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内容提要:
从安全、经济的角度阐述成渝三环立交大桥地基处理施工方法,对同等或相似的地质条件的桥梁梁柱式施工有一定的参考价值。
关键词 成都粘土 渐变宽连续梁 梁柱式支架 预压
中图分类号:TU74文献标识码: A
1、工程概况
成渝三环立交特大桥,中心里程为DK3+427.04,桥梁全长4836.5m。墩台号0#~156#,其中108#~111#墩采用(32.65+32.7+32.65)m漸变宽度预应力混凝土连续梁,梁体为单箱单室、等高度、变截面箱梁,箱梁高3m,箱梁全长98m,箱梁顶板宽9~11.4m,箱底宽6.1~7.1m。
108#~111#墩所处地质情况主要为成都粘土(膨胀土)(Q3eol),成都粘土为褐黄、棕黄夹灰白色,硬塑状,土质不均匀,夹少量高岭土,黏性强,属中等膨胀土。
2、梁柱式支架构造
由于108#~111#墩为渐变宽连续箱梁,且所处地质情况主要为成都粘土(膨胀土)(Q3eol),采用常规的满堂支架法施工存在困难且成本较高。经综合考虑,本段现浇箱梁梁施工采用梁柱式支架法施工。
梁柱式支架采用下部为Ф1.0 m的钻孔桩,桩基顶部为1.2m×0.8m的钢筋混凝土系梁,系梁上部为Ф630㎝的螺旋管钢管,位置与桩基相对应,螺旋管顶部设置1.5㎝厚钢盖板,盖板上排放2I40工字钢主横梁,主横梁与钢板间设置防倾覆及加强缀板,保证螺旋管与横梁协调受力,在主横梁的顶部按照要求摆放45㎝、90㎝的贝雷梁作为主纵梁,贝雷梁的上部为I12的分配横梁,横梁上部位10㎝×10㎝的方木作为背楞,上部为1.8㎝高密度高强竹胶板作为模板。
图1梁柱式支架示意图
3、梁柱式支架计算
3.1、梁柱式支架模型
采用MIDAS/CIVIL建立空间模型,建立如下模型:
图表2梁柱式支架有限元模型图
3.2、梁柱式支架计算
3.2.1底模计算
底模计算模型
弯矩:
剪力:
剪力:
挠度:
挠度允许值,故挠度满足要求。
3.2.2方木计算
组合应力图
3.2.3 I12工字钢计算
I12工字钢组合应力图
3.2.4贝雷梁计算
图表 1贝雷梁组合应力图
3.2.5主横梁计算
下部结构应力图
3.2.6 反力计算
支架反力图
3.4结论
通过计算可知,该梁柱式支架结构简单受力合理,满足使用要求。
4、施工过程中关键点处理
4.1桩基及系梁施工
按照设计要求放出桩基的位置,引出护桩,用旋挖钻钻进成孔,并留取渣样,钻进至设计标高后清孔,检测桩基成孔质量,满足设计要求后下方钢筋笼,按照桩基施工要求灌注桩基混凝土。
待强度满足要求后开挖基坑凿除桩头混凝土、调直钢筋。使用压路机将地基分层压实后浇筑系梁垫层,绑扎系梁钢筋,支立侧模,安装螺旋管预埋钢板,为了保证预埋螺旋管下(预埋钢板下)混凝土能够与系梁密贴,将钢板嵌入系梁中,即钢板顶面标高较系梁低2~3㎝,同时,为保证能够振捣密实钢板下的混凝土在钢板中间开槽Ф10㎝振捣孔,振捣时使用插入式振捣棒将该处气泡水泡提出。预埋钢板为了防止翘曲,采用新进制的热轧钢板,同时在加工时尽可能的用一侧开始预热,以防止局部受热翘曲。预埋钢板安装完成后使用水平靠尺检测其平整度,并固定在侧模上。系梁钢筋绑扎、侧模支立、预埋钢板安装完成后,由质检员检测合格后方可浇筑混凝土。
预埋钢板示意图
4.2螺旋管安装
桩基系梁施工完成后,再次复核每块预埋钢板的准确位置及标高,使用水平靠尺检查其平整度。由上至下精确计算出每根螺旋管的下料长度,螺旋管加工尽可能在加工场集中预制现场安装,当条件不能满足时亦可现场制作。螺旋管接长是螺旋管安装的重点,也是梁柱式支架受力的薄弱点,为了保证焊接质量,采用焊接+帮焊的形式,首先弹线放样出每个接头的位置,使用气割将接头切割平整,个别突出的地方使用磨光机打磨,在加工胎架上将两节螺旋管焊接牢靠,接缝较大处使用焊缝填塞,并使用同型号的钢板进行帮焊。
螺旋管下料完成后,使用拖车运送至施工现场,使用25t吊车吊装至设计位置,使用垂球检测其安装垂直度。为了保证螺旋管底部的稳定,螺旋管与预埋钢板之间亦焊接,并使用缀板加强每根4-6个。
螺旋管接长示意图螺旋管与钢板焊接示意图
4.3预压
支架搭设完毕后,将拼装模板调整至设计标高,对梁柱式支架进行预压。预压过程中在模板上布置观测点,翼板上各设置一个观测点,5米一个断面,一个断面设5个观测点,分别布置在模板的大小里程及截面变化点位置。预压检验证明,加载到最大值时,连续预压12h梁柱式支架沉降约为1.2mm,小于允许变形值。梁柱式支架自身的承载力及变形都是安全的。
5、结束语
随着我国桥梁建设的发展,现浇变截面连续梁因其整体性好、刚度大、节约材料等优点,在国内桥梁结构中广泛被采用。本文结合成都枢纽(代建)铁路工程成渝三环立交特大桥108#~111#墩,对成都黏土条件下变截面连续梁施工技术做了一些总结。
经过地基处理和梁柱支架搭设后,并对其进行验算。按此方案施工既保证了结构的稳定性、安全性和质量,又节约了成本,提高了工程进度,因此该地基处理方案是非常可行的,在同行相似的地基处理上该方案是可以被推广。
参考文献
[1] 中华人民共和国建设部.GB50017-2003 钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003
[2] 蒋正荣.建筑施工计算手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007
从安全、经济的角度阐述成渝三环立交大桥地基处理施工方法,对同等或相似的地质条件的桥梁梁柱式施工有一定的参考价值。
关键词 成都粘土 渐变宽连续梁 梁柱式支架 预压
中图分类号:TU74文献标识码: A
1、工程概况
成渝三环立交特大桥,中心里程为DK3+427.04,桥梁全长4836.5m。墩台号0#~156#,其中108#~111#墩采用(32.65+32.7+32.65)m漸变宽度预应力混凝土连续梁,梁体为单箱单室、等高度、变截面箱梁,箱梁高3m,箱梁全长98m,箱梁顶板宽9~11.4m,箱底宽6.1~7.1m。
108#~111#墩所处地质情况主要为成都粘土(膨胀土)(Q3eol),成都粘土为褐黄、棕黄夹灰白色,硬塑状,土质不均匀,夹少量高岭土,黏性强,属中等膨胀土。
2、梁柱式支架构造
由于108#~111#墩为渐变宽连续箱梁,且所处地质情况主要为成都粘土(膨胀土)(Q3eol),采用常规的满堂支架法施工存在困难且成本较高。经综合考虑,本段现浇箱梁梁施工采用梁柱式支架法施工。
梁柱式支架采用下部为Ф1.0 m的钻孔桩,桩基顶部为1.2m×0.8m的钢筋混凝土系梁,系梁上部为Ф630㎝的螺旋管钢管,位置与桩基相对应,螺旋管顶部设置1.5㎝厚钢盖板,盖板上排放2I40工字钢主横梁,主横梁与钢板间设置防倾覆及加强缀板,保证螺旋管与横梁协调受力,在主横梁的顶部按照要求摆放45㎝、90㎝的贝雷梁作为主纵梁,贝雷梁的上部为I12的分配横梁,横梁上部位10㎝×10㎝的方木作为背楞,上部为1.8㎝高密度高强竹胶板作为模板。
图1梁柱式支架示意图
3、梁柱式支架计算
3.1、梁柱式支架模型
采用MIDAS/CIVIL建立空间模型,建立如下模型:
图表2梁柱式支架有限元模型图
3.2、梁柱式支架计算
3.2.1底模计算
底模计算模型
弯矩:
剪力:
剪力:
挠度:
挠度允许值,故挠度满足要求。
3.2.2方木计算
组合应力图
3.2.3 I12工字钢计算
I12工字钢组合应力图
3.2.4贝雷梁计算
图表 1贝雷梁组合应力图
3.2.5主横梁计算
下部结构应力图
3.2.6 反力计算
支架反力图
3.4结论
通过计算可知,该梁柱式支架结构简单受力合理,满足使用要求。
4、施工过程中关键点处理
4.1桩基及系梁施工
按照设计要求放出桩基的位置,引出护桩,用旋挖钻钻进成孔,并留取渣样,钻进至设计标高后清孔,检测桩基成孔质量,满足设计要求后下方钢筋笼,按照桩基施工要求灌注桩基混凝土。
待强度满足要求后开挖基坑凿除桩头混凝土、调直钢筋。使用压路机将地基分层压实后浇筑系梁垫层,绑扎系梁钢筋,支立侧模,安装螺旋管预埋钢板,为了保证预埋螺旋管下(预埋钢板下)混凝土能够与系梁密贴,将钢板嵌入系梁中,即钢板顶面标高较系梁低2~3㎝,同时,为保证能够振捣密实钢板下的混凝土在钢板中间开槽Ф10㎝振捣孔,振捣时使用插入式振捣棒将该处气泡水泡提出。预埋钢板为了防止翘曲,采用新进制的热轧钢板,同时在加工时尽可能的用一侧开始预热,以防止局部受热翘曲。预埋钢板安装完成后使用水平靠尺检测其平整度,并固定在侧模上。系梁钢筋绑扎、侧模支立、预埋钢板安装完成后,由质检员检测合格后方可浇筑混凝土。
预埋钢板示意图
4.2螺旋管安装
桩基系梁施工完成后,再次复核每块预埋钢板的准确位置及标高,使用水平靠尺检查其平整度。由上至下精确计算出每根螺旋管的下料长度,螺旋管加工尽可能在加工场集中预制现场安装,当条件不能满足时亦可现场制作。螺旋管接长是螺旋管安装的重点,也是梁柱式支架受力的薄弱点,为了保证焊接质量,采用焊接+帮焊的形式,首先弹线放样出每个接头的位置,使用气割将接头切割平整,个别突出的地方使用磨光机打磨,在加工胎架上将两节螺旋管焊接牢靠,接缝较大处使用焊缝填塞,并使用同型号的钢板进行帮焊。
螺旋管下料完成后,使用拖车运送至施工现场,使用25t吊车吊装至设计位置,使用垂球检测其安装垂直度。为了保证螺旋管底部的稳定,螺旋管与预埋钢板之间亦焊接,并使用缀板加强每根4-6个。
螺旋管接长示意图螺旋管与钢板焊接示意图
4.3预压
支架搭设完毕后,将拼装模板调整至设计标高,对梁柱式支架进行预压。预压过程中在模板上布置观测点,翼板上各设置一个观测点,5米一个断面,一个断面设5个观测点,分别布置在模板的大小里程及截面变化点位置。预压检验证明,加载到最大值时,连续预压12h梁柱式支架沉降约为1.2mm,小于允许变形值。梁柱式支架自身的承载力及变形都是安全的。
5、结束语
随着我国桥梁建设的发展,现浇变截面连续梁因其整体性好、刚度大、节约材料等优点,在国内桥梁结构中广泛被采用。本文结合成都枢纽(代建)铁路工程成渝三环立交特大桥108#~111#墩,对成都黏土条件下变截面连续梁施工技术做了一些总结。
经过地基处理和梁柱支架搭设后,并对其进行验算。按此方案施工既保证了结构的稳定性、安全性和质量,又节约了成本,提高了工程进度,因此该地基处理方案是非常可行的,在同行相似的地基处理上该方案是可以被推广。
参考文献
[1] 中华人民共和国建设部.GB50017-2003 钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003
[2] 蒋正荣.建筑施工计算手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007