桥梁盖梁抱箍法在多布大桥盖梁施工中的应用
摘要:本文针对林拉公路林芝段第二合同段多布大桥,桥梁盖梁抱箍法施工的设计及计算方法,通过设计、计算过程从而明晰盖梁抱箍法支撑系统设计计算的顺序、思路和方法,为本单位后续桥梁施工积累相关施工经验。
1。工程概况
国道318线林芝至拉萨公路改造工程林芝至工布江达段第二合同段多布大桥位于西藏林芝地区八一镇多布村,跨越318国道及尼西尼洋河而设,交通便利。本桥起讫里程K4243+267,K4243+833,跨径组合
5×20m+5×20m+6×20m+6×20m+6×20m,共五联,桥长566米;多布大桥墩柱设计均为直径1。4m圆形墩柱,其墩柱最高高度为17.88m.
2.确定盖梁施工方案
桥梁盖梁施工,其施工方法可分为支架法及无支架法施工,多布大桥盖梁施工由于位于尼西尼洋河河道,墩柱较高,且跨越318国道,故选择无支架法进行盖梁施工.盖梁无支架法施工方法有预留孔穿销法、抱箍法以及预埋牛腿等。
预留孔穿销法施工是在墩柱顶下方的一定位置预留孔道,盖梁施工前将钢制销轴穿入预留孔内,盖梁施工荷载通过托梁(横梁)传至销轴,待混凝土达到强度后拆除模板,最后拆除托架.抱箍法施工是在墩柱顶下方安装抱箍,并通过箍身与混凝土的摩擦力来承受盖梁施工荷载,箍身传递给墩身的正压力来自于连接螺栓或精轧螺纹钢的预
紧力。预埋牛腿法施工是在浇筑墩身砼的同时预埋螺母或钢筋等构件,墩身砼拆模后安装外伸牛腿,再在牛腿上安装钢梁作为盖梁混凝土模板支架。针对业主及
西藏地区相关要求,为了避免对墩柱外观质量造成影响,进过多次方案比选论证,本标段桥梁盖梁施工,参照本单位以往施工经验,均采用抱箍法施工。
3.荷载计算与荷载组合
施工支架承受的荷载包括模板、方木的重量、混凝土的重量,施工中混凝土的跌落、振捣、流动等产生的冲击作用(施工荷载)、施工机具、人员等临时荷载(临时荷载)。其中施工荷载和施工临时荷载属于活荷载,其余荷载属于恒荷载,按照规范对各项荷载进行组合;各分项荷载计算如下:
3.1底模下纵向分配方木 3。4.1螺栓直径的选择
单只抱箍的螺栓布置4列,排数4排,共计16根螺栓。
螺栓的材质选用5。6级普通螺栓,其力学参数为:轴向抗拉设计强度为210MPa,剪切设计强度为190MPa。螺栓选取M27螺栓,其螺栓孔径d=30mm。
混凝土与钢板的摩擦系数μ=0.3-0.5,抱箍与墩身之间有干燥的土工布或橡胶垫时可以选0。4—0。5,在此计算采用μ=0.45.
假定螺栓直径d,则:(3。14*d2/4)*210*106*12>877.8*103/0.5. 经计算d〉29.8mm,根据现有螺栓规格可选用M27满足要求。 3。4.2螺栓孔距及抱箍高度的确定
根据高强螺栓连接的设计、施工规范,M27螺栓的螺栓孔径d=30mm。 螺栓孔的中心间距应在3d—12d之间,即90mm—360mm,现场选用100mm。 螺栓孔制构件边缘的距离应在2d-4d之间,即60mm-120mm,现场选用80mm。 抱箍耳板在高度方向每列布置4个螺栓孔,孔距严格按规范要求进行计算选取,则抱箍的高度应为80+100+100+100+80=460mm。
本工程单抱箍高度为500mm,满足要求。 3.4。3抱箍耳板宽度的确定
抱箍单侧连接板每排布设2个螺栓孔,则连接板的宽度应为80+100+80=260mm. 本工程连接板的宽度为350mm,满足要求。 3.4.4抱箍板厚的确定
抱箍钢板选用A3钢材。板厚=<20mm时,抗拉抗压抗弯强度设计值为215MPa,抗剪强度设计值125MPa;板厚大于20mm并小于40mm时,抗拉抗压抗弯强度设计值为200MPa,抗剪强度设计值115MPa。
钢板的高度经计算确定为500mm,假定钢板的厚度为t,则钢板截面积为0.5t. 本工程钢板厚度选取12mm钢板。 3。4。5抱箍耳板厚度确定
连接板厚度取20mm进行计算,连接板有效高度500-4*30(预留 孔)=380mm。
计算截面为2片连接板合并截面,其力学参数为:截面Wx=962666mm3,板厚40mm,抗拉抗压抗弯强度设计值f=190MPa,抗剪强度设计值fv=110MPa。
连接板抗弯计算:
σ=Mx/Wx=43。89*103/0.962666*10-3=45.6MPa,满足。
连接板抗剪计算:τ=V/A=438。9*103/(0.040*0。38)=28.875MPa,满足。 合成应力为 53。97MPa〈f,满足。 3.5检算结论
经检算,采用单抱箍满足施工要求,为了确保万无一失,考虑不确定因素,施工现场应加强单抱箍受力,将每墩位单抱箍加强为双抱箍,满足受力要求.
4。结束语
在桥梁施工过程中,存在同一种规格支承构件或支承形式仅凭简单的施工经验便盲目投入到不同的桥梁工点中使用,其忽略了墩柱直径相同但有可能其盖梁设计
不同,盖梁几何尺寸相同但其下面墩柱的根数有可能不同等因素,所以导致支撑系统的破坏或下滑变形,从而造成的安全、质量事故。
本文针对多布大桥具体盖梁设计及抱箍法施工工艺要求,进行了支承结构可靠性分析,通过科学的、较为准确的计算,确保了盖梁抱箍法在本工点桥梁施工中应用的安全、规范、有序性,同时对于本单
位后续桥梁施工积累了相关施工经验。 参考文献:
[1]钢结构设计规范,GB50017-2003,2003年4月;
[2]钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程,JGJ82—91,1992年4月; [3]混凝土结构设计规范,GB50010—2002;
[4]桥梁常规支架计算方法,夏龙(中铁一局五公司施工技术部),2010年9月.
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