雙曲拱壩壩頂聯(lián)系梁兼交通橋?qū)ｍ?xiàng)施工方案

尹德翼

【摘 要】交通橋施工時(shí)段在各個(gè)溢流孔閘墩澆筑至頂部設(shè)計(jì)高程后進(jìn)行，在澆筑閘墩混凝土前，埋設(shè)鋼板埋件及工字鋼，為懸空型鋼支撐系統(tǒng)施工做好準(zhǔn)備。在懸空型鋼支撐系統(tǒng)施工完成后，隨即施工交通橋模板、鋼筋及混凝土澆筑。

【關(guān)鍵詞】雙曲拱壩；聯(lián)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(zhǎng)），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(zhǎng)），單孔懸空部分梁重量為94.5t。

2.主要施工方法

設(shè)計(jì)圖紙中的聯(lián)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(shè)計(jì)斷面尺寸較大，矩形梁及板梁重量分別為87.5t及94.5t（只計(jì)算7m凈跨部分重量，閘墩部分重量未計(jì)入），對(duì)應(yīng)底部溢流堰已經(jīng)形成的臺(tái)階EL932.7m～EL936.7m，如果采用腳手架承重系統(tǒng)，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(shè)受底部實(shí)際地形限制，難以系統(tǒng)生根，所以壩頂交通橋混凝土澆筑承重系統(tǒng)設(shè)計(jì)為懸空型鋼支撐系統(tǒng)，混凝土不分倉(cāng)一次澆筑成型。

3.懸空支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在型鋼支撐施工前，首先將操作腳手架搭設(shè)至安裝高程，同時(shí)按照加工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際量測(cè)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(shè)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(cè)距離閘墩2.5m的位置設(shè)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(jiàn)《鋼支撐剖面示意圖》

3.1組合荷載分析

在支撐系統(tǒng)中承受的荷載包括垂直、水平荷載兩類。該連系梁有兩種結(jié)構(gòu)形式，其支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用相同方法，因此在進(jìn)行荷載分析和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算取最不利矩形梁?jiǎn)慰邕M(jìn)行驗(yàn)算。具體如下：

3.1.1支撐及附屬件自重。

根據(jù)施工圖紙可知，支撐系統(tǒng)（矩形梁）自重荷載主要為鋼結(jié)構(gòu)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(jù)設(shè)計(jì)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(jì)。

3.1.4施工器具施工人員荷載。

可以忽略不計(jì)

3.1.5震動(dòng)荷載。

可忽略不計(jì)

單根主梁總荷載值為：q總=225.44KN。

3.2主梁驗(yàn)算

3.2.1主梁構(gòu)件參數(shù)。

計(jì)算截面處的內(nèi)力設(shè)計(jì)值：

Mx = 20.00kN·m My = 3.00kN·m V = 225.44kN

梁上剪力最大值： Vmax = 225.44kN

3.2.2強(qiáng)度驗(yàn)算。

構(gòu)件截面的最大厚度為 16.50mm， 根據(jù)表3.4.1-1， f = 205.00N/mm2， fv = 120.00N/mm2

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

1）抗彎強(qiáng)度

根據(jù)公式4.1.1，

抗彎強(qiáng)度滿足

2）抗剪強(qiáng)度

根據(jù)公式4.1.2，

抗剪強(qiáng)度滿足

3）折算應(yīng)力

根據(jù)公式4.1.4-1，

折算應(yīng)力滿足

式中， -------- 腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上同時(shí)產(chǎn)生的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力

其中，

3.2.3整體穩(wěn)定。

簡(jiǎn)支梁I40c， 鋼號(hào)Q235， 受壓翼緣自由長(zhǎng)度為7.00m，

跨度中點(diǎn)有側(cè)向支承點(diǎn)（不論荷載作用點(diǎn)在截面高度上得位置）

查表 B.2， 并插值計(jì)算， 得軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支梁的為0.650

> 0.6， 根據(jù)（B.1-2）式， 得

根據(jù)公式4.2.3，

整體穩(wěn)定滿足

3.3斜撐梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙可知，斜撐梁兩端連接處均采用滿焊形式。同時(shí)，每根主梁均延伸到閘墩混凝土1m，即可理解為主梁有四個(gè)固結(jié)點(diǎn)，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(shù)為2，即斜撐豎向壓力為：159.38KN。由于在進(jìn)行軸心受壓計(jì)算時(shí)，軟件無(wú)I30c工字鋼，計(jì)算時(shí)采用I28b工字鋼對(duì)該斜撐進(jìn)行驗(yàn)算

3.3.1構(gòu)件參數(shù)。

兩主軸平面內(nèi)約束信息：

荷載參數(shù)： N = 159.00kN

受力狀態(tài)： 軸心受壓

3.3.2強(qiáng)度驗(yàn)算.

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

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

根據(jù)公式5.1.1-1，

強(qiáng)度滿足

3.3.3整體穩(wěn)定。

按5.1.2-2進(jìn)行計(jì)算

雙軸對(duì)稱截面

根據(jù)GB50017-2003表5.1.2-1， 對(duì)于x軸， 屬于 a類截面， 查附錄C， 得穩(wěn)定系數(shù)為0.988， 對(duì)于y軸， 屬于 b類截面， 查附錄C， 得穩(wěn)定系數(shù)為0.735，= 0.735

兩個(gè)主軸方向的最大長(zhǎng)細(xì)比為72.54，不大于設(shè)定的長(zhǎng)細(xì)比 150.00

根據(jù)規(guī)范公式5.1.2-1，

整體穩(wěn)定滿足

3.3.4局部穩(wěn)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(zhǎng)細(xì)比的較大值； 當(dāng)λ < 30 時(shí)，取λ = 30； 當(dāng)λ > 100 時(shí)，取λ= 100. 根據(jù)規(guī)范5.4.1-1， 翼緣穩(wěn)定滿足 腹板凈高h(yuǎn)0與其厚度tw之比：

式中，λ-------兩主軸方向長(zhǎng)細(xì)比的較大值； 當(dāng)λ < 30 時(shí)，取λ = 30； 當(dāng)λ> 100 時(shí)，取λ = 100.

根據(jù)規(guī)范5.4.2-1， 腹板穩(wěn)定滿足

4.施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→埋件埋設(shè)→腳手架搭設(shè)→閘墩澆筑至壩頂→懸空型鋼支撐施工→底模鋪設(shè)→鋼筋制安→側(cè)模安裝、加固→倉(cāng)號(hào)驗(yàn)收→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)、待強(qiáng)→側(cè)模、鋼支撐、底模及腳手架系統(tǒng)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。endprint