水上現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)施工技術(shù)

水上現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)施工技術(shù)水上現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)施工技術(shù)葉代成(廈門百城建設(shè)投資有限公司,廈門,362000)摘要：中洲大橋整聯(lián)現(xiàn)澆箱梁支架采用鋼管貝雷梁柱式結(jié)構(gòu),本文介紹了支架體系的設(shè)計(jì)、驗(yàn)算以及施工要點(diǎn),并在對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓和觀測的基礎(chǔ)上提出了加強(qiáng)措施。實(shí)踐證明，支架的設(shè)計(jì)與施工是可行的。關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆箱梁鋼管貝雷架施工觀測 1.工程概況廈門中洲大橋位于廈門同安灣海域，全長1540米。橋梁上部構(gòu)造由西至東采用（5×35）+（4×35）+（5×35）+（4×35）+（4×35）+（5×35）六聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)箱梁；橋梁橫向按左、右兩幅分離設(shè)置，橋面寬2×14.5m，采用單箱單室，縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力混凝土斜腹板等截面連續(xù)箱梁，梁高2m，箱梁頂板寬14.5m，底板寬6.8m，頂板厚0.25m，底板厚0.25m,腹板厚0.45m，兩側(cè)懸臂長為3.572m和3.549m，在橋墩支點(diǎn)截面和橋臺(tái)端支點(diǎn)截面設(shè)置橫梁海上支架采用鋼管貝雷架，箱梁采用整聯(lián)現(xiàn)澆施工工藝。2.支架設(shè)計(jì)2.1總體設(shè)計(jì)現(xiàn)澆支架采用鋼管貝雷架梁柱式結(jié)構(gòu)，立柱采用Φ610×8mm鋼管，鋼管上布置2Ｉ36a工字鋼作橫梁，橫梁上布置6組12排貝雷縱梁。貝雷縱梁用國產(chǎn)“3212.2鋼管支撐設(shè)計(jì)箱梁跨徑L=35，每跨支架跨中設(shè)兩道中支墩，中支墩采用雙排鋼管樁，每道中支墩設(shè)置2×6根鋼管樁，中間間距為1.6米。鋼管樁底部焊接樁尖，以增加單樁承載力和便于后期鋼管樁的拔出。墩旁鋼管樁落在承臺(tái)砼面上，每排架在承臺(tái)斷面外左、右側(cè)分別加打樁1根以增強(qiáng)穩(wěn)定性。雙排鋼管樁間焊接橫向及斜向剪力撐，增大樁身穩(wěn)定性，橫撐、剪力撐均采用10號(hào)槽鋼制作。鋼管樁施工時(shí)采用DZ45型振動(dòng)錘沉樁，承載力按貫入度和鋼管入土深度雙控，確保滿足要求。2.3貝雷梁設(shè)計(jì)貝雷縱梁為12m+9m+12m的三跨簡支梁結(jié)構(gòu)。橫截面貝雷片布置為一組150貝雷片+一組45貝雷片+一組150貝雷片+150貝雷片+45貝雷片+150圖1箱梁支架布設(shè)縱向示意圖3．支架力學(xué)驗(yàn)算考慮箱梁橫隔梁荷載主要作用在墩頂，因此，驗(yàn)算時(shí)取具有代表性的跨中斷面計(jì)算，在橫橋向上根據(jù)貝雷片的分布圖，按圖2所示分區(qū)，取各區(qū)的荷載進(jìn)行驗(yàn)算。圖2箱梁支架橫斷面圖3.1荷載計(jì)算(1)新澆混凝土自重取26kN/m3，則各區(qū)混凝土的自重為：FA=0.7820×26=20.3kN/mFB=0.7945×26=20.7kN/mFC=0.6925×26=18.0kN/mFD=0.9172×26=23.9kN/mFF=0.6843×26=17.8kN/mF合=116kN/m(2)側(cè)模、底模、內(nèi)模及格柵木按1.5kN/m2計(jì)；(3)貝雷自重按2kN/m計(jì)；(4)施工人員、料具等施工荷載取0.5kN/m2；(5)泵送混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載共取1.5kN/m2因此，作用在貝雷梁上的均布荷載(1)—(5)組合為：QA=20.3+(1.5+0.5+1.5)×1.5+2=27.6kN/mQB=20.7+(1.5+0.5+1.5)×1.1+2=26.6kN/mQC=18.0+(1.5+0.5+1.5)×0.575+2=20.0kN/mQD=23.9+(1.5+0.5+1.5)×0.575+2=27.9kN/mQE=15.4+(1.5+0.5+1.5)×1.1+2=21.3kN/mQF=20.7+(1.0+0.5+1.5)×1.1+2=27.0kN/mQ1/2合=150.4kN/m3.2貝雷梁彎矩驗(yàn)算最大彎矩Mmax=ql2/8=27.9×11.02/8=422.0kN·m考慮不均勻系數(shù)1.2,則M=506.4kN·m<[M]=788.2kN·mQ=27.9×11.0×1.2/2=184.1kN<[Q]=245.2kN滿足要求。貝雷梁允許彎矩、剪力、撓度允許值由生產(chǎn)廠家提供。3.3貝雷梁剛度驗(yàn)算L=11.0mf=5ql4/384EI=5×27.9×110004/(384×2.1×105×20500×104)=10.1mm滿足要求3.4橫梁驗(yàn)算橫梁由2Ｉ36a工字鋼組成，各貝雷梁作用在橫梁上的力如圖3所示，2I36a的Wx＝1750×103mm3，A腹板＝7200mm圖3橫梁作用力示意圖(1)懸臂部分Mf=98.8kN·mσ=56.5MPa<[σ]=145MPaRf=164.7kNτmax=22.9MPa<[τ]=85MPa滿足要求。(2)EF梁段由Mmax=2Pa2b2/L3得Mmax=32.6kN·mσ=18.6MPa<[σ]=145MPaRf=83.7kNRe=216.1kNτmax=30.0MPa<[τ]=85MPa滿足要求。(3)DE梁段Mmax=29.3kN·mσ=16.8MPa<[σ]=145MPaRe=161.1kNRd=τmax=22.4MPa<[τ]=85MPa滿足要求。(4)CD梁段Mmax=64.4kN·mσ=36.8MPa<[σ]=145MPaRd=168.4kNRc=168.4kNτmax=23.4MPa<[τ]=85MPa滿足要求。(5)各支點(diǎn)反力Rf=248.4kNRe=346.5kNRd=322.1kN3.5支撐在承臺(tái)上的鋼管驗(yàn)算A=11191mm2，鋼管立柱最大自由長度6.595m，鋼管自重5.79kN。2Ｉ36a工字鋼自重14.2鋼管承受的最大壓力N＝346.5+14.16×1.5/6+5.79=350.0kN回轉(zhuǎn)半徑：i=210mm最高的鋼管按6.6m計(jì)，則λ=6600/210=31.4，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]附錄C-2，b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)ψσ=350000/(0.930×11191)=33.6N/mm2<[σ]=140N/mm2因此，鋼管立柱滿足要求。3.6鋼管樁單樁承載力驗(yàn)算根據(jù)支座反力驗(yàn)算鋼管樁最大受荷Rmax＝Re=34.65t，根據(jù)振動(dòng)錘貫入度-荷載曲線，在貫入度小于5mm/min時(shí)，單樁承載力達(dá)到47.8t，故承載力4.施工4.1鋼管樁施打⑴采用50t履帶吊機(jī)結(jié)合DZ45型振動(dòng)錘施打鋼管樁。先在海上用拉線定位鋼管樁位置，然后用振動(dòng)錘夾緊鋼管，吊機(jī)吊運(yùn)至打設(shè)位置，開啟振動(dòng)錘，管樁即隨振動(dòng)錘激振力進(jìn)入土層。⑵管樁打入采用入土深度與貫入度雙控，以貫入度為主。在貫入度小于5mm/min時(shí)，繼續(xù)激振3min，測量入土深度。計(jì)算單樁承載力達(dá)47.8t時(shí)理論上應(yīng)入土4.8m，如入土深度達(dá)到要求，則完成管樁施打；如入土深度小于4.8m，則繼續(xù)激振2min,至貫入度穩(wěn)定在4.2橫梁安裝每排鋼管樁施打完成后通過切割或補(bǔ)接調(diào)整好管樁頂面高程，在管樁頂部焊8mm厚鋼板后安裝2Ｉ36a橫梁，橫梁與立柱上鋼板焊接固定。4.3貝雷梁架設(shè)每跨貝雷梁組裝完成后整體吊裝至橫梁上，跨間貝雷梁斷開，形成簡支梁結(jié)構(gòu)。4.4連接加固⑴將雙排鋼管樁逐根用10號(hào)槽鋼焊接連成整體，包括橫向連接、縱向連接、剪刀撐焊接等；⑵將每榀貝雷梁用U型箍固定在橫梁工鋼上；⑶在貝雷梁間加橫向連接將貝雷梁連成整體。5.預(yù)壓與觀測5.1觀測數(shù)據(jù)按設(shè)計(jì)方案搭設(shè)支架，在搭設(shè)完成3天后采用1.1倍施工荷載進(jìn)行預(yù)壓并觀測鋼管、貝雷梁的沉降、變形，數(shù)據(jù)如表1：表1沉降觀測數(shù)據(jù)項(xiàng)目單位數(shù)值中支墩鋼管最大沉降量mm11貝雷梁最大撓度mm6鋼管柱最大側(cè)向位移mm4鋼管柱最大縱向位移mm55.2觀測結(jié)果分析觀測顯示加荷后支架總體穩(wěn)定性較好，貝雷梁撓度及鋼管柱沉降量在預(yù)期范圍內(nèi)，但鋼管柱存在一定的縱向及側(cè)向位移。5.3加強(qiáng)措施為增強(qiáng)鋼管柱整體穩(wěn)定性，決定在中支墩支撐鋼管柱間設(shè)2×2根水平鋼管，采用Φ273mm螺旋鋼管焊接，將支架立柱連成整體6.小結(jié)2007年8月7日成功進(jìn)行了左幅第六聯(lián)箱梁混凝土澆筑，混凝土施工過程中進(jìn)行了支架變形和穩(wěn)定性監(jiān)測,施工過程中支架穩(wěn)定性良好，沉降、位移數(shù)據(jù)均在控制范圍內(nèi),實(shí)踐證明支架設(shè)計(jì)施工方案合理可行，水上現(xiàn)澆箱梁支架采用鋼管貝雷結(jié)構(gòu)有較好的安全可靠性。支架搭設(shè)前需要進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算，在澆筑前要進(jìn)行預(yù)壓，通過觀測判定支架穩(wěn)定性。支架施工應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)施工方案，保證鋼管樁的貫入度和入土深度，做好橫梁、貝雷梁安裝的細(xì)部處理和鋼管樁之間的連接加固。Thedesignandconstructionofbearingcarrierforcast-in-placeboxgirderofSea-crossingBridgeYeDaicheng(XiamenBaichengConstruction&InvestmentCO.LTD,Xiamen,362000)Abstract:Bearingcarrierforcast-in-placeboxgirderofZhongzhouBridge,adoptsteeltubeBeretbeamcolumnstructure.Inthisarticle,thedesign、checkingcomputationandconstructionofthebearingcarrierhasbeensubmitted.Onthebasisofpreloadingandobservation,putforwardthestrengthenmeasure.Theengineeringpracticeproved,bearingcarrier’sdesignandconstructionisfeasible.Keywords:cast-in-placeboxgirdersteeltubeBeretbeamconstructionobservation[參考文獻(xiàn)][1