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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 2607
K221+160立交橋位于定坻一山海關高速公路221+160處,秦皇島市撫寧縣境內。該橋全長77.2 m,寬8.0 m,下部結構為碎石墊層,擴大基礎,薄壁式橋墩(高8 m、寬1.9 m、厚45 cm),重力式臺身,盆式臺帽,GJZF4系列橡膠板式支座;上部結構為四跨現澆連續箱梁,防撞護欄,GJS型伸縮縫,橋面鋪裝。 施工要點:該橋突出結構特點為現澆連續箱梁,梁位于豎曲線和單向縱坡上,單向縱坡為2%。箱梁采用鋼支架支撐現澆,施工順序為:底板、腹板、頂板。支架各孔跨中設置L/600(L為橋梁計算跨徑)的預拱度。施工前支架必須預壓,預壓重等于箱梁重的90%,隨著施工的進行逐漸減壓。待混凝土強度達到設計強度的100%時,方能卸架,卸架順序為先跨中后支點。箱梁混凝土含筋量0.31T/M3,全梁必須一次澆筑完成,不能留施工冷縫。因此箱梁混凝土澆筑工序、箱梁支架的穩定是該橋施工工藝的關鍵。地基為強風化頁巖。 2、施工工藝該橋遵循先下部后上部的施工順序:
2 .1 基礎工程施工 基礎開挖,測試地基承載力≥250KPa鋪設碾壓碎石墊層,澆筑擴大基礎,注意預埋橋墩鋼筋。 2 .2薄壁式橋墩,重力式臺身施工 2 .2.1薄壁式橋墩 采用定型鋼模板,對拉螺栓加固,由于該橋橋墩墩高8 m,要求一次澆筑完成,可能對橋墩模板產生較大側壓力,為了保證墩身施工中的質量和安全,墩身模板采用定型鋼模板,對拉螺栓加固,混凝土最大側壓力、模板對拉螺栓布置進行校核計算如下。 2.2.1.1澆筑砼最大側壓力計算,已知:最高墩身H=8.0 m橫斷面尺寸如圖混凝土澆灌速度V=8/6 m/h=1.33 m/h,混凝土入模溫度T=15℃,坍落度控制35mm,混凝土不摻外加劑,振搗產生側壓力400kg/m2 [1] 解: 混凝土側壓力計算公式: 〔 V<6m/h 〕
2.2.1.2模板對拉螺栓強度校核:墩身直線段模板對拉螺栓強度校核計算: 對拉螺栓采用φ16鋼筋,內徑1.355 cm,截面積A=1.44 cm2,鋼筋屈服強度 σ=2400 kgf/cm2 由以下數值得螺栓能承受最大拉力 [P]=Aσ=2400×1.44=3456 kgf 對拉螺栓受拉力計算公式: P=Pm×A P -拉桿承受拉力 Pm-砼最大側壓力 A -拉桿受荷面積 A=a×b a-拉桿水平間距 b-拉桿豎直間距 設a=0.7 m b=0.9 m P=4000×0.7×0.9=2520 kgf P<[P]
安全系數:=1.37 通過上述計算,直線段模板拉桿M16取:水平間距0.7 m,豎立間距0.9 m。 兩端圓弧予制模板對拉螺栓校核:首先求砼對弧段模板側壓力P(有效側壓力)建立如圖極坐標系。求P:
故予制圓弧段模板拉采用豎直間距0.9 m。 先綁扎墩身混凝土鋼筋,支立定型鋼模板,對拉螺栓固定、加固,墩身周圍搭設施工承重腳手架,上掛混凝土緩降器,防止骨料分離。澆筑墩身混凝土時,混凝土由強制式拌和機拌和,吊車吊料斗上料,澆筑過程中,混凝土澆筑速度保持在1.3 m/h,測量人員隨時觀測,防止模板變形、傾斜。混凝土澆筑完畢,7日后拆模,塑料薄膜覆蓋灑水養生至28 d。 2.2.2 重力式臺身 為素混凝土,施工工序為支立模板,對拉螺栓加固,澆筑混凝土。
鋼塑土工格柵以高強鋼絲(或其他纖維),經特殊處理,與聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP),并添加其他助劑,通過擠出使之成為復合型高強抗拉條帶,且表面有粗糙壓紋,則為高強加筋土工帶。由此單帶,經縱、橫按一定間距編制或夾合排列,采用特殊強化粘接的熔焊技術(超聲波焊接技術)焊接其交接點而成型。應用領域: 公路、鐵路、橋臺、引道、碼頭、水壩、渣場等的軟土地基加固、擋墻和路面抗裂工程等領域。
待混凝土強度達到設計強度100%時,支立臺帽混凝土模板,綁扎鋼筋,澆筑臺帽混凝土。為保證橡膠支座安裝位置精確,澆筑臺帽完畢,在臺帽混凝土初凝前安裝四氟滑板橡膠支座。以便對支座進行調整,并保證橡膠支座與臺帽混凝土結合緊密,防止橡膠支座與臺帽混凝土之間有架空現象,以免影響連續箱梁整體質量。 2.3上部主體結構工程施工工藝 2.3.1 連續箱梁是該橋的主體和施工要點 其具體施工方法為:搭設箱梁支架(用φ48×3.5腳手管搭設滿堂腳手架),將支架基礎破碎巖石清除干凈,砂漿找平,上墊小塊鋼板。立桿頂部設微調裝置,上接10號槽鋼。槽鋼上鋪設箱梁腹板鋼模板,鋪設鋼模板前,在支架第二步堆放預壓荷載,其重量等于箱梁自重及模板等各種活荷載總重的90%,施工中注意預壓荷載堆放均勻,與施工荷載一致。鋪設箱梁腹板模板,對箱梁底模板、腹模板進行測量,利用立桿頂部微調裝置進行調整、加固。跨中預留L/600預留拱度。 箱梁兩側腹板各有5片φ25鋼筋骨架,鋼筋骨架在專設的預制廠加工成以每跨長為單位的小骨架,骨架跨中預留L/600預留拱度,為防止骨架運輸變形,各片小骨架用人工抬運至箱梁底模板焊接為整體。綁扎箱梁底板、腹板鋼筋,鋼筋保護層用提前加工的與混凝土等強度砂漿塊墊支。 箱梁混凝土分兩次澆筑完成,第一次澆筑底板、腹板鋼筋,然后澆筑頂板。混凝土由強制式拌和機拌和,吊車吊料斗上料,澆筑順序采用由箱梁一端向另一端退倉法澆筑,預壓荷載隨混凝土澆筑卸載。待混凝土強度達到設計強度100%時,拆卸支架,拆架順序先跨中、后支點。最后進行防撞護欄,橋面鋪裝施工。 2.3.1現對連續箱梁支架穩定設計計算校核K221+160天橋箱梁施工支架用Ф48×3.5鋼管滿堂腳手、立桿株距1.0 m、行1.2 m順水、橫排木間距1.5m,頂部以10號槽鋼作為托梁橫向支撐組合模板及其它荷載。 對箱梁支架穩定校核如下。 ①鋼管壓桿穩定計算 已知:立桿株距1.0 m、行距1.2 m、順水間距1.5 m、鋼管規格φ48×3.5r0=0.035/m、δ=0.0065、10號槽鋼10 kg/m模板及連接件50 kg/m2,砼振搗對模板荷載200 kg/m2,A3鋼彈性模量E=200×109 Pa [2] [3]。 解:首先計算壓力P值 設均布荷載為q。本結構為四次超靜定,根據力法原理建立以下力法方程
故槽鋼滿足強度要求。 2.3.2連續箱梁預拱度豎曲線計算 連續箱梁預拱度豎曲線經過計算,其計算公式分別為: y=-0.00025x2+0.0393(兩中跨) y=-0.0004x2+0.025(兩邊跨) 連續箱梁底模板高程由豎曲線和單向縱坡相加構成。 通過以上計算證明該連續箱梁支架在設計上是穩定的。 結束語:K221+160連續箱梁支架在施工前已報京沈高速公路建管局、設計單位、監理處審核,并經過實際施工檢驗,各項指標能很好的滿足設計、施工規范要求。充分體現了結構力學、材料力學、理論力學、高等數學在工程施工實踐中的重要作用。K221+160橋最后經京沈高速公路建管局、設計單位、監理處聯合驗收評定為優良。