跨路現(xiàn)澆箱梁門洞施工技術(shù)研究

喻玥

摘要：隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的推進(jìn)，城市跨線高架橋、快速路的建設(shè)越來越多，在橋梁的建設(shè)過程中，為不影響正常的交通進(jìn)行，通常采用門洞+滿堂支架的模式進(jìn)行跨線現(xiàn)澆箱梁的施工。本文以單跨門洞為例重點(diǎn)介紹門洞受力驗(yàn)算的分析論證及施工重點(diǎn)控制點(diǎn)，以供同類工程參考運(yùn)用。

Abstract： With the advancement of urban modernization construction， more and more urban over-the-line viaducts and expressways are being constructed. In the process of bridge construction， in order to not affect the normal traffic， it usually uses the mode of door openings and full supports for cast-in-place box beam construction. This article introduces the analysis and verification of the door opening force checking and the key control points of the construction with the single-crossing door opening as an example to provide the reference for similar projects.

關(guān)鍵詞：門洞；剛度；彎曲應(yīng)力；撓度；跨度；箱梁

Key words： door opening；stiffness；bending stress；deflection；span；box girder

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）27-0137-02

0 引言

隨著我國城市道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱梁由于施工的便捷性、結(jié)構(gòu)的整體性、施工過程中的安全性、使用的耐久性等方面的優(yōu)勢，因此在城市互通高架、鐵路橋梁、高速及公路項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用，越來越受到眾多單位的青睞。但是在其實(shí)際施工過程中，經(jīng)常會(huì)遭遇橫跨既有線路的情況。在這種情況下，為保證既有的交通暢通，減少對(duì)居民的出入影響，通常以搭設(shè)門洞+滿堂支架的減低新建橋梁工程對(duì)原有公路交通的影響。

1 門洞設(shè)計(jì)驗(yàn)算

1.1 荷載計(jì)算

①梁自重：如圖1箱梁截面積為：S；②梁平均荷載為：P2=S×A/D；③模板及支架自重：P1；④施工人員及設(shè)備荷截：P3；⑤振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：P4。

安全系數(shù)：K1=1.4 K2=1.2；

荷載總量為：Q總=∑P=（P1+P3+P4）×K1+P2×K2。

注： A——砼容重取26kN/m3，數(shù)據(jù)來源：《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》；D——箱涵寬度；

P1、P2、P3、P4、K1、K2：數(shù)據(jù)來源：《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》。

1.2 門洞驗(yàn)算

門洞寬19.4m，高5.4m，跨越門洞橫橋向梁為I40b雙拼工字鋼，縱橋向梁為I45a工字鋼。

1.2.1 順橋向工字鋼計(jì)算

梁工字鋼采用工字鋼（工字鋼為Q235材質(zhì)），其工字鋼特性E為鋼材的彈性模量，I為貝雷梁慣性矩，W為截面模量，[δ]取值205MPa，順橋向工字鋼跨徑為L，以最不利處進(jìn)驗(yàn)算見圖2。

工字鋼間距a，工字鋼自重為b，則q=（0.99×A+b）×K1+（P1+P3+P4）×K2×a。

1.2.2 橫橋向工字鋼計(jì)算

橫梁工字鋼采用雙拼工字鋼（工字鋼為Q235材質(zhì)），其工字鋼截面特性w、I、E按規(guī)范取值，[δ]=205MPa。

箱梁荷載為：P2=Q總×L；

順橋向工字鋼荷載：P5；

橫橋向工字鋼荷載P6；

則q=P2+（P5+P6）×K2。

①彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。

最大跨徑取im，按近似5等跨連續(xù)梁驗(yàn)算。

則最大彎矩M=-0.105qi2

②撓度驗(yàn)算。

按照近似5等跨連續(xù)梁計(jì)算

1.2.3 立柱穩(wěn)定性驗(yàn)算（圖3）

箱梁截面積為S，鋼管立柱（取[δ]=205MPa）尺寸為Φ426mm×8mm，高Hm，門洞布置鋼管立柱總數(shù)為N，截面積為A，

長細(xì)比λ=H/i，查軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)表，得到穩(wěn)定系數(shù)ψ。

門洞范圍內(nèi)箱梁自重荷載為：Q，工字鋼自重荷載為：q。

則每根鋼管軸向壓力為：q軸向=（Q+q）/N；

軸向應(yīng)力為δ軸向=q軸向/（截面面積）<[δ]=205MPa×ψ；

滿足要求，安全系數(shù)為[δ]/δ軸向。

1.3 砂箱驗(yàn)算

對(duì)于跨線橋高度交底無法滿足滿堂支架搭設(shè)要求的門洞，可采取砂箱模式進(jìn)行優(yōu)化，以方便后期箱梁支架卸載要求。

因?yàn)閱胃摴苤妮S向壓力為P，砂箱上部混凝土塊尺寸為？準(zhǔn)，則截面積A=3.14×？準(zhǔn)2/4；故f=P/A<混凝土極限抗壓強(qiáng)度要求。

2 門洞搭設(shè)施工要點(diǎn)分析

門洞搭設(shè)施工的規(guī)范性、牢固性等施工過程的質(zhì)量要點(diǎn)控制直接關(guān)系門洞的實(shí)際使用性能，因此，在門洞搭設(shè)過程中，管理人員及施工作業(yè)人員必須嚴(yán)格按照施工方案的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行門洞搭設(shè)的現(xiàn)場質(zhì)量控制，以確保門洞搭設(shè)的施工質(zhì)量。其搭設(shè)具體要求如下：

①門洞地基在施工方案編制時(shí)必須進(jìn)行嚴(yán)格地基承載力的驗(yàn)算方可進(jìn)行，必要時(shí)可采取換填、軟基深處理、澆筑鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)等方式以滿足門洞基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

②門洞立柱由于其獨(dú)立的存在性，造成在收到動(dòng)載時(shí)宜發(fā)生受力不均勻，不穩(wěn)定等現(xiàn)象。因此在門洞設(shè)計(jì)驗(yàn)算時(shí)應(yīng)在各立柱之間增設(shè)槽鋼或者工字鋼作為縱橫向連接支撐，以確保門洞的整體穩(wěn)定性。

③為防止門洞在使用過程中受外力沖擊造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象，因此在門洞投入使用前須在門洞前后2m范圍內(nèi)設(shè)置鋼筋混凝土防撞墩或大型水馬筒；門架與車道間設(shè)置隔離護(hù)欄并懸掛警示紅燈及反光條。

④門洞搭設(shè)完成后需在門洞出入口出增設(shè)允許通過最大高度控制、限制性寬度控制、車輛出入方案、交通導(dǎo)改標(biāo)志等交通警示標(biāo)志，確保門洞的安全，出口位也須設(shè)置相應(yīng)的交通標(biāo)示；施工現(xiàn)場張掛安全宣傳標(biāo)語。

⑤在確定項(xiàng)目底部模板標(biāo)高及箱梁滿堂支架平面坐標(biāo)位置后，需對(duì)已按照的縱橫梁進(jìn)行調(diào)正。其支架底托中心、方木受力點(diǎn)、支架頂托中心三點(diǎn)必須保證在同軸上。

⑥門洞及相鄰支架搭設(shè)完成后需按照箱梁新澆混凝土自重的1.2倍超載預(yù)壓。預(yù)壓時(shí)間需根據(jù)箱梁的沉降量變化幅度進(jìn)行調(diào)整，其連續(xù)三天累計(jì)沉降量不大于3mm，或者預(yù)壓時(shí)間不少于7天，方可表示預(yù)壓完成。其預(yù)壓采取梁體自重50%、100%、120%三級(jí)預(yù)壓的方式進(jìn)行。預(yù)壓除關(guān)注撓度變形外還應(yīng)注意觀察整個(gè)門洞支架縱橫梁、滿堂架、方木、模板等有無殘次品進(jìn)入施工，其是否能滿足預(yù)壓靜荷載要求。

⑦現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)澆筑完成后需待箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后方可進(jìn)行拆除作業(yè)，拆除時(shí)需自上而下逐層進(jìn)行，嚴(yán)禁上下層同時(shí)進(jìn)行拆除作業(yè)，實(shí)行先搭后拆，后搭先拆、受力的后拆，不受力的先拆除、對(duì)稱拆除的原則進(jìn)行。支架拆除時(shí)先同時(shí)將沙箱卸載，使沙箱上的鋼結(jié)構(gòu)平衡降落10cm左右，后從上向下拆除竹膠板、方木，工字鋼等，逐步拆除整個(gè)門洞。

3 結(jié)束語

城市互通高架及跨線高速、鐵路等建設(shè)工程由于其特殊性，施工組織相對(duì)常規(guī)建設(shè)項(xiàng)目而言難度較大。其門洞施工工藝技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上緩解了其組織難度，因此在城市道路及跨線道路的建設(shè)過程中門洞的施工應(yīng)加以廣泛應(yīng)用，其跨度也可由單跨延伸至多跨連續(xù)門洞。

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