鄭明波

(貴州省公路工程集團有限公司)

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30 m現(xiàn)澆箱梁臨時墩貝雷梁施工方案探討

鄭明波

(貴州省公路工程集團有限公司)

介紹了30 m現(xiàn)澆箱梁臨時墩貝雷梁施工方案探討。

現(xiàn)澆箱梁；臨時墩；貝雷梁；施工方案；探討

1 概 述

仁懷至赤水高速公路第十合同段二郎互通式立體交叉主線1號橋左右幅跨度均為5×30 m跨，共分二聯(lián)，仁懷方向為2跨，赤水方向為3跨。其中以右幅第二聯(lián)3跨荷載最大，故本橋取右幅第二聯(lián)3跨作支架驗算。立面圖如下圖所示：支架最高處30 m，設(shè)置橋式支架，其具體施工方案為：在兩墩之間設(shè)置4棵φ630×10 mm的鋼管臨時墩，臨時墩頂上設(shè)分配梁，橋墩澆筑時預(yù)留安裝孔安裝鋼箱牛腿。牛腿上和支架頂面沿橫向搭設(shè)4組貝雷梁，橫向貝雷梁上搭設(shè)13組縱向貝雷梁。縱向貝雷梁上設(shè)計扣件式鋼管支架，鋼管支架上搭設(shè)模板進行混凝土連續(xù)箱梁的施工。

2 貝雷主梁整體計算

(1)模型建立：在30 m跨中設(shè)置臨時墩，為簡化計算，同時保守起見，貝雷梁在橋墩處簡支，取沿縱向箱梁最大斷面處的荷載作為沿跨度方向的荷載進行計算。根據(jù)布置圖建立計算簡圖如下：

圖1

(2)主梁的分析結(jié)果：

30m 跨計算表格

從結(jié)果分析：

在跨中設(shè)置臨時支墩，實際取13組貝雷梁可滿足。

3 貝雷主梁細部計算

根據(jù)以上分析，取30m貝雷梁進行細部計算單片貝雷梁的技術(shù)指標以及力學(xué)性能：

E=2.1×105MPaI=2.50497×109mm4W=3.5785×106mm3

[M]=788.2 kN·m [Q]=245.2 kN

[σ]=210 MPa [τ]=120 MPa (貝雷片為16 Mn鋼)

3.1 邊組貝雷梁計算

(1) 受力分析表：

根據(jù)上圖，邊組貝雷梁受力如下表所示：

(2) 根據(jù)上表及梁的布置圖，建立SAP2000受力模型如下：

箱梁荷載表(30 m) 邊組

圖2

(3) 其分析結(jié)果如下圖所示：

①彎矩圖：Mmax=1 318 kN·m

②剪力圖：Qmax=551 kN

③支點反力圖：臨時墩Fmax=616 kN

(4) 結(jié)論

項目組數(shù)容許值單片3組計算值安全系數(shù)結(jié)論彎矩/(kN·m)3788223646131818結(jié)構(gòu)安全剪力/kN32452735655113結(jié)構(gòu)安全

3.2 次邊組貝雷梁計算

(1)受力分析表：根據(jù)布置圖及受力分析圖，次邊組貝雷梁受力如下表所示：

箱梁荷載表(30 m) 次邊組

(2)根據(jù)上表及梁的布置圖，建立SAP2000受力模型如下：

圖3

(3)其分析結(jié)果如下圖所示：

①彎矩圖：Mmax=1 313 kN·m

②剪力圖：Qmax=546 kN

③支點反力圖：臨時墩Fmax=610.77 kN

(4)結(jié)論

項目組數(shù)容許值單片3組計算值安全系數(shù)結(jié)論彎矩/(kN·m)3788223646131818結(jié)構(gòu)安全剪力/kN32452735655113結(jié)構(gòu)安全

3.3 中組貝雷梁計算

(1)受力分析表：根據(jù)布置圖及受力分析圖，中組貝雷梁受力如下表所示：

最大斷面混凝土面積長度/m荷載/(kN/m)q貝雷梁模板支架人機振動分配5-52．7463．510．73．35．62．476KN/m4-41．42232．910．713．385．682．4246KN/m

(2)根據(jù)上表及梁的布置圖，建立SAP2000受力模型如下：

圖4

(3)其分析結(jié)果如下圖所示：

①彎矩圖：Mmax=949 kN·m

②剪力圖：Qmax=394 kN

③支點反力圖：臨時墩Fmax=440 kN

(4)結(jié)論

項目組數(shù)容許值單片3組計算值安全系數(shù)結(jié)論彎矩/(kN·m)378822364694925結(jié)構(gòu)安全剪力/kN32452735639419結(jié)構(gòu)安全

4 橫向貝雷梁計算

4.1 荷載分析

臨時墩上橫向貝雷梁承受縱向貝雷梁的反力，根據(jù)以上計算確定臨時墩上橫向貝雷梁受力如下表所示。

組別臨時墩/kN前后合計邊組6166161232次邊組6106101220中組440440880次邊組6106101220邊組6166161232合計289228925784

4.2 分配梁計算

(1)橫向分配梁采用2組貝雷梁，其受力模型如下圖：

圖5

(2)結(jié)果分析：

項目組數(shù)容許值單片3組計算值安全系數(shù)結(jié)論彎矩/(kN·m)378821576444236結(jié)構(gòu)安全剪力/kN22452490422722結(jié)構(gòu)安全

4.3 斜撐計算

(1)構(gòu)成：三角斜撐由2I32工字鋼、2[12.6與1[12.6焊接組成。

(2)結(jié)果分析

型鋼類型最大軸力容許軸力最大剪力容許剪力最大彎矩容許彎矩是否安全I32a工字鋼(斜撐)939．617177．11451．226163．4安全2根[12(上下弦桿)668．2675．11．18164．62．8526．7安全

5 立柱驗算

立柱為φ630×10的無縫鋼管用法蘭盤連接而成，每15 m一道橫向聯(lián)系，每30 m設(shè)置一道三角剪刀撐橫各聯(lián)系，橫向聯(lián)系采用[12。

(1)驗算結(jié)果

型鋼類型最大軸力容許軸力最大剪力容許剪力最大彎矩容許彎矩是否安全圓管(斜撐)152341858．331823．34638安全1根[12(支撐)2003370．4282．30．4713．4安全

(2)立桿穩(wěn)定驗算

立桿極限荷載[N]=Aφ[σ]=19 477.9×0.722 3×210=2 955kN>N =1 523kN結(jié)構(gòu)安全。

(3)立桿歐拉公式驗算

立柱受力模型取下端固定，上端自由的最不利情況用歐拉公式進行臨界力計算。

6 臨時墩樁基礎(chǔ)計算

6.1 構(gòu)造

根據(jù)橋墩樁基礎(chǔ)地質(zhì)構(gòu)造圖以及樁基礎(chǔ)實際地質(zhì)柱狀圖，該處的地質(zhì)均為風(fēng)化的變質(zhì)板巖，承載能力低，故采用樁基礎(chǔ)的方式進行。間距5.0m，直徑D=1.2m。

6.2 樁基承載力驗算

式中：U為樁的周長，U=πD=3 770mm；l為樁的有效長度，取l=8 000mmm；τp為樁壁的平均極限摩阻力，根據(jù)設(shè)計與實際挖孔的資料，該處為強風(fēng)化泥質(zhì)板巖，τp=150kPa;A為樁底面積，A=πr2=1 130 973mm2；σR為樁底的極限承載力，根據(jù)設(shè)計與實際挖孔的資料，該處為強風(fēng)化泥質(zhì)板巖，σR=700kPa。

=2 657 841 N

[P]=2 658 kN>P=1 523 kN 滿足

6.3 樁身混凝土軸心受壓計算

樁身混凝土軸心受壓計算

混凝土為C20，則fc=14.3 MPa

D=1.2 m樁基軸心受壓容許承載力(不考慮鋼筋受壓)

[P] =1.131×14.3×106=16 173 kN 滿足

7 牛腿計算

牛腿采用20 mm鋼板制作的鋼箱牛腿，截面高和寬分別為80 cm和35 cm，鋼箱牛腿總長300 cm，每端伸出橋墩60 cm，為保證受壓翼緣局部穩(wěn)定，建議將端部封板設(shè)置在距橋墩外邊緣25 cm處。牛腿嵌固在橋墩預(yù)留孔內(nèi)，可視為固端連接，牛腿伸出部分上面擱置兩組橫向貝雷片。單個牛腿上承受的豎向荷載為945 kN。

在SAP2000中建立有限元模型(如下圖)，施加集中線荷載，

計算得到最大主應(yīng)力σ=0.3 MPa<<[σ]=215 MPa

計算得到最大剪應(yīng)力τ=0.01 MPa<<[τ]=125 MPa

綜上，牛腿能夠滿足強度要求。

綜上，牛腿的強度和穩(wěn)定性滿足要求。

[1] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)[S].

[2] 周水興，等.路橋施工計算手冊[M].人民交通出版社.

[3] 夏志斌 姚諫，等.鋼結(jié)構(gòu)-原理與設(shè)計[M].中國建筑工業(yè)出版社.

[4] 竹編膠合板國家標準(GB/T13123-2003)[S].

[5] 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTJ024-85)[S].

[6] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)[S].

2015-04-01

U445

C

1008-3383(2015)12-0095-03