鋼管樁支架在現(xiàn)澆箱梁橋中的優(yōu)化應用

黃先濱，王　鋒

(廣西長長路橋建設(shè)有限公司，廣西　南寧　530001)

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鋼管樁支架在現(xiàn)澆箱梁橋中的優(yōu)化應用

黃先濱，王鋒

(廣西長長路橋建設(shè)有限公司，廣西南寧530001)

文章以那厘右江特大橋引橋箱梁支架施工為例，介紹了鋼管樁支架施工方案，同時對其進行受力分析，并闡述了支架施工工藝。

鋼管樁；支架；現(xiàn)澆箱梁；應用

0　引言

鋼管樁貝雷片支架因為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、受力明確，在現(xiàn)澆箱梁施工中得到廣泛應用。但是由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的限制，一般只能應用于等截面現(xiàn)澆箱梁施工，而變截面現(xiàn)澆箱梁更多采用滿堂腳手架或掛籃施工。本文結(jié)合那厘右江特大橋引橋7#～10#墩現(xiàn)澆箱梁施工特點，在變截面現(xiàn)澆箱梁施工中對鋼管樁貝雷片支架進行優(yōu)化，并嘗試將鋼管樁貝雷片支架與滿堂式腳手架二者相結(jié)合進行施工。

1　概述

那厘右江特大橋7#～10#墩上構(gòu)為跨越在建云桂高鐵(45+65+45)m三跨雙線預應力混凝土變截面單箱單室連續(xù)箱梁，單幅箱梁頂板寬度為12.75 m，橋面寬度為11.75 m，底板寬6.75 m，兩側(cè)翼板各懸臂3 m；箱梁跨中梁高2.0 m，支點梁高4.0 m。箱梁頂板厚度0#塊為0.7 m，自0#塊開始沿3 m長由0.7 m線形變化到0.28 m，翼板端頂板厚度為0.2 m，箱梁底板厚度0#塊為1.1 m，在梁高變化段線形變化到跨中底板厚度0.28 m，見圖1～2。

圖1　跨云桂高鐵現(xiàn)澆箱梁平面布置圖

圖2　跨云桂高鐵現(xiàn)澆箱梁橫斷面示意圖

2　施工方案比選

結(jié)合施工現(xiàn)場條件及本公司現(xiàn)有材料，擬用于該現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工的方案主要有滿堂腳手架、移動掛籃等，滿堂腳手架安拆方便，機械設(shè)備投入較少，施工簡單工期短，但安全隱患較多，支架搭設(shè)高度受限制，該連續(xù)梁最大搭設(shè)高度達25 m，且要跨過云桂高鐵路基邊坡，出于安全考慮不采用滿堂支架方案。掛籃施工可節(jié)約施工成本，但工序較多且施工工期長，因本工程上跨云桂高鐵，鐵路部門要求盡快完成上跨施工，工期較緊，同樣掛籃施工不適用于本工程。因此考慮將鋼管貝雷片支架與滿堂腳手架二者的優(yōu)點結(jié)合起來，用鋼管貝雷片支架搭設(shè)主承重結(jié)構(gòu)，在其上鋪設(shè)分配梁，形成受力平臺，再在平臺上搭設(shè)滿堂腳手架，這樣既減少了滿堂腳手架搭設(shè)高度和大面積地基處理，又解決了鋼管貝雷片支架不適用截面變化較大的現(xiàn)澆箱梁的問題，通過對比，決定采用鋼管樁貝雷片支架+滿堂腳手架施工方案。

3　方案設(shè)計

3.1支架布置

圖3　現(xiàn)澆箱梁支架立面圖

圖4　現(xiàn)澆箱梁支架橫斷面圖

3.2實際施工中出現(xiàn)的問題及解決措施

3.2.1鋼管樁基礎(chǔ)處理

該現(xiàn)澆箱梁上跨正在施工中的云桂高鐵，有部分鋼管樁基礎(chǔ)落在高鐵路基邊坡上，為不破壞高鐵路基邊坡，需要對高鐵邊坡進行幫填處理，現(xiàn)澆梁施工完成后再刷坡恢復，如圖5所示。

圖5　高鐵路基幫填示意圖

3.2.2貝雷片不能通長設(shè)置的措施

該現(xiàn)澆箱梁處在曲線上，貝雷片縱梁不能通長設(shè)置，因此要在墩頂處斷開，用三排貝雷片縱梁以直代曲，對于墩頂處翼緣板要用滿堂腳手架落地支撐。

3.2.3滿堂腳手架水平力

由于下部鋼管貝雷片支架與上部滿堂式腳手架分屬兩個不同的支架體系，滿堂式腳手架下部與型鋼分配梁之間處于鉸接狀態(tài)，澆筑混凝土時在上部荷載的作用下會對滿堂式腳手架產(chǎn)生一個縱向水平推力，為避免滿堂腳手架相對鋼管樁支架滑動，在搭設(shè)滿堂腳手架時，靠近墩身的地方要用縱向水平桿牢固地支撐在墩身上。

電商平臺企業(yè)在實際工作中需要制定合理的方案提升購買動機，達到價格競爭優(yōu)勢。在每次交易過程中，用戶與平臺企業(yè)都會出現(xiàn)一種緊密聯(lián)系，這將有助于提升用戶對現(xiàn)有平臺的歸屬感和認同感。因此，電商平臺在實際發(fā)展中也可以按照廣大受眾用戶的實際需求對心理和經(jīng)濟依賴感進行調(diào)整，從而實現(xiàn)對用戶轉(zhuǎn)換行為的合理控制，以此實現(xiàn)對用戶忠誠度的全面提升。

4　支架受力分析

桿件采用一般梁單元進行模擬，主要考慮結(jié)構(gòu)的自重及混凝土容重，施工荷載及振搗荷載按規(guī)范取值。

4.1荷載取值

恒荷載考慮混凝土和結(jié)構(gòu)本身自重，按規(guī)范要求取1.2荷載分項系數(shù)；活荷載考慮施工荷載和振動荷載，按規(guī)范取1.4荷載分項系數(shù)；驗算結(jié)構(gòu)強度時采用恒荷載與活荷載的荷載組合；驗算結(jié)構(gòu)剛度時只考慮橫荷載。

4.2邊界條件

鋼管底部支承平動DXDYDZ方向全部約束，轉(zhuǎn)動RXRYRZ方向非約束；鋼管頂部工字鋼與鋼管、工字鋼與貝雷片之間用剛性連接，釋放梁端約束來模擬貝雷片之間的銷接。

4.3荷載計算

結(jié)構(gòu)自重按荷載分項系數(shù)提高1.2程序自動計入，混凝土荷載取26 kN/m3，按照梁高變化及實腹板、翼緣板的部位混凝土厚度的不同簡化為線性荷載加載到橫向分配梁上，按荷載分項系數(shù)提高1.2計入。施工活載包括施工人員及機具重量、傾倒、振動荷載等，按2 kN/m2計入，滿堂支架、模板、方木等荷載近似按混凝土自重的10%考慮。

4.4計算結(jié)果

計算結(jié)果如圖6～7及表1所示。

圖6　現(xiàn)澆梁支架應力云圖

圖7　現(xiàn)澆梁支架整體位移圖

部位最大計算值允許值結(jié)論鋼管樁組合應力(MPa)108.3145滿足要求樁頂橫梁組合應力(MPa)88145滿足要求貝雷片組合應力(MPa)173.4273滿足要求分配梁組合應力(MPa)49.7145滿足要求支架整體位移(mm)DX1.610滿足要求DY2.810滿足要求DZ10.322.5滿足要求

從計算結(jié)果可以看出，改現(xiàn)澆梁支架強度及剛度滿足要求。

5　支架施工工藝

5.1工藝流程

準備工作→場地平整、壓實、測量放樣定位→澆筑條形基礎(chǔ)→架立鋼管樁→架設(shè)2Ⅰ45 a工字鋼橫梁→貝雷片拼裝→貝雷片安裝→鋪設(shè)Ⅰ14 a工字鋼分配梁→碗扣式鋼管搭設(shè)→底模板制作、安裝→側(cè)模板制作、安裝→鋼筋和鋼絞線制作、安裝→澆筑混凝土→養(yǎng)生(張拉、壓漿)→拆除模板、支架。

5.2支架施工

施工前，先用挖掘機把鋼管樁施工范圍內(nèi)的場地整平，局部軟弱的地基要換填，然后壓路機壓實。為避免開挖基坑造成土層擾動，直接在壓實好的地基上支立模板澆筑條形基礎(chǔ)。在條形基礎(chǔ)頂放出鋼管樁中心點，鋼管樁要按設(shè)計位置支立，吊錘保證鋼管樁垂直度，橫橋向5根鋼管確保在同一直線上。鋼管樁立好后測量管口標高，把管口切割水平，鋼管頂焊接十字撐和封口鋼板，在鋼板外懸部分焊三角板加勁，防止鋼板外懸部分變形。然后在鋼管蓋板上橫放2條Ⅰ45#工字鋼橫梁，工字鋼用1 cm厚鋼板按1.2 m間距在上、下側(cè)焊成一組再吊裝，工字鋼底部與鋼管蓋板接觸處焊接固定，如果接觸部位有縫隙，要用鋼板墊實。Ⅰ45#工字鋼上放置貝雷片縱梁，相鄰貝雷梁間用支撐架連接，以加強貝雷梁的穩(wěn)定性。貝雷梁面上橫鋪間距0.6 m的[14#槽鋼分配梁，分配梁上再支立滿堂腳手架和模板。

6　支架預壓

根據(jù)現(xiàn)場情況，為加快施工進度，節(jié)省材料，采取分跨預壓的方法。預壓材料為編織袋裝碎石，預壓荷載為梁體自重的120%。加載及卸載均逐級進行觀測，通過觀測得出支架的彈性變形和非彈性變形，并以此為依據(jù)算出施工時應當采用的預拱度，按算出的預拱度調(diào)整底模標高。

7　結(jié)語

鋼管樁支架在現(xiàn)澆箱梁施工中比較常見，在地形比較復雜或地質(zhì)不良的情況下更能發(fā)揮其優(yōu)勢，因此，有必要對其進行優(yōu)化，以增強其在各種條件下的適用性。

[1]周水興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

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Optimization Application of Steel-tube Pile Bracket in the In-situ Box-girder Bridges

HUANG Xian-bin，WANG Feng

(Guangxi Changchang Road and Bridge Construction Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi，530001)

With box-girder stent construction of approach ramp in Nali Youjiang Super-large Bridge as the example，this article introduced the steel-tube pile stent construction programs，conducted its stress analysis，and described the stent construction process.

Steel-tube pile；Stent；In-situ box girder；Applications

U448.21+3

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.07.016

1673-4874(2016)07-0062-04

2016-06-05

黃先濱(1980—)，工程師，研究方向：公路與橋梁施工技術(shù)；

王鋒(1970—)，高級工程師，研究方向：公路與橋梁施工技術(shù)。