吴珏摘要院墩梁固结及0#块支架是现浇连续梁施工中非常重要的一环袁应该选用何种墩梁固结方式袁不仅关系到抵抗梁墩节点处不平衡弯矩的安全性因素袁还影响着0#块支架的选用形式袁不同的墩梁固结形式对应不同的0#块支架形式遥本文以徒骇河大桥为例对其进行介绍袁此方法值得在连续梁施工中推广使用遥
关键词院临时支架曰墩梁固结曰0#块支架曰施工
0工程概况
K11+608.5袁桥长792m袁设计结构形式为5伊25+6伊25预制小箱梁+渊70+120+70冤悬灌梁+5伊25+5伊25预制小箱梁遥
75m,采用单箱单室截面袁箱宽7.0m,两侧翼缘悬臂
徒骇河大桥为双幅桥袁每幅桥桥面宽度12.徒骇河大桥起始里程K10+816.5,终止里程
宽2.875m遥箱梁端部梁高3m,墩顶根部梁高7.8m袁为主跨跨度的1/15.38袁箱高以1.8次抛物线变化遥箱梁底板厚从箱梁根部截面的90cm厚渐变至跨中截面的32cm厚袁同样按1.8次抛物线变化遥箱梁腹板厚度在7耀9梁段自85cm直线渐变至55cm遥箱梁项板横坡与路面横坡一致袁底板水平遥主梁悬臂浇注梁段长度共划分为3.5m尧4m两种节段遥箱梁0号梁段长12.0m,连续刚构箱梁纵桥向划分为14个对称悬浇梁段袁从根部至梁端划分为为6伊3.5m+8伊4m,最大悬臂状态单侧悬臂长59m遥连续刚构主梁采用C55砼袁采用高强度钢绞线和群锚作为纵向预应力体系袁采用挂篮悬浇法施工遥
图1徒骇河大桥效果图
1方案确定
通过墩梁固结的形式来确定0#块支架的最终形式及材料选用状况袁墩梁固结的施工方法主要有两种院在墩柱和梁段中设置锚固钢筋的方法和借助并设置锚固钢筋的方法遥现对这2种墩梁固结的施工方法进行分析如下院
1.1在墩柱和梁段中设置锚固钢筋的方法
优点院锚固钢筋的设置方式简单袁可以在浇筑墩柱及相应区段的混凝土过程中同步施工遥0#块支架中的钢管立柱袁在钢管立柱中灌注混凝土
作者简介院吴珏(1990-)袁女袁江西南昌人袁本科袁工程师袁主要从事项目现场施工管理工作遥
窑30窑
HRB400渍32mm缺点院经计算钢筋袁袁每个临时固结均采用锚入墩内1.404m袁锚入梁内
188根1.225m袁顺桥向中心距以抵抗梁墩节点处不平衡弯矩遥临时支座374固钢筋的用量较多根袁锚固钢筋总长度为2.7m渊见图曰由于临时支座顺桥向中心距较
983.246m遥2冤遥两个临时支座共需综上所述袁锚小袁采用这种方式抵抗梁墩节点处不平衡弯矩的安全系数较低遥
图2墩梁固结锚固钢筋布置图
1.2借助0#块支架中钢管立柱设置锚固钢筋的方法
优点院经计算袁通过在管径1m钢管中灌注C40混凝土24根HRB400渍32mm袁利用锚固钢筋进行固结钢筋袁锚袁入每个钢管中采用1092mm袁锚入梁内953mmm袁以抵抗梁墩节点处不钢管内混凝土平衡弯矩渊见图3冤遥临时支座顺桥向中心距9m遥锚
固钢筋总长588.96m遥综上所述袁锚固钢筋的用量相较墩梁锚固更少曰临时支座顺桥向的中心距较大袁能更好地抵抗梁墩节点处不平衡弯矩袁安全性更高遥
锚固钢筋计算如下院
m袁其相应的竖向支反力为设计院提供的最大不平衡弯矩为51496.9KN遥145879.4KN.16209kN袁
则单侧钢筋承受拉力Rm=M/9=145879.4/9=
每个钢管中产生的最大竖向压力Rmax
其中Rm为单侧钢管混凝土中弯矩产生的竖向力遥
单根钢筋面积A1=仔伊32伊32衣4=803.84mm2根289.4kN袁钢筋可每个钢管内布置锚固钢筋的根数为承受拉力为360N/mm2伊803.84mm袁2单
=渊16209伊1000冤/渊3伊360伊803.84冤抑19本方案每个钢管内设置24根锚固钢筋根曰
n=
袁其单
根钢筋承受拉力为16209/渊3伊24冤=225KN袁通过换算280MPa遥
袁此时单根钢筋的抗拉强度为渊360伊225冤/289.4=钢筋在梁(C55)中锚固长度计算院
钢筋在墩(C40)中锚固长度计算院
图30#块支架钢管立柱中设置锚固钢筋布置图
缺点院灌注混凝土的钢管不能再重复利用袁造成钢管浪费曰相较墩梁固结袁锚固钢筋的施工操作较为繁杂遥
通过对上述两种墩梁固结的施工方法优缺点对比袁方案2所采用的锚固钢筋更省袁临时支座顺桥向的中心距较大袁能更好地抵抗梁墩节点处不平衡弯矩袁安全性较好袁故本项目采用在0#块支架钢管立柱中设置锚固钢筋袁利用0#块支架中钢管来进行墩梁固结遥
20#块支架结构形式及布置
淤于支撑圆管立柱盂钢管立柱间采用双排630-8mm曰15cm设计钢管立柱顶设置砂箱14b曰
袁槽钢连接砂箱伸缩量按照
曰窑31窑
榆虞砂箱顶设置双拼工字钢横梁顶设置40工字钢横梁曰愚纵梁顶设置10#槽钢分配梁40工字钢纵梁3袁平面布置形式见图遥
曰其立面布置形式见图4遥
图4支架平面布置图
30#块支架受力分析及其验算
3.1计算控制指标
渊1冤渊2)A3相对位移容许值院l/400
壁厚叶16mm:[滓w]越215钢院E越2.06伊105MPa
MPa[子]越125Mpa
14b本方案支撑圆管立柱630-8mm曰钢管立柱间
横梁连接槽钢袁工40b纵梁均采用袁模板底部10#A3钢槽钢遥袁双拼40工字钢3.2设计采用荷载及荷载组合3.2.1恒载
钢材自重院7.85伊103kN/m3钢筋混凝土自重26kN/m3曰模板及模板支撑架荷载院2.9KN/m曰2模板及模板
支撑架荷载院2.9KN/m23.2.2活载
遥施工荷载院
施工人员及设备荷载取1.0KN/m2工碗口式钢管脚手架安全技术规范4.2.5袁查条取值叶建筑施
遥
水平模板的混凝土振捣荷载取2KN/m2筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范曳4.2.5袁查条取叶建
值遥
总计院3KN/m23.2.3荷载组合
遥
强度计算院1.2伊渊淤+于+盂冤+1.4伊榆刚度计算院淤+于+盂+榆3.30#块支架计算
采用Midascivil有限元软件对该0#块支架进32窑
行建模尧分析尧计算遥3.3.1计算模型
图50#块支架计算模型
3.3.20#块支架各杆件计算
对0#块支架施加浇筑混凝土荷载尧模板荷载及施工荷载1袁各构件组合应力计算简图见图袁并对其进行计算分析袁计算结果见表表1各构件应力计算结果
6耀图9遥
序号构件名称组合应力/MPa
剪应力/MPa强度设计值/MPa1钢管立柱630mm冤
渊直径522横梁渊双拼40b工字钢冤
112102151253纵向分配梁渊40b工字钢冤
109642151254
横向分配梁渊10#46
215槽钢冤
134
12540.5215125图6钢管立柱组合应力图
窑图7钢管立柱轴力图
图8横梁组合应力图
图9纵向分配梁组合应力图
由图7知最大轴力为570KN袁钢管柱渍630伊8mm截面积A为1.56伊104mm2袁
袁
则
袁
规范渍630伊8mm渊曳GB50017-2003焊接冤附录为bC袁渍=0.923袁渍类截面袁查叶钢结构设计
y较小值袁则渍=渍y=0.923
=0.991袁取钢管柱的稳定性满足要求遥袁
3.3.3牛腿计算
钢管混凝土立柱牛腿大样如图10所示院
图10牛腿大样图
图11钢管混凝土立柱反力图
由图11可知袁作用在牛腿上的最大反力标准值为726.6KN袁将牛腿简化为双拼H型钢袁每个H型钢承受的最大反力标准值为726.6/2=363.3KN袁采用理正软件里的悬臂钢梁进行计算袁H型钢的高度取牛腿端部高度475mm渊此高度较低袁最为不利冤袁通过计算袁牛腿的最大正应力为76MPa袁满足设计要求遥
牛腿与钢管柱采用焊接袁焊缝计算按照牛腿根部755mm高度进行计算袁将牛腿简化为双拼H型钢袁焊缝计算时只对单个H型钢进行计算袁焊缝处的剪力取363.3KN遥计算结果如下院236.5N/mm腹板顶部折算应力=57.6N/mm22臆1.1ftw=
窑33窑
236.5N/mm腹板底部折算应力=57.6N/mm22臆1.1ftw=
mm腹板中间处剪应力子=56.8N/mm22臆fvw=125.0N/
焊缝计算满足设计要求遥
3.3.4钢管混凝土计算
钢管混凝土立柱锚固钢筋如图12所示院
图12钢管混凝土立柱图
依据叶钢管混凝土规程曳4.1.8条第1款耀第2款院钢管直径不宜小于D逸200袁t逸4袁满足构造要求
200mm袁壁厚不宜小于4mm遥
(20耀135)伊235/fy叶钢管混凝土规程之间遥曳4.1.8条第3款院D/t宜在
=135.00
径厚比满足构造要求
0.5臆兹臆2.5袁长细比:
套箍指标满足构造要求依据叶钢管混凝土规程曳4.1.8第5款袁柱的长细比不宜大于80遥
长细比臆80袁满足构造要求依据14376.751kN袁酌0伊N叶钢管混凝土规程=1.000伊13986.000曳5.1.1=13986.000kN条:
臆Nu=
40#块支架施工
柱轴向受压承载力满足设计要求遥
34窑
4.1地基处理
支架安放在12#尧13#主墩承台上袁进场道路压实后铺筑建筑砾料遥4.2材料选用及搭设要求
螺旋管临时支撑架的立杆直径为渍630mm袁壁厚为8mm袁材质为匝345B遥钢管的端部切口应平整袁禁止使用明显变形尧裂纹和严重绣蚀的钢管遥钢管立柱间采用双排14b槽钢连接袁横撑设置3道袁斜撑设置渊1冤2支架底部采用承台预埋钢板焊接道遥支架搭设满足下列要求院稳固支撑遥
袁以保证设置砂箱方便拆模渊2冤支架顶部采用立柱焊接钢板袁砂箱伸缩量按照15cm袁钢管立柱顶
设计曰砂箱顶设置双拼40楔形钢板垫调节坡度工字钢纵梁40袁纵梁顶设置工字钢横梁袁工字钢横梁顶设置
渊标高冤袁10#承托整个箱梁的底
槽钢分配梁袁采用模尧边模及翼板支撑遥
寸袁翼缘板边缘各外扩渊3冤支架搭设袁在横桥向方向上应留有足够尺
0.75m袁以满足搭设模板的操作空间及稳定性要求距4040cm渊4冤箱梁底模钢模板遥
采用10#槽钢曰主梁袁次梁渊楞渊楞冤顺桥向布置冤横桥向布置袁采用袁间
4.3工字钢支架搭设
遥块预埋钢板尺寸渊1冤在承台施工时预埋亿75cm伊75cm袁24块底座钢板外排12块预埋钢板袁内侧12
尺寸亿100cm伊100cm袁钢板与承台混凝土之间设置
钢筋连接曰
满焊渊2冤袁设置加强三角板安装螺旋钢管支柱曰钢管接长连接采用焊接袁钢管与底座钢板采用
袁在焊口外侧焊接加强板渊3冤钢管支柱横向连接件采用袁增强整体刚性连接曰置3道袁斜撑设置2道曰
20槽钢袁横撑设次楞渊4冤袁调节坡度支架顶部焊接顶托钢板渊标高冤袁承托整个箱梁的底模袁其上设置主楞和
尧边模及翼板支撑主要检查各种构件间距渊5冤在预压前必须进行整体支架检查和验收曰
袁节点连接等遥袁
4.4支架预压4.4.1支架预压
在0#块和1#段位置袁压重为0#块件的砼自重395.3t的1.2倍院474.4t遥应在一端另加偏载(不平
窑衡载荷)10T,观测托架的稳定性遥加载宽度设7.3m袁长度同块件长度遥4.4.2监测点布设
在箱梁0#尧1#段长度范围内纵向L/4尧L/2尧3/4L断面设置观测点曰每个断面在以桥梁中线为中心袁对称均匀布置5个监测点遥一联共设3个断面袁共15个测点遥4.4.3监测方法
满载后24h测一次袁各监测点最初24h的沉降量平均值<1mm袁或者监测点最初72h的沉降量平均值<5mm袁应判断支架预压合格遥采用水准仪量测袁预压监测宜采用三等水准测量要求作业遥4.4.4预压注意事项
预压注意分层堆码直至整孔支架预压重量满足要求袁不得小范围集中堆码袁以免产生不均匀沉降遥更不能集中堆放袁防止局部超载发生遥砂袋按预压重量要求调至支架上后袁应用防雨布进行覆盖袁防止雨水浸入砂袋袁增加过大负荷袁造成支架坍塌遥同时派专人检查基础混凝土面遥4.4.5支架弹塑性压缩值计算
支架塑性变形驻L塑越预压前标高原预压后标高原弹性回弹值
支架弹性变形驻L弹越卸载后底模标高原卸载前底模标高
其中塑性变形包括地基沉降值尧接缝压缩值及方木塑性压缩值袁该值在预压完后认为已消除袁调整底模标高时不再予以考虑遥渊上接第20页冤评估遥通过研究分析袁所得结论为院
5结语
6伊25预制小箱梁+渊70+120+70冤悬灌梁+5伊25+5伊25预制小箱梁遥
徒骇河大桥桥长792m袁设计结构形式为5伊25+
其主梁悬臂浇注梁段长度共划分为3.5m尧4m两种节段遥箱梁0号梁段长12.0m,连续刚构箱梁纵桥向划分为14个对称悬浇梁段袁从根部至梁端划分为为6伊3.5m+8伊4m,最大悬臂状态单侧悬臂长59m袁采用挂篮悬浇法施工遥
本文通过对2种墩梁固结的施工方法优缺点
对比袁方案2所采用的锚固钢筋更省袁临时支座顺桥向的中心距较大袁能更好地抵抗梁墩节点处不平衡弯矩袁安全性较好袁故本项目采用在0#块支架钢管立柱中设置锚固钢筋袁利用0#块支架中钢管混凝土来进行墩梁固结遥并对其进行建模分析计算袁各构件均满足设计计算要求遥最后对0#块支架施工进行了详细介绍遥该连续梁固结及0#块支架施工得到了业主及监理的一致认可袁此方法值得在连续梁施工中推广使用遥
参考文献院
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桥梁的长期健康监测袁其可对健康监测数据进行实时采集和高效传输曰
渊1冤本文中健康监测系统可以实现对中小跨径
模型指标训练法可以高效快速的确定其安全阈值曰
渊2冤对于中小跨径桥梁的安全状态评估袁采用无渊3冤通过将实测值与安全阈值进行对比分析袁经
过2018年耀2019年的运营袁万埠大桥应变及挠度渊倾角冤实测值均落在安全区间内袁其安全状态良好遥
参考文献院
[1]陶祥林,雷震.中小桥梁健康监测系统研究现状与发展对
窑35窑
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