一、前言
橋梁無支架施工在當前市政工程建設中越來越顯示其優越性。抱箍法施工是無支架施工中的一種新方法。南環a7.
2標蓋梁施工中應用了抱箍法無支架施工工藝,取得了良好效果。對抱箍支架系統的受力分析和驗算是確保工程安全性和經濟性的基礎。
二、南環a7.2標蓋梁無支架施工工程概況
南環高速公路a7.2標工程全長3.915公里,地處金山區興塔鎮。
橋梁有興塔立交主線橋、雙廟支路立交橋和七座中小橋,橋梁總建築面積為36000平方;立柱為直徑1000mm的圓形,蓋梁為3立柱加非預應力蓋梁形式,採用抱箍法施工。
三、蓋梁無支架施工的受力驗算
以南環高速公路a7.2標興塔立交橋為例。
1、荷載集度q的確定
普通砼重力密度取25kn/m3,取32#墩蓋梁為驗算依據,砼體積為25.3m3,則砼總重力為632.5kn,蓋梁長l為15.
6m,寬1.5m,兩條「工」字鋼共同承受荷載,對其中一條「工」字鋼進行驗算即可,施工過程中會有施工荷載,按常規取1.4係數。
因此荷載集度為:q=1.4g/l/2,經計算得28.35kn/m
2、應力驗算
擬取i32a工字鋼,則e=2.1×105mpa, ix=11075.5×104mm4,w=692.
202cm3,施工過程中最不利荷載時假設為以下兩種形式: (1)以普通蓋梁立柱形式為例,立柱間距為4.5m;(2)以26#墩北幅,30#墩南幅蓋梁立柱形式為例,立柱間距為5.
6m。(1)「工」字鋼法向應力驗算公式i
式中:m─受力彎矩,取最大彎矩mmax=
w─截面抵抗矩
[σ]─容許應力,查規範得210mpa
第一種情況:經計算得m1max=71.76 knm
σ=103.67mpa≤[σ]=210mpa 滿足要求
第二種情況:經計算得m2max=111.16 knm
σ=160.59mpa≤[σ]=210mpa 滿足要求
(2)「工」字鋼抗剪應力驗算公式ii
式中:q─剪力
a─截面積,查規範得67.05cm2
[τ]─容許剪應力,查規範得120mpa
施工過程**現最不利荷載布置形式出現在第(2)種:
最大剪力在q2處,經計算得q2max=198.45 kn
剪應力τ=23.77mpa≤[τ]=120mpa 滿足要求
3、撓度驗算
施工過程中,撓度最大會發生跨中。
fmax= ≤[f公式iii
式中:q─均布荷載
l─計算跨徑
e─彈性模量
i─慣性矩
[f] ─容許撓度,查規範得
第一種情況:經計算得f1max=6.51mm,[f]= 7.5mm 滿足要求
第二種情況:經計算得f2max=15.61mm,[f]= 9.3mm 不滿
足要求,需加支撐,在兩立柱間加設鋼管腳手架支撐,加支撐後由第(1)種驗算得知滿足要求。
4、懸臂部分受力驗算
等效荷載集度:
(1)應力驗算
彎矩最大在b處,為負彎矩。
mb= 經計算得45.85knm
代入公式i得σ=66.23mpa 小於210mpa,滿足要求
剪力最大在b處,qb=ql,經計算得51.03knm
代入公式ii得τ=7.6mpa 小於120mpa,滿足要求
(2)撓度驗算
最大撓度在a處
fa=查規範懸臂容許撓度
經計算得2.7mm,小於容許撓度6mm 滿足要求
5、確定抱箍構件
(1)最大的支撐反力反映在q2處,取摩擦係數μ=0.8則抱箍鋼板對立柱的壓力n= ,經計算得398.5kn
擬取m22、8.8s級高強螺栓,每個螺栓的設計預拉力為p=135kn,
確定其數量n≥ ,經計算得1.84
取n=3,則每個螺栓預拉力p=83kn 小於設計預拉力135kn
每個螺栓施工預拉力pc=p+△p,經計算得91.3kn
確定每個螺栓的初擰扭矩
t0=0.0625pcd,經計算得125.5nm
取螺栓連線處的扭矩係數平均值k=0.13
確定每個螺栓的終擰扭矩tc=kpcd,經計算得261.1nm
終擰1h後,24h以內進行扭矩檢查,檢查扭矩按下式確定:
tch=kpd,經計算得237.4nm
(2)抱箍尺寸確定
1)抱箍鋼板高度
螺栓中心間距
a.最大允許距離 12d,經計算得264mm
b.最小允許距離 3d,經計算得66mm
取螺栓中心間距為[66mm,80mm]
螺栓中心至邊緣距離
a.最大允許距離 4d=4×22=88mm
b.最小允許距離 1.5d=1.5×22=33mm
取螺栓中心至邊緣距離為[34mm,70mm]
因此可以取抱箍鋼板高度為[20cm,30cm]
南環高速公路a7.2標工地取抱箍鋼板高度為22cm。
2)抱箍鋼板厚度
驗算抱箍鋼板的抗剪強度
擬取3號鋼板。
a)取鋼板高度為20cm進行驗算,
則其抗剪強度設計值fv=125mpa
螺栓最大設計拉力p'=3×p,經計算得273.9kn則
螺栓產生的應力為
125mpa
則鋼板厚度 t≥17.5mm。
最大剪力q2產生的應力為fv= ≤[fv]=125mpa
則鋼板厚度 t≥5.1mm。
現取鋼板厚度t=18mm。
b) 取鋼板高度為30cm進行驗算,則其抗剪強度設計值fv=125mpa
螺栓最大設計拉力p'=3×p,經計算得273.9kn則
螺栓產生的應力為
125mpa
則鋼板厚度 t≥4.4mm。
最大剪力q2產生的應力為fv= ≤[fv]=125mpa
則鋼板厚度 t≥2.8mm。
現取鋼板厚度t=18mm。
四、蓋梁無支架施工的經濟效益
1、無需地基加固處理
採用滿堂支架施工,蓋梁下的原地面要進行處理。採用抱箍法施工,原地基只需適當處理以供腳手架搭設即可,地基不需要加固處理。
2、無需搭設承重支架
滿堂支架要耗用大量鋼管材料搭設承重支架。包箍法是抱箍加「工」字鋼就無需搭設承載鋼管支架。
3、周轉時間快、支模方便
滿堂架要從地基加固處理開始,再一層層往上搭設,花費大量的時間和人力。抱箍施工只需兩個「工」字鋼和幾個抱箍拆除,施工簡便,周轉快,並且搬移相比之下也方便許多。
4、滿堂支架法與抱箍法經濟指標比較
舉南環a7.2標興塔立交主線橋19#墩為例進行比較。
五、抱箍法施工的前景
蓋梁包箍法無支架施工可操作性強,有很高的安全保證體系,外觀輕巧又便於檢查驗收,可以較好控制施工安全,支模可以省很多任務時,對地基要求不高,節省支撐鋼管,大大降低了成本。抱箍法無支架施工很少影響道路、河道的交通和通航,有利於快速施工和文明施工,具有很好的推廣應用價值。
蓋梁施工方案 抱箍法
編制 審核 審批 目錄 1 編制說明 1 1.1 編制依據 1 1.2 編制原則 1 2 工程概況 1 2.1 設計概況 1 2.2氣候 水文概況 2 2.3 主要工程數量 2 3 施工計畫 2 3.1 工期計畫 2 3.2 人員計畫 2 3.3 機械裝置計畫 3 3.4材料計畫 4 4 施工工藝流...
抱箍法蓋梁施工方案
一 工程概況 本合同段起點k0 000位於xx州xx縣,與在建的xx高速公路的止點k151 960相接,止於楊柳河k8 200。路線全長8.2公里。合同段內共設定有大橋5座,中橋一座,小橋一座,跨線橋一座,有蓋梁總計53個,均為現澆蓋梁。蓋梁澆築總計使用光圓鋼筋0.1t,帶肋鋼筋364.2t,c30...
蓋梁抱箍法專項施工方案
目錄1.編制依據 1 2.編制範圍 1 3.工程概況 2 4.模板設計 2 4.1側模 2 4.2底模 3 4.3縱樑 3 4.4抱箍 3 5.抱箍穩定性驗算 3 5.1抱箍計算 3 5.2抱箍承載力計算 5 5.3抱箍體的應力計算 7 6 蓋梁施工方案 7 6.1施工準備 7 6.2墩柱頂鑿毛 8...