于剑
中建科工集团有限公司 518000
摘要:本文以天津洪泥河内桥墩盖梁施工为例介绍 “穿销法”在工程中的应用。解决了河流沟渠内盖梁施工时脚手架搭设地基处理难度大的问题。
关键词:托架法;盖梁;预埋管
0 引言
桥墩盖梁施工一般采用落地式支撑脚手架施工平台进行施工,当桥墩位于河流中时,支撑脚手架不具备搭设条件时,就需要采用简易托架装置作为盖梁的支撑条件,本文以洪泥河内盖梁施工介绍托架法工程应用情况。
1工程简介
某公路工程,路线全长4.956m,双向二车道,路基标准横断面宽8m。本工程包括:小桥1座、圆管涵29道、道路工程累计约4.415Km。本工程中的小桥长54.04m,全桥面积为750m2,本桥共计盖梁4榀,包括桥墩上盖梁2榀,桥台盖梁(0#、3#)2榀,高度为1.2m。盖梁外形图如图1。
.png)
图1 盖梁外形图
本桥盖梁平面角度为86°,盖梁尺寸为14.44×1.2×1.2m。本工程有2榀盖梁1#、2#墩位于河内,为了便于基础及墩柱施工,采用导流方法进行,在汛期来临后,恢复河道,因此采用“托架法”进行盖梁施工,此工艺不需进行地基处理,同时保证河道汛期不断流,施工方便。
2“托架法”的施工方法
由于本桥梁1#、2#墩盖梁位于河中,采用工字钢托架的形式作为盖梁施工的支承平台。在浇注墩柱时距柱顶以下1.07m处采用内径为φ70 PVC套管,但要保证其足够的刚度以免孔道变形,埋置在墩柱钢筋上,拆模后形成预留孔洞,然后插入φ60钢销,两端各伸出20cm作为工字钢的支承牛腿。在牛腿上架设I40b工字钢,然后上铺盖梁支承平台。施工施工示意图如图2。
.png)
图2 “托架法”盖梁施工示意图
2.1 施工工艺流程
预埋内径φ70mm PVC管→安装钢棒牛腿→吊装40b工字梁→安装拉结杆→铺设盖梁平台→安装盖梁底模→盖梁钢筋绑扎→安装盖梁侧模→盖梁砼浇注→拆侧模→养护→拆底模
2.2 搭设盖梁施工平台
在墩柱砼达到设计强度后,用1.6m长的φ60实心钢棒穿进墩柱预留孔洞中。钢棒在柱两侧各伸长20cm作为工字梁支承牛腿,然后用吊车将I40工字梁吊放在钢棒上,柱两侧各安放一条。两条工字梁之间采用φ48.3钢管进行拉结以加强整体稳定性。然后在工字钢上放置木楔(方便拆模),其上横铺15×15cm方木,长度为600cm,间距为60cm,横向方木上纵向沿盖梁全长放置10×10cm方木,间距为20cm,方木上铺设新竹胶板,形成施工平台,侧面模板采用钢模板进行安装、对拉。
2.3 混凝土施工顺序
为了减小跨中弯矩和变形,混凝土浇注从两柱开始向跨中浇注,这样悬臂端产生的弯矩会抵消跨中一部分弯矩,从而增加了托架的安全性。
3穿销法的力学计算
3.1 工字钢纵梁力学模型
对于工字钢纵梁按支撑于钢棒上的4跨连续梁,荷载计算如表1建立的力学模型如图3
图3工字钢纵梁的计算简图
3.2工字钢纵梁的强度及刚度验算
3.2.1工字钢的强度计算
辅助以《结构力学求解器》(SM Solver) 版本 2.0,可得到40b工字钢纵梁的弯矩图如图4:
图4工字钢纵梁弯矩图(弯矩单位KN.m)
.png)
经计算工字钢的危险截面弯曲正应力,强度满足要求。
3.2.2 抗剪强度计算
辅助以《结构力学求解器》(SM Solver) 版本 2.0,可得到40b工字钢纵梁的剪力图如图5:
图5 工字钢纵梁剪力图(剪力单位KN)
.png)
经计算危险截面的剪应力,剪切应力满足要求。通过以上验算表明40b工字钢纵梁的正应力及切应力强度均能满足要求。
3.2.3 工字钢纵梁的挠度校核
.png)
计算以跨度最大的单元2(或3)为研究对象,其跨径为5.3m。梁的刚度满足要求。
3.2.4 钢棒牛腿的校核
本工程采用Φ60mm高强钢棒,外露0.2m,每个盖梁按墩柱设三个钢销牛腿支撑上部荷载,由上面的计算可知:支座反力R2=R4=151.969KN,R3=190.268KN。以最大值为牛腿需承受的竖向支承力进行计算。圆截面梁的剪应力计算公式为:
.png)
A—钢棒横截面面积;FS—钢棒上的最大剪力。所以采用Q345级钢制成的钢棒的强度可以满足施工要求。
通过以上计算可知,本尺寸的盖梁采用40b工字钢纵梁,Φ60mmQ345级钢制成的钢棒可满足本桥梁施工要求。需要注意的是采用该工艺施工,须根据不同工程盖梁结构尺寸进行上述计算来选择材料。
4 结语
“托架法”在实际工程中的成功应用,很好的解决了采用支架法无法施工及施工成本较高的问题。
参考文献
[1]《材料力学》第四版(高等教育出版社)
[2]《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2011
[3]《建筑施工计算手册》第二版(江正荣编)