现浇箱梁大跨度支架技术研究

现浇箱梁大跨度支架技术研究
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  摘要:毛湾大桥在拆除重建时,充分利用既有老桥的下部结构作为临时支架的基础,利用贝雷梁作为现浇箱梁的承重支架,既方便了施工又节省了费用,对以后类似工程的实施提供借鉴作用。
关键词:老桥利用  贝雷梁  支架  现浇箱梁
        1 工程概况
        澳洋大道在原有基础上进行拓宽,因此需改建旧桥,以满足航道需要,毛湾大桥主桥为跨径52m+75m+52m的三跨连续箱梁桥,引桥采用20m预应力空心板梁桥,北引桥5跨,南引桥6跨。原设计方案为挂篮施工,考虑到现场条件较好,新桥位于现状老桥的位置,除主跨需跨越25米宽的小中河外,其余地段可以采用钢管支架现浇施工,经各方面研究同意,毛湾大桥原挂蓝施工方案现更改为支架现浇方案,跨小中河25米航道的大跨度支架是整个工程支架设计的核心。
        2 支架设计
药用铝箔        由于老桥上部结构梁体的承载能力无法满足本工程现浇箱梁的重量,因此中跨现浇箱梁在跨越小中河时拟利用老桥桩基、承台、立柱、盖梁作为承重支架的基础,现浇箱梁与老桥
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盖梁之间拟采用双层贝雷梁作为承重支架,其余均采用扣件式钢管支架。
        2.1 扣件式钢管支架 由于三跨连续箱梁采用变截面布置,顺桥向箱梁自重由主墩墩顶向两侧逐渐减小,箱梁高度由4米变化到2米,底板厚度由0.662米变化到0.45米,顶板厚度保持不变,腹板厚度由0.772米变化到0.45米。横桥向箱梁的翼板、腹板、底板等区域荷载分布也相差较大,因此从安全、经济等方面考虑,本工程扣件式钢管支架的布置必须考虑荷载在横向与纵向的不均匀分布特点。
        横向支架布置:空腹位置间距0.6m,腹板位置间距0.3m,翼板位置间距0.6m。纵向支架布置: 根据桥梁纵向荷载的不同,采用不同的纵向间距:①主墩中心线两侧10.5米范围内纵向间距为0.3米;②主墩两侧10.5~21.5米范围内纵向间距为0.4米;③其余部分纵向间距为0.5米。根据计算结果翼板与底板区域的支架可采用搭接但需采用双扣件,腹板区域下的钢管支架需采用对接。
        2.2 跨河支架 本工程的重点与难点在于跨河支架的设计,由于老桥上部结构T梁的承载能力无法满足现浇箱梁荷载的要求,因此可先拆除老桥主梁再利用其下部结构搭设临时支架。由于老桥主跨为25米,临时支架需一跨跨越,临时支架的设计是本工程的关键之一。经综合考虑,中跨现浇箱梁在跨越赵家沟时拟利用老桥桩基、承台、立柱、盖梁作为
承重支架的基础,现浇箱梁与老桥盖梁之间拟采用双层贝雷梁作为承重支架。由于贝雷梁标准节段长度为3米,24.9米的跨度需要定制一片0.8米的非标准段以满足跨度要求。贝雷梁上方铺设槽钢,钢管支架通过槽钢将荷载传递到贝雷梁上,钢管支架的搭设方案根据前述分析设计。
        贝雷梁所受荷载主要包括箱梁自重、支架重量、施工荷载等,由于箱梁横向截面与纵向变截面不同位置处的荷载变化较大,箱梁自重计算横向上按以下五个区域分析:翼板、边腹板、中腹板、箱室,纵向每3-4米一段,采用纵向分段、段内平均取值的方法。根据上述计算原则,计算出纵向各段、横向各区的自重荷载。综合其它荷载后,根据各横向区域内荷载由贝雷梁平均分担的原则布置相应的贝雷梁,并且为确保各片贝雷梁的变形基本一致,各贝雷梁所受荷载应基本一致。根据该荷载可计算出各贝雷梁的剪力、弯矩和位移,同时考虑到计算模型中的荷载分布与实际的荷载分布可能有所不同,因此在用料节省的同时还应保证有一定的安全储备,以西半幅桥为例计算结果:
        综上所述,翼板、边腹板、中腹板区域布置的贝雷梁其强度、刚度是满足要求的,并具有一定的安全储备。由弯矩和剪力的储备能力可知,贝雷梁支架为剪力控制,弯矩有较大的储备,采用双层单排贝雷梁是合适的。由于老桥盖梁以抗弯为主,因此贝雷梁纵向布
置时要求贝雷梁的支承中心线偏离桥墩中心线的距离不大于5cm,以减少盖梁扭矩。考虑到本工程荷载较大,原有的盖梁承载能力可能不足,因此拟在老桥两个墩柱中间架设一根609钢管,下端固定在承台上,上端顶在盖梁下面,为抵抗贝雷梁偏心所引起的盖梁扭矩,钢管拟向跨中方向偏离墩柱中心线30cm。主桥和人行桥之间区域上端通过三角形钢垫块支撑盖梁,下端通过双拼H型钢支撑在承台上,钢垫块与盖梁之间的空隙通过高标号水泥砂浆填实,贝雷梁间通过10号槽钢等进行横向连接以行成整体。
        2.3 老桥下部结构承载能力计算 根据贝雷梁的支撑反力、老桥竣工图纸中有关盖梁、墩柱的相关数据以及贝雷梁布置位置进行建模分析,经分析,东半幅桥、赵家沟北侧的老桥盖梁、墩台所受外荷载最大,因此以其为分析对象。
        2.3.1 有限元模型 有限元模型中墩柱的尺寸取1.0米,盖梁横截面根据设计图纸并考虑到两侧高差,取两端横截面的平均值。贝雷梁反力按照实际位置横桥向采用集中荷载施加,纵桥向考虑其偏离桥墩中心线5cm所产生的扭矩。盖梁与墩柱之间为刚接,609钢管底部为铰接,顶部与盖梁之间采用仅受压刚性连接,其他按常规考虑。模型如下:
        2.3.2 计算分析 由于609钢管在盖梁成型后施加,其不承担盖梁重力产生的荷载,因此根据实际情况有限元模型的计算分两步分析:A、工况1:盖梁、墩柱受其自身重力作用;
贝雷梁
B、工况2:安装609钢管后施加贝雷梁反力。其中工况2是本工程的主要工况。工况2的主要结果如下:
        根据上述有限元计算结果,可得到主桥与人行桥盖梁、立柱的内力,然后根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)对钢筋混凝土盖梁的正截面抗弯极限承载能力、钢筋混凝土盖梁的斜截面抗剪承载能力、盖梁抗扭承载能力、老桥墩柱承载能力、承台承载能力、单桩承载能力进行计算,考虑到该桥已使用了15年,实际承载能力按理论计算值的0.8倍考虑。计算结果表明在上述施工荷载作用下老桥下部结构的承载能力是满足要求的。
防辐射屏>极压高温润滑脂        3 支架实施与预压
        钢管支架在进行地基处理后根据规范要求进行搭设,贝雷梁在在钢管立柱架设及盖梁顶部调平完成后安装,双层贝雷梁分两次安装,第一次安装下层及其横向连接,第二次安装上层及其横向连接,贝雷梁在地面拼好后由履带吊安装到位。跨河段一次预压完成,陆地段根据跨河段既有沙袋重量分段预压。预压结果表明支架设计是安全的,地基沉降满足要求,老桥下部结构的承载能力满足荷载要求。

本文发布于:2024-09-22 13:41:35,感谢您对本站的认可!

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标签:支架   荷载   箱梁   采用   钢管   老桥
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