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某工程大坝溢流坝段交通桥悬挑部位支撑结构设计

2015-10-21高凯

建筑工程技术与设计 2015年8期
关键词:安全质量

摘 要:本文所述项目工程交通桥横向跨度大,且在上游桩号坝上0-002.88~坝上0-005.50部分基础无着力点,需进行悬挑支撑,由于支撑结构高度较大,混凝土浇筑过程中产生的荷载大,再加上悬挑结构的荷载,故支撑结构所承受荷载复杂。经过计算确定了支撑结构及脚手架搭设方案,在施工过程中对质量和安全进行了严格控制,顺利完成了施工任务,可供类似工程借鉴。

关键词:坝体交通桥 胸墙 支撑脚手架 质量 安全

一、结构概况及参数

坝体交通桥沿溢流坝段闸墩弧门槽上游侧横向布置,桩号坝上0-005.50~坝下0+006.70,共3跨,21片梁。其中门机轨道梁(MJL1、MJL2)最大,截面尺寸:B×h=400×1500mm。翼缘板厚150~300mm,净跨9m。横向连接腹板,宽200mm,高750mm,每跨均布4块。大坝溢流面上游侧施工时浇筑至246.5m高程,其上游端部桩号为坝上0-002.88,而交通桥上游端部至坝上0-005.50桩号,故桩号坝上0-002.88~坝上0-005.50部分施工脚手架需考虑悬挑结构设计。考虑坝顶交通等各种条件因素,交通桥混凝土采用现浇施工。

二、脚手架支撑结构设计

2.1交通桥大梁支撑结构

底模采用组合钢模板,模板底沿大梁横向敷设φ48×3.5mm短钢管或b×h=100mm×100mm方木支承模板,间距0.35m,长1.2m。支撑钢管架立杆横距800mm,纵距500mm,大小横杆步距1.2m。

2.2交通桥大梁翼缘板支撑结构

底模采用组合钢模板,局部配木模,模板底沿大梁横向敷设φ48×3.5mm短钢管或b×h=100mm×100mm方木支承模板,间距0.5m。支撑钢管架立杆纵横距均为1000mm,大小横杆步距1.2m。

2.3上游钢管架基础悬挑部位结构

悬挑梁为28a工字钢,一端固定于246.5m高程预留平台,一端伸至桩号坝上0-006.00。单根长6m,按间距1m平行于闸墩水平布置。其中固定段长2.88m,采用Φ25@500mm L=2m砂浆锚杆锚固牢靠,悬挑段长3.12m,其上按支撑钢管间距横向水平布置14#槽钢,作为悬挑部位钢管脚手架基础支垫。考虑固定段稳定及受力需要,在固定段工字钢端头50cm范围对称布置4根Φ25@500mm L=2m砂浆锚杆,以增强锚固效果。悬挑工字钢梁按固定段长2.88m、悬挑段长3.12m设计计算,考虑到自身平衡,实际可按固定段和悬挑段各3m长度进行布置。

三、上游悬挑部位支撑结构设计及计算

悬挑部位受力模型为一端固定的悬臂结构,臂长3.12m,考虑脚手架布置较为均匀,因此,将脚手架、模板、施工荷载、梁翼缘板重量及工字钢自重等按均布荷载进行计算,对悬挑段两根大梁按集中荷载进行计算。

3.1荷载计算

a、脚手架荷载计算

预埋20a工字钢自重:0.279kN/m

脚手架自重(立杆横距0.8m,立杆纵距0.5m,大、小横杆步距均为1.2m,按单宽1m计算):

立杆:3×27×5×3.84×10÷1000=15.552 kN

大横杆:3.5×22×1×3.84×10÷1000=2.96 kN

小横杆:1×22×5×3.84×10÷1000=4.22 kN

斜撑:5×6×2×3.84×10÷1000= 1.152kN

扣件:14N×25×5÷1000= 1.75kN

14#槽钢:11.52×1×5×10÷1000=0.576 kN

∑=26.21 kN

q1=26.21 kN÷3.12=8.4 kN/m

b、施工荷载: q2=2.5 kN/m

c、翼缘板砼自重:q3= (0.15×1×2.62×2500×10÷1000) ÷3.12

=3.15 kN/m

d、悬挑工字钢梁(I28a)自重:q4=43.4kg/m=0.434 kN/m

e、梁MJL1自重(单宽):P1=0.4×1.35×1×2500×10÷1000=13.5 kN

d、梁L1自重(单宽):P2=0.3×1.05×1×2500×10÷1000=7.875 kN

3.2受力计算

计算简图如下图:

a、均布荷载受力计算

q= q1+q2+q3+ q4=8.4+2.5+3.15+0.434=14.484 kN/m

M1=1/2×q×l2=1/2×14.484×2.922=61.75 kN●m

考虑支撑架搭设至悬挑部位2.92m,故按l=2.92m进行受力计算。

b、集中荷载受力计算

M2= P1×L1+ P2×L2=13.5×0.62+7.875×1.97=23.88 kN●m

M=M1+M2=61.75+23.88=85.63 kN●m

3.3强度计算

Wx=508.15cm3

强度满足。

3.4挠度计算

E=2.1×106 I=7114.14cm4

挠度满足要求。经计算,悬挑结构布置合理。

四、支撑结构架搭设要求

①钢管为φ48×3.5mm钢管,同扣件均需满足国标标准。

②承重立杆接头需采用对接扣件连接,保证立杆轴线上下一致,每根立杆底部需坐实于已浇筑砼面或基础支垫的型钢上,若局部不平时需采用垫木垫实。

③脚手架根部必须设置纵横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距离底座不大于20cm的立桿上,横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

④需在脚手架外侧立面的两端分别设置一道剪刀撑,并由底到顶连续设置,脚手架中间每隔4~5道立杆布置一道剪刀撑。

⑤钢管脚手架纵向横杆需与两侧闸墩砼顶实,立杆每隔2m左右与闸墩砼面或闸门槽外露拉锚筋头焊接加固牢靠,确保脚手架整体稳定性。

⑥考虑上游为悬挑部位,交通桥浇筑砼时需自下游梁开始向上游逐步推进,以保证受力平衡及整体稳定。

五、结束语

该工程大坝溢流坝段交通桥施工影响到整个工程项目年度节点目标的实现,交通桥横向跨度大,支撑结构高,混凝土浇筑过程中产生的荷载大,再加上悬挑结构的荷载,故支撑结构所承受荷载复杂。经过计算确定支撑结构形式及搭设方案,在施工过程中对质量和安全进行了严格控制,顺利实现了既定目标。

作者简介

高凯,男,陕西省西安市,助理工程师,现从事水利水电施工管理工作。

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