青口大橋主橋上部箱梁邊跨現(xiàn)澆段設(shè)計(jì)與驗(yàn)算

賈 慶

(中交二公局三公司，陜西 西安 710016)

青口大橋主橋上部箱梁邊跨現(xiàn)澆段設(shè)計(jì)與驗(yàn)算

賈 慶

(中交二公局三公司，陜西 西安 710016)

根據(jù)青口大橋的工程特點(diǎn)，研究了青口大橋上部箱梁邊跨現(xiàn)澆段的施工方案，對邊梁支架的實(shí)際受力進(jìn)行了計(jì)算分析，并闡述了支架預(yù)壓的方法，以保證支架的強(qiáng)度和穩(wěn)定性符合規(guī)范及施工安全要求。

箱梁，支架，計(jì)算，受力

1 主橋概況

S242省道青口大橋位于江蘇省連云港市境內(nèi)，本橋全長1 901.305 m。主橋橋跨組成為42 m+70 m+42 m的變截面預(yù)應(yīng)力剛構(gòu)。箱梁斷面采用單箱單室直腹板斷面。邊跨現(xiàn)澆段箱梁頂寬13.5 m，底寬7 m，翼緣板寬3.25 m，梁中心等高2.07 m，腹板厚45 cm，底板厚度為25 cm，頂板厚度保持25 cm不變。箱梁頂面設(shè)2%單向橫坡。本橋共有4個(gè)邊跨現(xiàn)澆段、2個(gè)邊跨合龍段、6個(gè)中跨合龍段。邊跨現(xiàn)澆段長為5.92 m，邊跨、中跨合龍段長為2 m。

2 邊梁支架計(jì)算

現(xiàn)澆支架橫斷面圖見圖1。

2.1 箱梁內(nèi)模支架

內(nèi)模及支架與0號塊模板、支架一致。

2.2 0號塊、1號塊底支架

采用鋼管支架,支架頂設(shè)頂托，縱向上設(shè)12.6號工字鋼，橫鋪設(shè)10 cm×10 cm方木、間距20 cm，橫方木上為1.5 cm厚的竹膠板做底模，支架受力計(jì)算如下(以最高箱梁2.14 m計(jì)算)。

2.2.1 腹板區(qū)支架

箱梁腹板區(qū)底模竹膠板：

1)荷載計(jì)算。a.竹膠板自重:0.2×0.015×9=0.027 kN/m；b.0號塊腹板梁體自重:0.2×2.14×26=11.13 kN/m；c.施工人員、材料、機(jī)具荷載：2.5×0.2=0.5 kN/m；d.振動混凝土產(chǎn)生荷載:2.0×0.2=0.4 kN/m。

q1=a+b+c+d=12.1 kN/m。q2=a+b=11.2 kN/m。

2)強(qiáng)度驗(yàn)算。竹膠板W=bh2/6=0.2×0.0152/6=7.5×10-6m3；I=bh3/12=0.2×0.0153/12=5.625×10-8m4;M=0.1×12.1×1 000×0.22=48.4 N·m。

Q=1 512.5 N。

τ=1.5Q/A=0.76 MPa<2 MPa(容許抗剪)。

3)按撓度驗(yàn)算。f=(0.667×11.2×0.154)/(100×6.5×106×5.625×10-8)=0.3 mm

支架立桿受力：

腹板下碗扣立桿受力最大為N=21.5×0.6=12.9 kN，碗扣支架截面特性：

支架立桿步距：1.2 m、立桿截面面積：A=4.89×10-4m2、立桿截面慣性矩：I=1.219×10-7m4。

立桿截面模量：W=5.08×10-6m3、立桿截面回轉(zhuǎn)半徑：i=1.58×10-2m3。

長細(xì)比：λ=L0/i。

L0為計(jì)算長度，L0=h+2a=1.8 m。

其中，h為立桿步距，h=1.2 m；a為立桿伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長度，a=0.3 m；λ=1.8×100/1.58=113.9；Φ為軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細(xì)比λ查表得Φ=0.489。

則N/(ΦA(chǔ))=12 900/(0.489×4.89×10-4)=54 MPa<145 MPa。

支架地基驗(yàn)算：

碎石擴(kuò)散角按30°計(jì)算，0.15×tg30°=0.09 m。

混凝土擴(kuò)散角按45°計(jì)算，0.15×tg45°=0.15 m。

一根立桿下的受力面積：

[(0.09+0.15)×2]2=0.230 4 m2。

σ=12.9/0.230 4=56 kPa<100 kPa(地基為粘土人工夯實(shí))。

2.2.2 頂板、底板區(qū)支架驗(yàn)算

頂、底板區(qū)底模竹膠板的縱橫向間距與腹板區(qū)一致，而荷載沒有腹板區(qū)大，故不再驗(yàn)算。

按撓度驗(yàn)算：

3 支架預(yù)壓

支架加載預(yù)壓試驗(yàn)的目的是為了檢驗(yàn)實(shí)際承載能力和安全可靠性，并獲得相應(yīng)荷載下的彈性和非彈性變形，為箱梁施工控制提供參考數(shù)據(jù)。加載試驗(yàn)的方法是模擬重量的120%，采用配重法加載。加載采用沙包及鋼筋，沙包重量稱取20包的重量平均，直接用磅秤稱取(鋼筋重量直接取用)，以確定加載荷卸載時(shí)的重量控制。加載時(shí)應(yīng)逐段加載，目的是消除支架的非彈性變形，并測得相應(yīng)的撓度值。

加載前做好各觀測點(diǎn),并進(jìn)行測量記錄。

第一級加載40%,用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量(測量的部位跟上一次相同)，記錄好測量數(shù)據(jù)。即可進(jìn)入第二級加載。第二級加載70%,用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量(測量的部位跟上一次相同)，記錄好測量數(shù)據(jù)。用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量(測量的部位跟上一次相同),記錄好測量數(shù)據(jù)。第三級加載100%,用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量(測量的部位跟上一次相同)，記錄好測量數(shù)據(jù)。第四級加載120%,用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量(測量的部位跟上一次相同)，記錄好測量數(shù)據(jù)。加載荷載應(yīng)按模擬箱梁橫斷面的結(jié)構(gòu)形式分布。加載方式采用堆棧砂袋和鋼筋的方法完成。加載后前期每4 h觀測一次，基本穩(wěn)定后12 h觀測一次，直至不再沉降(觀測數(shù)據(jù)穩(wěn)定)。

根據(jù)加載、卸載實(shí)測的各點(diǎn)數(shù)據(jù)相應(yīng)的計(jì)算掛籃各點(diǎn)在不同荷載下的彈性和非彈性變形，指導(dǎo)施工中撓度變形，根據(jù)偏差的大小及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

4 結(jié)語

青口大橋主橋邊梁施工采用現(xiàn)澆混凝土工藝，不允許地基和支架有過大的變形，也不能發(fā)生整體的失穩(wěn)垮塌破壞，因此對邊梁支架的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。設(shè)計(jì)方案對邊梁支架的剛度、強(qiáng)度的驗(yàn)算及對地基承載力的驗(yàn)算符合規(guī)范要求，支設(shè)方案可行，為支架的施工提供了可靠的理論指導(dǎo)。

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The design and calculation on side span cast-in-site segments of Qingkou bridge main bridge girder box

Jia Qing

(ThirdCompany,CCCCSecondBranch,Xi’an710016,China)

According to the project characteristics of Qingkou bridge, this paper researched the construction scheme of side span cast-in-site segments of Qingkou bridge main bridge girder box, calculated and analyzed the actual stress of side girder support, and elaborated the support pre pressure method, to ensure that the support strength and stability met the specification and construction safety requirements.

box beam, bracket, calculation, stress

2015-01-23

賈 慶(1977- ),男,工程師

1009-6825(2015)10-0177-02

U448.213

A