橋梁樁基孔口支架的力學(xué)計算與施工組織分析

摘要 為了進(jìn)一步加強橋梁樁基標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)及規(guī)范橋梁樁基的施工，文章通過橋梁樁基孔口支架的力學(xué)計算選擇最優(yōu)施工方案可以及時有效地指導(dǎo)和控制施工，降低質(zhì)量安全風(fēng)險，并根據(jù)橋梁樁基孔口的力學(xué)計算不斷進(jìn)行施工組織設(shè)計優(yōu)化。研究表明，井框主梁采用40b工字鋼加工制造對井框進(jìn)行簡化作保守計算，對井框的主梁和次梁則分別按簡支梁進(jìn)行計算。

關(guān)鍵詞 橋梁；孔口支架；力學(xué)計算；施工組織

中圖分類號 U415.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）13-0090-03

0 引言

在橋梁樁基施工中為推進(jìn)項目質(zhì)量提質(zhì)提效，加強全流程質(zhì)量管控，加強質(zhì)量通病防治，消除薄弱環(huán)節(jié)工序質(zhì)量缺陷，加大固廢利用力度，推進(jìn)信息化手段全覆蓋，需對橋梁樁基孔口支架進(jìn)行力學(xué)計算[1-3]。施工組織時堅持策劃為綱，狠抓成本管控，強化資產(chǎn)管理，升級管理模式，打造品質(zhì)工程，推進(jìn)項目精細(xì)化管理[4-6]。

1 孔口支架的計算

樁基孔口位置壓實后用兩塊3.00 m×1.20 m×0.14 m的路基箱作為承重平臺，其上搭設(shè)用40b工字鋼做成的定位框架及直徑60.0 mm實心圓鋼棒做成的活動卡銷，卡銷長63.0 cm，用20.0 mm的鋼板加固井字框并用定位鋼筋籠進(jìn)行鋼筋籠的接長[7]，見圖1。

1.1 活動卡銷計算

4個活動卡銷承受整個鋼筋籠重量為全框最不利工況，考慮鋼筋籠下放時擔(dān)于孔口支架時的沖擊力，每個受力為12/4=3 t取沖擊系數(shù)為1.2，則：

卡銷反力：Fkx=36×170/144=42.48 kN；

井框?qū)ㄤN的支撐力：FR=36+42.48=78.48 kN。

1.2 方鋼卡銷所受剪力計算

=37 N/mm2≤fv=125 N/mm2。故方鋼卡銷滿足抗剪要求。

1.3 支架井框

井框主梁采用40b工字鋼加工制造對井框進(jìn)行簡化作保守計算，同時對井框的主梁和次梁分別按簡支梁進(jìn)行計算。40b工字鋼截面特性數(shù)據(jù)如下：

Ix=22 780 cm4；Iy=692 cm4；A=94.1 cm2；Wx=1 140 cm3；

Wy=96.2 cm3；73.8 kg/m。

卡銷重量：F1=ρV=3.14×4.52×63×7.85 g/cm2=31.46 kg；

卡銷承重：F2=1.2×5.5 t=66 kg；

井框主梁自重均布荷載為：F3=73.8 kg/m=738 N/m。

1.3.1 對于次梁

最大彎矩：

94799.3 N/m

最大應(yīng)力：65.83 N/mm2lt;f

=215 N/mm2滿足強度要求。

最大撓度：

=1.35×10?5+1.13×10?3

=1.13 mmlt;[f]= =7.1 mm

滿足剛度要求。

1.3.2 對于主梁

對彎矩進(jìn)行疊加，故最大彎矩：

=44 000×1.025=2.59×105 N·m

最大應(yīng)力：=168.3 N/mm2

lt;f =215 N/mm2

視最大撓度疊加故：

1.55×10?4+3.48×10?3+1.44×10?3=5.1 mmlt;[f]= =11.9 mm

結(jié)論：孔口支架的剛度、強度滿足了力學(xué)要求。

2 地基承載力驗算

單個支腿最大支承力21 t

式中，G——汽車吊自重取25.0 t吊車驗算為30.0 t；Q——汽車吊最大荷重（起吊最大荷重）12.0 t。

汽車吊對路基的壓強應(yīng)為：

23.33 t/m2=233 kPa

式中，S——支腿著點的面積。

路基地基承載力設(shè)計要求不小于200.0 kPa而25 t汽車吊工作時地基承載力的要求為不小于233.0 kPa，233.0 kPa大于200.0 kPa，故滿足吊裝要求。

3 施工組織

3.1 工程概述

項目起點位于山西省鄉(xiāng)寧縣胡村南側(cè)，接省道S342（臨吉高速鄉(xiāng)寧連接線），穿越725 m長的胡村隧道（K0+960～K1+685）后與省道S330（K2+650）相接，該段為新建段落。然后完全利用省道330線1.44 km后，折向關(guān)家河河谷布線建設(shè)，途經(jīng)回龍村北側(cè)后向南穿越770 m長的蓋山隧道至馬匹峪溝，沿溝東岸布線，至終點安汾村，與縣道安大公路相接，路線全長26.217 km，實際建設(shè)里程24.777 km。全線路基寬度； K0+000～K2+650段為12 m，K4+090～K9+000段為7.5 m。該項目合同工期為22個月，以實際開工日期起算。起訖樁號為K0+000～K24+146.153，全長24.777 km[8-10]。K0+000～K9+000段實際長度10.234 km（不含舊路利用1 440 m，長鏈2 691.208 m，短鏈17.37 m）。根據(jù)實際情況，項目部租用機械設(shè)備服務(wù)于全線橋梁或與項目有關(guān)的工程建設(shè)，由現(xiàn)場負(fù)責(zé)人或機材部統(tǒng)一調(diào)配使用[11-14]。詳見表1、表2。

3.2 周轉(zhuǎn)材料配置計劃

模板實行招標(biāo)定制，施工時由現(xiàn)場負(fù)責(zé)人整體調(diào)配使用。對于橋梁樁基系梁模板、柱頂系梁模板、承臺模板和肋板臺模板以及橋臺臺帽模板，計劃采用外租組合鋼模，拼裝長度通過加板材的方式調(diào)整。施工時加裝背肋支撐以保證其剛度從而減小變形[15-17]，見表3。

4 結(jié)語

總之，在深入熟悉、閱讀和理解了設(shè)計施工圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合招標(biāo)文件、相關(guān)合同技術(shù)資料要求以及公路工程相關(guān)技術(shù)規(guī)范對工程的可施工性進(jìn)行了詳細(xì)計算，在施工組織的編制過程中，實事求是地對此項目施工組織進(jìn)行了詳細(xì)的編制，并按此組織了施工。

參考文獻(xiàn)

[1]郝鵬， 申鐵軍. 交通強國背景下山西省智慧交通發(fā)展趨勢研究[J]. 四川建材， 2022（2）： 157-158.

[2]申鐵軍. 基于RAP的新型熱再生設(shè)備性能評價與優(yōu)勢分析[J]. 北方交通， 2023（1）： 63-66.

[3] 李澤波， 申鐵軍. 山西省“十四五”發(fā)展智慧公路解決方案分析[J]. 四川建材， 2022（2）： 159-160.

[4]申鐵軍. 基于GTM設(shè)計方法的鋼渣瀝青混凝土試驗研究[J]. 內(nèi)蒙古公路與運輸， 2022（5）： 18-22.

[5] 鐘曉波， 申鐵軍. 山西省昔榆高速公路工程質(zhì)量控制措施分析[J]. 四川建材， 2022（3）： 84-85.

[6]申鐵軍. 平拉索人行橋設(shè)計及鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[J]. 北方交通， 2022（6）： 30-34.

[7]武寶山， 申鐵軍. 基于數(shù)字交通的公路工程智能化研究實例分析[J]. 四川建材， 2022（7）： 104-105.

[8]申鐵軍. 立交橋小半徑曲線鋼箱梁吊裝交通安全導(dǎo)行[J]. 黑龍江交通科技， 2022（3）： 57-59.

[9]吳偉， 申鐵軍. 山西省綠色交通現(xiàn)狀分析及評價體系研究[J]. 四川建材， 2022（7）： 153-154.

[10]申鐵軍. 改進(jìn)型液壓爬模在橋梁雙薄壁變截面空心高墩的施工應(yīng)用[J]. 福建交通科技， 2022（2）： 92-97.

[11]馮文娟， 申鐵軍. 北京至雄安高速公路工程質(zhì)量控制與評價研究[J]. 四川建材， 2022（2）： 34-35.

[12]申鐵軍. PLC同步頂升系統(tǒng)在某高速公路跨線橋上的應(yīng)用[J]. 福建交通科技， 2022（1）： 73-78.

[13]田海銳， 申鐵軍. 淺析山西省公路工程施工總承包模式質(zhì)量管理[J]. 四川建材， 2022（3）： 114-115.

[14]申鐵軍. 鐵尾礦渣代換碎石用于水泥混凝土的可能性研究[J]. 青海交通科技， 2021（3）： 150-158.

[15]馮文娟， 申鐵軍. 基于綜合利潤最大化的公路工程施工質(zhì)量策劃[J]. 四川建材， 2022（3）： 104-105.

[16]申鐵軍. 小間距加筋復(fù)合體橋臺結(jié)構(gòu)優(yōu)勢及施工技術(shù)要點分析[J]. 黑龍江交通科技， 2021（5）： 79-80+83.

[17]秦棟華， 申鐵軍. 淺析昔陽至榆次高速公路新技術(shù)應(yīng)用與管理[J]. 四川建材， 2022（3）： 124-125.