基于懸澆箱梁0#塊施工的一種三角托架裝置

彭通洲(四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司)

基于懸澆箱梁0#塊施工的一種三角托架裝置

彭通洲(四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司)

摘要:結(jié)合具體實(shí)例，闡明一種結(jié)構(gòu)安全、施工高效、可重復(fù)使用的三角托架裝置在掛籃懸澆箱梁0#塊施工過(guò)程中的運(yùn)用，以達(dá)到降低成本、節(jié)約資源、減少能耗的目的。

關(guān)鍵詞:三角托架;懸澆; 0#塊施工

1　前言

隨著公路交通建設(shè)的不斷發(fā)展，國(guó)家高速公路、高速鐵路的不斷完善，路網(wǎng)建設(shè)不斷向西部、向山區(qū)、向高原挺進(jìn)，橋隧比例不斷提高(最高橋隧比的高速公路:汶(川)－馬(爾康)高速公路，86.5%)，高墩、大跨不斷涌現(xiàn)，尤其是跨徑200 m以下的連續(xù)梁在跨越深谷、河流、主要道路的工程中以其施工工藝成熟、造價(jià)低、所需特種設(shè)備少等優(yōu)勢(shì)成為首選。結(jié)合實(shí)例詳細(xì)闡明可重復(fù)使用的三角托架在懸澆箱梁0#塊的施工中的運(yùn)用。

2　問(wèn)題說(shuō)明

常規(guī)連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋在0#甚至1#塊的施工時(shí)采用落地式支架法和托架法兩種。落地式支架簡(jiǎn)單，適用于墩側(cè)地基基礎(chǔ)較好、墩柱高度不高的情形;托架法則主要適用于墩側(cè)地基基礎(chǔ)處理難度較大、墩柱高度較大或處于水中不便施工的情形。

在托架法施工過(guò)程中則多采用在墩柱施工時(shí)預(yù)埋型鋼或預(yù)埋鋼板的樣式。在0#塊、1#塊施工時(shí)采用型鋼與預(yù)埋件進(jìn)行焊接連接，施工完成后采用氣割割除墩柱表面以外的支架部分。其優(yōu)點(diǎn)使用簡(jiǎn)單直接、受力分析明確，受到廣大工程技術(shù)人員的“青睞”;然而其缺點(diǎn)也給不少施工人員帶來(lái)不少煩惱。

首先墩柱施工時(shí)要預(yù)埋較大截面的型鋼或者較大面積的鋼板及錨筋與墩柱結(jié)構(gòu)鋼筋相互影響，預(yù)埋費(fèi)時(shí)，精度不高;其次支架安裝時(shí)需要高空焊接，操作不易、作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，焊接質(zhì)量不易保證，安全風(fēng)險(xiǎn)較高;最后施工完成后會(huì)在墩柱表面留下一道面積不小的“傷疤”，其留下的型鋼、鋼板需采用特殊防腐處理，否則影響墩柱的耐久性。

對(duì)此結(jié)合工程實(shí)例提出使用一種可重復(fù)使用的三角托架裝置可避免以上問(wèn)題，以達(dá)到結(jié)構(gòu)安全、施工高效、節(jié)約資源、減少對(duì)橋梁耐久性影響的目的。

3　實(shí)例介紹

3.1簡(jiǎn)述

杭新景高速公路是《浙江省公路水路交通建設(shè)規(guī)劃》(2003－2010)公路主骨架“兩縱兩橫十八連三繞三通道”中的“一連”。杭新景高速公路衢州段(建德壽昌至浙贛省界開(kāi)化白沙關(guān))，全長(zhǎng)105.053 km，設(shè)計(jì)速度100 km/h，橋梁總長(zhǎng)24 337 m/80座。

本例方家亭大橋全橋上部結(jié)構(gòu)共3聯(lián):左幅: 3×30 + (30 +50 +30) +2×30 m;右幅20 + 3×30 + (30 + 50 + 30) +30 m。第1、3聯(lián)采用預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁;第2聯(lián)采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。箱梁采用C50混凝土，左右雙幅，半幅橋?qū)?2.5 m，單箱單室斷面，其中箱底寬6.5 m，兩側(cè)懸臂翼緣板寬3.00 m。箱梁根部梁體中心線梁高H根=3.1 m，跨中及邊跨現(xiàn)澆段中心線梁高H中= 1.8 m。

箱梁0#塊長(zhǎng)10 m，墩柱寬3 m，0#塊于墩前后端各懸挑3.5 m，混凝土176.8 m3，通過(guò)對(duì)比施工難以程度、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保與耐久性等，選擇如(圖1)所示的施工方案，即采用可重復(fù)使用的三角托架裝置。

該橋左右兩幅共計(jì)4個(gè)0#塊，按計(jì)劃先施工左幅2個(gè)0#塊，共需投入2對(duì)三角托架及連接拉桿，待左幅0#塊施工完成，臨時(shí)錨固措施到位后，拆除三角托架，進(jìn)行后續(xù)懸澆施工的同時(shí)，可安裝右幅三角托架，先行右幅0#塊施工以達(dá)到工期計(jì)劃合理，資源有效配置及合理利用的目的。

3.2三角托架構(gòu)造

通過(guò)擬選細(xì)部結(jié)構(gòu)尺寸及試算結(jié)果，選擇三角托架采用雙拼2I25b工字鋼組合而成，兩支間凈距6 cm，以利于φ32精軋螺紋鋼筋對(duì)拉連接及拆除作業(yè)，同時(shí)也提高工字鋼y軸方向的抵抗矩，兩支間連接采用連接板間距1 m，同時(shí)對(duì)主要受力集中部位對(duì)工字鋼進(jìn)行加勁處理。

精軋螺紋鋼用于錨固托架豎桿，只承受拉力，不承受剪力。托架豎桿上部錨固螺紋鋼主要承受拉力，采用Φ32 mm的精軋螺紋鋼，下部螺紋鋼僅作為錨固托架用，故采用Φ25 mm的精軋螺紋鋼。剪力栓采用2根一組100 mm的Q235鋼柱，承受托架傳遞全部豎向荷載。

3.2.1三角托架驗(yàn)算

路橋施工計(jì)算手冊(cè)中荷載組合系數(shù)為: 1.2DEAD +1.4q活為最不利荷載，根據(jù)其最不利荷載組合驗(yàn)算雙I25托架計(jì)算結(jié)果如下。

最大彎矩Mmax=55.4 kN·m;彎曲應(yīng)力σmax=69.4 MPa ＜145 MPa;滿足要求。

最大軸力Nmax= 612.3 kN·m;軸向應(yīng)力σmax= 63.7 MPa＜145 MPa;滿足要求。

組合應(yīng)力(軸力+彎矩)σmax= 88.2 MPa＜145 MPa;滿足要求。

最大剪力Qmax= 259.0 kN;剪應(yīng)力τmax= 74.3 MPa＜［τ］=85 MPa;滿足要求。

變形位移

fmax=2.7 mm＜L/400 =5 mm;滿足要求。

3.2.2對(duì)拉桿驗(yàn)算

軋螺紋鋼所受最大拉力為343 kN，則精軋螺紋鋼最大拉應(yīng)力σmax= 343 000/(3.14×32×32/4) = 426.5 MPa＜650 MPa;滿足要求。

為減小精軋螺紋鋼生伸長(zhǎng)量對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，應(yīng)對(duì)精軋螺紋鋼施加預(yù)緊力，取張拉控制力為1.2倍最大拉力，即412 kN。

3.2.3剪力栓驗(yàn)算

剪力栓所受最大剪力Qmax=439.1 kN

［τ］=85 MPa

滿足要求。

3.3實(shí)用價(jià)值

通過(guò)測(cè)算常規(guī)預(yù)埋鋼板或預(yù)埋連接工字鋼等，一個(gè)0#塊施工單從不可回收材料消耗1萬(wàn)余元，左右兩幅4個(gè)節(jié)約4萬(wàn)元，同時(shí)采用該三角托架裝置避免高空焊接施工降低了施工難度，減小了人力、機(jī)械設(shè)備消耗，也避免了后期結(jié)構(gòu)物外露防腐處理，也增強(qiáng)了墩柱的美觀形象。

4　結(jié)論

從簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算，到實(shí)物三角托架的加工、安裝、使用及拆除，通過(guò)實(shí)踐證明該托架裝置是可行的，達(dá)到了預(yù)期的目的。雖然從單座橋梁施工中的使用情況看成本節(jié)約不是很明顯，但隨著高速公路向西部、向山區(qū)不斷挺進(jìn)，同類(lèi)橋梁結(jié)構(gòu)不斷重復(fù)涌現(xiàn)，總體價(jià)值是可觀的。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)降低了施工難度又節(jié)約了成本，對(duì)全社會(huì)來(lái)說(shuō)節(jié)約了資源又降低了能耗。

參考文獻(xiàn):

［1］周水興，何兆益，鄒毅松，等.路橋施工計(jì)算手冊(cè)［M］.人民交通出版社，2001.

［2］杭新景高速公路施工圖.浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，2011.

收稿日期:2015－03－31

中圖分類(lèi)號(hào):U442

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C

文章編號(hào):1008－3383(2015)05－0089－01