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跨路现浇箱梁门洞施工技术研究

2018-09-21喻玥

价值工程 2018年27期
关键词:门洞刚度挠度

喻玥

摘要:随着城市现代化建设的推进,城市跨线高架桥、快速路的建设越来越多,在桥梁的建设过程中,为不影响正常的交通进行,通常采用门洞+满堂支架的模式进行跨线现浇箱梁的施工。本文以单跨门洞为例重点介绍门洞受力验算的分析论证及施工重点控制点,以供同类工程参考运用。

Abstract: With the advancement of urban modernization construction, more and more urban over-the-line viaducts and expressways are being constructed. In the process of bridge construction, in order to not affect the normal traffic, it usually uses the mode of door openings and full supports for cast-in-place box beam construction. This article introduces the analysis and verification of the door opening force checking and the key control points of the construction with the single-crossing door opening as an example to provide the reference for similar projects.

关键词:门洞;刚度;弯曲应力;挠度;跨度;箱梁

Key words: door opening;stiffness;bending stress;deflection;span;box girder

中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)27-0137-02

0 引言

随着我国城市道路基础设施建设的发展,现浇预应力箱梁由于施工的便捷性、结构的整体性、施工过程中的安全性、使用的耐久性等方面的优势,因此在城市互通高架、铁路桥梁、高速及公路项目中得到了广泛的应用,越来越受到众多单位的青睐。但是在其实际施工过程中,经常会遭遇横跨既有线路的情况。在这种情况下,为保证既有的交通畅通,减少对居民的出入影响,通常以搭设门洞+满堂支架的减低新建桥梁工程对原有公路交通的影响。

1 门洞设计验算

1.1 荷载计算

①梁自重:如图1箱梁截面积为:S;②梁平均荷载为:P2=S×A/D;③模板及支架自重:P1;④施工人员及设备荷截:P3;⑤振捣混凝土时产生的荷载:P4。

安全系数:K1=1.4 K2=1.2;

荷载总量为:Q总=∑P=(P1+P3+P4)×K1+P2×K2。

注: A——砼容重取26kN/m3,数据来源:《路桥施工计算手册》;D——箱涵宽度;

P1、P2、P3、P4、K1、K2:数据来源:《路桥施工计算手册》。

1.2 门洞验算

门洞宽19.4m,高5.4m,跨越门洞横桥向梁为I40b双拼工字钢,纵桥向梁为I45a工字钢。

1.2.1 顺桥向工字钢计算

梁工字钢采用工字钢(工字钢为Q235材质),其工字钢特性E为钢材的弹性模量,I为贝雷梁惯性矩,W为截面模量,[δ]取值205MPa,顺桥向工字钢跨径为L,以最不利处进验算见图2。

工字钢间距a,工字钢自重为b,则q=(0.99×A+b)×K1+(P1+P3+P4)×K2×a。

1.2.2 橫桥向工字钢计算

横梁工字钢采用双拼工字钢(工字钢为Q235材质),其工字钢截面特性w、I、E按规范取值,[δ]=205MPa。

箱梁荷载为:P2=Q总×L;

顺桥向工字钢荷载:P5;

横桥向工字钢荷载P6;

则q=P2+(P5+P6)×K2。

①弯曲应力验算。

最大跨径取im,按近似5等跨连续梁验算。

则最大弯矩M=-0.105qi2

②挠度验算。

按照近似5等跨连续梁计算

1.2.3 立柱稳定性验算(图3)

箱梁截面积为S,钢管立柱(取[δ]=205MPa)尺寸为Φ426mm×8mm,高Hm,门洞布置钢管立柱总数为N,截面积为A,

长细比λ=H/i,查轴心受压构件稳定系数表,得到稳定系数ψ。

门洞范围内箱梁自重荷载为:Q,工字钢自重荷载为:q。

则每根钢管轴向压力为:q轴向=(Q+q)/N;

轴向应力为δ轴向=q轴向/(截面面积)<[δ]=205MPa×ψ;

满足要求,安全系数为[δ]/δ轴向。

1.3 砂箱验算

对于跨线桥高度交底无法满足满堂支架搭设要求的门洞,可采取砂箱模式进行优化,以方便后期箱梁支架卸载要求。

因为单根钢管柱的轴向压力为P,砂箱上部混凝土块尺寸为?准,则截面积A=3.14×?准2/4;故f=P/A<混凝土极限抗压强度要求。

2 门洞搭设施工要点分析

门洞搭设施工的规范性、牢固性等施工过程的质量要点控制直接关系门洞的实际使用性能,因此,在门洞搭设过程中,管理人员及施工作业人员必须严格按照施工方案的技术要点进行门洞搭设的现场质量控制,以确保门洞搭设的施工质量。其搭设具体要求如下:

①门洞地基在施工方案编制时必须进行严格地基承载力的验算方可进行,必要时可采取换填、软基深处理、浇筑钢筋混凝土扩大基础等方式以满足门洞基础的稳定性。

②门洞立柱由于其独立的存在性,造成在收到动载时宜发生受力不均匀,不稳定等现象。因此在门洞设计验算时应在各立柱之间增设槽钢或者工字钢作为纵横向连接支撑,以确保门洞的整体稳定性。

③为防止门洞在使用过程中受外力冲击造成结构失稳现象,因此在门洞投入使用前须在门洞前后2m范围内设置钢筋混凝土防撞墩或大型水马筒;门架与车道间设置隔离护栏并悬挂警示红灯及反光条。

④门洞搭设完成后需在门洞出入口出增设允许通过最大高度控制、限制性宽度控制、车辆出入方案、交通导改标志等交通警示标志,确保门洞的安全,出口位也须设置相应的交通标示;施工现场张挂安全宣传标语。

⑤在确定项目底部模板标高及箱梁满堂支架平面坐标位置后,需对已按照的纵横梁进行调正。其支架底托中心、方木受力点、支架顶托中心三点必须保证在同轴上。

⑥门洞及相邻支架搭设完成后需按照箱梁新浇混凝土自重的1.2倍超载预压。预压时间需根据箱梁的沉降量变化幅度进行调整,其连续三天累计沉降量不大于3mm,或者预压时间不少于7天,方可表示预压完成。其预压采取梁体自重50%、100%、120%三级预压的方式进行。预压除关注挠度变形外还应注意观察整个门洞支架纵横梁、满堂架、方木、模板等有无残次品进入施工,其是否能满足预压静荷载要求。

⑦现浇预应力连续浇筑完成后需待箱梁混凝土强度达到设计要求强度后方可进行拆除作业,拆除时需自上而下逐层进行,严禁上下层同时进行拆除作业,实行先搭后拆,后搭先拆、受力的后拆,不受力的先拆除、对称拆除的原则进行。支架拆除时先同时将沙箱卸载,使沙箱上的钢结构平衡降落10cm左右,后从上向下拆除竹胶板、方木,工字钢等,逐步拆除整个门洞。

3 结束语

城市互通高架及跨線高速、铁路等建设工程由于其特殊性,施工组织相对常规建设项目而言难度较大。其门洞施工工艺技术的应用在一定程度上缓解了其组织难度,因此在城市道路及跨线道路的建设过程中门洞的施工应加以广泛应用,其跨度也可由单跨延伸至多跨连续门洞。

参考文献:

[1]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]路桥施工计算手册(2004版).

[3]桥梁施工常用数据手册(2005版).

[4]石治峰.抱箍+贝雷梁现浇箱梁支架施工技术及受力计算[J].山西交通科技,2010(03).

[5]岳帅庆,崔登云,高云锋.青岛海湾大桥跨胶黄公路人行门洞支架结构计算分析[J].青岛理工大学学报,2011(06).

[6]吴文迪,尹玉林,曲任权.现浇箱梁跨206国道支架门洞设计与施工[J].公路交通科技应用技术版,2009(02).

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