊立柱。
5 超載預壓
為消除支架及地基產(chǎn)生的非彈性變形,澆筑砼前對支架進行超載預壓。
預壓時在每跨模板頂面和對應地基頂面布設觀測點進行測量。觀測點按每跨每側(cè)布置5點,兩側(cè)共布置10點,觀測點按1/2跨、1/4跨及每跨兩端墩臺側(cè)布置。
預壓方法采用人工裝袋方法逐層平行加減載方案,第一次加載50%,即加載180噸,第二次加載105%(按超載進行5%加載),即加載360噸,預壓加減過程中及時進行觀測,每跨兩端每隔24小時設專人觀測一次,如有異常立刻停止加載,并注意安全檢查。
6 箱梁混凝土澆筑
箱梁砼澆筑采用砼運輸車運輸,砼輸送泵直接泵送入模內(nèi),砼坍落度控制在16-18mm。骨料粒徑為1-3cm,并摻入緩凝早強減水劑,砼澆筑按斜向分段,水平分層進行澆注方向由標高較低的一端向另一端進行。澆筑速度要盡量快,澆筑次層砼要在前一層砼初凝前完成振搗時要注意避免觸及芯模,以免造成破損導致漏漿,插入式振動器振搗,設專人負責振搗作業(yè)。澆筑按規(guī)范要求順序進行,澆筑過程中對底板高程進行跟蹤測量,確保梁體線形與設計一致。
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