雙曲拱壩壩頂聯系梁兼交通橋專項施工方案

尹德翼/重慶市涪陵區御泉河水務有限責任公司

雙曲拱壩壩頂聯系梁兼交通橋專項施工方案

尹德翼/重慶市涪陵區御泉河水務有限責任公司

交通橋施工時段在各個溢流孔閘墩澆筑至頂部設計高程后進行，在澆筑閘墩混凝土前，埋設鋼板埋件及工字鋼，為懸空型鋼支撐系統施工做好準備。在懸空型鋼支撐系統施工完成后，隨即施工交通橋模板、鋼筋及混凝土澆筑。

雙曲拱壩；聯系梁；交通橋；流程

1.工程概況

矩形梁尺寸為2m×2.5m×7m（寬×高×長），單孔懸空部分梁重量為87.5t；板梁尺寸為4.5m×1.2m×7m（寬×高×長），單孔懸空部分梁重量為94.5t。

2.主要施工方法

設計圖紙中的聯系梁兼交通橋主要作用為連接左右岸非溢流壩段使大壩整體受力良好，設計斷面尺寸較大，矩形梁及板梁重量分別為87.5t及94.5t（只計算7m凈跨部分重量，閘墩部分重量未計入），對應底部溢流堰已經形成的臺階EL932.7m～EL936.7m，如果采用腳手架承重系統，高度為15m～21m，加上底部為寬尾墩和鉸支座牛腿，承重腳手架搭設受底部實際地形限制，難以系統生根，所以壩頂交通橋混凝土澆筑承重系統設計為懸空型鋼支撐系統，混凝土不分倉一次澆筑成型。

3.懸空支撐系統設計

在型鋼支撐施工前，首先將操作腳手架搭設至安裝高程，同時按照加工圖紙和現場實際量測尺寸將I30#c工字鋼鋼支撐斜撐加工部件加工好。

I30#c工字鋼斜撐采用塔吊吊裝、輔以人工就位。矩形梁底部設置四根主梁，I40#c工字鋼主梁凈間距0.48m，每根主梁分別在兩側距離閘墩2.5m的位置設置45°角的I30#c工字鋼斜撐，I40#c工字鋼頂部高程控制為EL951.38m，斜撐底部工字鋼埋件頂部高程控制為EL948.48m。

具體詳見《鋼支撐剖面示意圖》

3.1 組合荷載分析

在支撐系統中承受的荷載包括垂直、水平荷載兩類。該連系梁有兩種結構形式，其支撐系統設計采用相同方法，因此在進行荷載分析和結構驗算取最不利矩形梁單跨進行驗算。具體如下：

3.1.1 支撐及附屬件自重。

根據施工圖紙可知，支撐系統（矩形梁）自重荷載主要為鋼結構自重，其單根自重荷載為：q自=（9*80.16+2*3.54*57.5）*9.8=11.06KN

3.1.2 混凝土荷載。

混凝土自重荷載q砼=2.5*2*7*2500*9.8=857.5KN，根據設計圖可知，每跨矩形梁底部有4根Ⅰ40c工字鋼，所以單根承受的豎向剪力為：857.5/4=214.38KN

3.1.3 模板荷載。

模板工程采用竹膠板，其自重荷載可忽略不計。

3.1.4 施工器具施工人員荷載。

可以忽略不計

3.1.5 震動荷載。

可忽略不計

單根主梁總荷載值為：q總=225.44KN。

3.2 主梁驗算

3.2.1 主梁構件參數。

計算截面處的內力設計值:

梁上剪力最大值: Vmax= 225.44kN

3.2.2 強度驗算。

構件截面的最大厚度為 16.50mm, 根據表3.4.1-1, f = 205.00N/mm2, fv= 120.00N/mm2

根據GB/T 700-1988及GB/T 1591-1994, fy=225.00N/mm2

1）抗彎強度

根據公式4.1.1,

抗彎強度滿足

2）抗剪強度

根據公式4.1.2,

抗剪強度滿足

3）折算應力

根據公式4.1.4-1,

折算應力滿足

其中,

3.2.3 整體穩定。

跨度中點有側向支承點（不論荷載作用點在截面高度上得位置）

查表 B.2, 并插值計算, 得軋制普通工字鋼簡支梁的?為0.650> 0.6, 根據 (B.1-2)式 , 得

根據公式4.2.3,

整體穩定滿足

3.3 斜撐梁結構驗算

根據設計圖紙可知，斜撐梁兩端連接處均采用滿焊形式。同時，每根主梁均延伸到閘墩混凝土1m，即可理解為主梁有四個固結點，但是斜撐與閘墩成45°角，所以作用于斜撐的豎向壓力為：1.414*225.44/4=79.69KN，安全系數為2，即斜撐豎向壓力為：159.38KN。由于在進行軸心受壓計算時，軟件無I30c工字鋼，計算時采用I28b工字鋼對該斜撐進行驗算

3.3.1 構件參數。

兩主軸平面內約束信息:

荷載參數: N = 159.00kN

受力狀態: 軸心受壓

3.3.2 強度驗算.

構件截面的最大厚度為 13.70mm, 根據GB50017-2003表3.4.1-1, f = 215.00N/mm2

根據GB/T 700-1988及GB/T 1591-1994, fy=235.00N/mm2

根據公式5.1.1-1,

強度滿足

3.3.3 整體穩定。

按5.1.2-2進行計算

雙軸對稱截面

根據GB50017-2003表5.1.2-1, 對于x軸, 屬于 a類截面, 查附錄C, 得穩定系數為0.988, 對于y軸, 屬于 b類截面, 查附錄C,得穩定系數為0.735,= 0.735

兩個主軸方向的最大長細比為72.54,不大于設定的長細比150.00

根據規范公式5.1.2-1,

整體穩定滿足

3.3.4 局部穩定。

翼緣板自由外伸寬度b與其厚度t之比:

式中, λ-------兩主軸方向長細比的較大值; 當λ < 30 時，取λ = 30; 當λ > 100 時，取λ= 100.根據規范5.4.1-1, 翼緣穩定滿足 腹板凈高h0與其厚度tw之比:

式中,λ-------兩主軸方向長細比的較大值; 當λ < 30 時，取λ = 30; 當λ> 100 時，取λ = 100.

根據規范5.4.2-1, 腹板穩定滿足

4.施工工藝流程

施工準備→測量放線→埋件埋設→腳手架搭設→閘墩澆筑至壩頂→懸空型鋼支撐施工→底模鋪設→鋼筋制安→側模安裝、加固→倉號驗收→混凝土澆筑→養護、待強→側模、鋼支撐、底模及腳手架系統拆除→二期封拱混凝土澆筑→溢0+1.257m～溢0+2m段閘墩一期混凝土澆筑→溢流堰堰面混凝土澆筑。