浅谈大跨度预应力盖梁支架体系施工工艺

发表时间:2021/6/9   来源:《科学与技术》2021年第29卷第5期   作者:缑叶皓
[导读] 本文结合贾昌村2号大桥预应力盖梁工程实践,
        缑叶皓
        中铁一局集团第四工程有限公司  陕西咸阳  712000
        【摘要】本文结合贾昌村2号大桥预应力盖梁工程实践,就盖梁施工中的支架范围内地基处理、支架的设计、支架的简算、支架安装及预压的施工工艺进行叙述,以期能与同行共同交流与探讨,为以后同类工程的施工提供借鉴。
        【关键词】贾昌村2号大桥;盖梁;支架;支撑体;刚度;
        1工程概况
        武九项目贾昌村2号大桥位于文县贾昌村,为上跨白林水电站引水渠、文州路、贾昌泥石流沟及文县南滨河路而设。本桥7#盖梁为门架墩,上跨贾昌泥石流沟,盖梁为预应力现浇盖梁立面见下图1,盖梁长度为28.6m,净跨度22m,盖梁跨中截面宽度1.8m,高度2.4m,横截面积4.6m2。
        

图1  盖梁立面图

        2盖梁支架施工方法
2.1支撑体构件设计
        支撑体基础采用C25混凝土进行换填处理。条形基础宽0.6m,采用C30钢筋混凝土浇筑;条形基础+2cm厚钢板+32T千斤顶+2cm厚钢板+三拼I14+双层贝雷梁贝雷梁上设置I14工字钢间距75cm,贝雷梁悬挑处工字钢间距30cm,然后铺设盖梁底模板。-
2.2支撑体安装
        支撑体采用顺桥向10排贝雷片、横桥向墩柱范围内设置6排贝雷梁,墩柱两侧范围设置两排贝雷梁支架组成施工支架,进行上部结构混凝土施工。支撑体组装方法:条形基础采用C30混凝土浇筑而成的扩大基础,扩大基础构造图如图2;条形基础上采用32T千斤顶支撑,三拼I14的工字钢,微调节千斤顶标高保持一致。工字钢上设置双层贝雷梁+I14间距75cm+钢模板。如下图所示:

盖梁施工支架三视图
支撑体搭设作业,必须在统一指挥下,严格按照以下规定程序进行:
1)、在盖梁支撑体构件搭设前,对条形基础进行检查。
2)、测量队放样,按测量定位依次放置贝雷片,防止支撑体偏压。
3)、支撑体连接技术措施
作业平台一定要铺平铺稳,不允许有翘头板。工人在架上进行搭设作业时,作业面上铺设必要数量的脚手板并予临时固定。工人必须配戴安全帽。不得单人进行装设较重杆配件和其它易发生失衡、脱手、碰撞、滑落等不安全的作业。现场在搭设中不得随意改变构架的设计、减少配件设置。
2.3支架预压
2.3.1底模安装后,采用砂袋对支架进行加载预压
        盖梁混凝土159m3,钢筋25t,钢绞线6.2t,模板及贝雷梁5t,计算盖梁混凝土及模板重441t,预压重量为计算重量的1.2倍,即529t;按照计算后的受力验算荷载进行堆载预压,主要堆载重量必须满足要求。预压按照图纸要求采用等载预压。采用人工倒运,吊车配合,在不同的荷载下,观测支架的变化,并做好记录。加载前用土工布对底模进行覆盖,防止底模被破坏。
2.3.2预压流程
        加载过程中按040%60%100%,由中间向两侧对称加载。堆载时,在荷载未达60%时,可不控制其加载速率。荷载超过60%应控制其速率,尤其是在加荷后期,更应严格控制。
2.3.3沉降观测
        稳定的标准是连续三天累计沉降量小于2mm。预压及卸载过程中及时观测支架及地基沉降数据,及时分析弹性及非弹性变形,测出支架及地基的弹性压缩值S1,沉降观测点位于条形基础上,及18米跨中位置。

沉降观测点布置示意图
2.4模板设计与安装
        盖梁底模为钢模板,沿桥梁盖梁横向逐块铺设;板与板之间缝隙采用双面胶进行粘贴,以保证不漏浆;因在堆载预压时盖梁底模的安装已完成,因此只要安装侧模即可。
盖梁施工中的各种预埋件应在模板安装时一并埋设,并采取可靠的稳固措施,确保其安装牢固位置准确。
3分项结构计算
1.底模(钢模板)
根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1,按简支跨进行计算,取b=1m宽板带为计算单元。
        Wm=bh2/6=1000×152/6=37500mm3
        I=bh3/12=1000×153/12=281250mm4
        由永久荷载控制的组合(忽略施工活载)
        q=1.35×26×2.555×1=89.68kN/m
        说明2.555为面积等效后的混凝土高度。
(1)强度计算

        σ=Υ0×Mmax/W=1×1.58×106/37500=42N/mm2<[f]=37N/mm2
        计算得,钢模满足要求,局部边角位置可以用竹胶板,采用竹胶板处底部分配梁必须密排。
2.纵桥向I14分配梁
  (1)强度计算

计算得,I14工字钢纵桥向间距750mm布置,盖梁两端头处悬臂端为最不利工况,跨中最大剪应力28.6MPa,容许剪应力125MPa,安全系数4.4;最大弯应力116.7MPa,容许弯曲应力215MPa,安全系数1.8。
(2)刚度计算
计算得,I14分配梁跨中挠度11.2mm,不满足要求,建议I14分配梁在四排贝雷梁处30cm间距布置,密排后挠度为3.7mm,满足要求。
3.双层上下均加强型贝雷梁
        (1)跨中强度计算(跨度18m)
计算思路如下,盖梁底部共计有六排双层上下均加强型贝雷梁,盖梁底宽1.8m,取0.9m宽度盖梁为研究对象,底部贝雷梁为三排双层上下均加强型贝雷梁,计算跨度18m。
分配梁自重及其他活载忽略不计,三排双层上下均加强型贝雷梁,一延米自重700kg(单片贝雷片270kg,单根加强弦杆80kg)。
计算得,三排双层上下均加强型贝雷梁受到剪力600kN,见图3-4,容许剪力698.9kN,安全系数1.2,受到弯矩2700kN·m,见图3-5,容许弯矩9618.8kN·m,安全系数3.6,满足要求。
        (2)跨中刚度计算(跨度18m)
最大跨度18m。
        单位荷载作用下的最大弯矩:M1=qL2/8=40.5;
        查表得,几何特性如下表所示,查得三排单侧加强型惯性矩为6894390cm4
        单位荷载作用下的最大挠度:
        
        6节贝雷梁非弹性挠度值Fm=dn2/8=7.7mm。(双层桁架d=0.1717cm)
        挠度总和f=6.3+7.7=14mm。
        (3)悬臂端强度计算
计算得,三排双层上下均加强型贝雷梁受到剪力600kN,见图3-6,容许剪力698.9kN,安全系数1.2,受到负弯矩1107kN·m,见图3-7,容许弯矩9618.8kN·m,安全系数8.7,满足要求。

        4结语
        在对盖梁支架进行设计时,要注意支架的安全性及可操作性,在施工的过程中,施工管理人员一定要熟悉施工工艺流程,严格按照支架方案执行,不得随意改变构架的设计、减少配件设置,保证工程质量,以防施工中发生一些不必要的事故给工程造成损失,同时要注意各个工序间衔接,做好统筹和协调工作,保护好环境,为争做优质工程而努力。
        参考文献
        [1]林国富.城市高架桥预应力盖梁施工技术分析[J].西部交通科技,2019,No.148(11):122-124.
        [2]郑蓓蕾,胡涛.高架桥大悬臂预应力盖梁施工技术[J].现代交通技术,2019,16(01):4-8.
        [3]孟祥峰.国外桥梁盖梁施工工艺研究与施工方案探析[J].工程技术研究,2019,4(06):26-27.
       
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