b、按实际受力情况,取等跨连续梁来进行验算
最大弯矩计算:
M=Km•qL2:
取弯矩系数Km=0.07
则:
M==Km×qL2=0.07×2.376×10×11.6662=215.6KN•m
挠度计算:
取挠度系数Kw=0.521
则有:
fmax=Kw×(qL4/100EI)
∴fmax=0.521×((2.376×104×11.6664×103)/(100×210×109×1154868.8×10-8))≈0.86mm符合要求
剪力计算:
取剪力系数Kv=0.625
Q=Kv•qL=0.625×2.376×10×11.666=84.54KN<490.5KN符合要求
安全系数K≈5.8
3.4、跨中临时支墩上横梁计算
9跨中拟布置一排四根φ1cm的挖孔桩,桩中心间距为3.65m,墩上设系梁,系梁上采用军用墩支撑,七排军用墩横向间距2.0m。
军用墩上采用I40b工字钢支撑贝雷架,军用墩顶标高由桥下净空来控制。
(1)荷载计算:
临时支墩上拟采用2根14m长的I40b工字钢:
查手册:
I40b工字钢:
Ix=22780cm4 Wx=1140cm3
横梁以上部分总重为:
G5=817.5+27.86+69.3+120=1034.66t。
共计有七组横梁,则平均每组横梁所受荷载为:
G6=1034.66/7=147.8t。
2根14m长I40b工字钢自重为:
G7=2×14×0.0738=2.00664t
则平均每根I40b上所受荷载为:
q4=0.0783t/m
七个集中荷载:
P1=P2=P3=P4=P5=P6=P7=147.8/7=21.1T≈211.1KN
则跨中弯矩
Mc=91.9KN•m
2根I40b工字钢拼焊成一根整梁,按单根来算
Mc=[б] ×Wx=210×109×1140×10-6=239.4 KN•m
总弯矩为:
Mc=91.9KN,而4根I30b工字钢所能承受最大弯矩为:
M允=2×239.4= 478.8KN•m>Mc=91.9 KN•m
所以采用2根I40b工字钢作横梁符合要求。
3.5、军用墩单向承载力为100t,在此只受竖向压力可以不予验算。
3.6、一跨跨中临时钻孔桩桩长计算
a、每根桩所承受的轴向压力计算:
计算过程见桩基承载力附表。
平均每根桩所受轴压为p=433.8KN=43.38t
从安全角度出发,取K=2的安全系数:
则p=43.38×2=86.76T≈867.6KN
b、桩长计算按单桩轴向受压容许承载力公式反算
公式为:
[p]=1/2UΣLiτi+λMoA{[бo]+K2γ2(h-3)}
反算则可求出桩长h:
c、参数确定
(1)临时桩桩径采用1.0m,则周长取C=2πr=π×1.3=4.084m
(2)λ:
桩入土长度影响的修正系数
取λ=0.85
(3)考虑孔底沉淀淤泥影响的清孔系数:
取mo=0.7
(4)A:
桩底截面积:
A=πr2=π×(0.52)2=0.85m2
(5)[бo]:
桩底取处土的容许承载力:
取[бo]=350KPa
(6)k2:
地基土容许承载力随深度的修正系数:
取k2=3
(7)γ2;桥附近土层:
eo=0.8~0.085,查地质资料:
取γ2=19KN/m3
(8)τ:
极限摩阻力:
根据马家坳大桥附近取τ=55KPa
由公式可得:
867.6=1/2×4.084×h×55+0.85×0.7×0.85{170+3×19×(h-3)}
解方程得
h=6.1m
实际施工时取桩长为8m来施工。
4.军用墩及钢管脚架搭设注意事项
立杆:
在竖立杆时要注意杆件的长短搭配使用。
立杆的接头除梗肋处可采用搭接头外,必须采用对接扣件实行对接。
搭接时的搭接长度不应小于1m,用不少于3个旋转扣件来扣牢,扣件的外边缘到杆端距离不应小于100mm。
相邻两立杆的接头应相互错开,不应在同一步高内,相邻接头的高度差应大于1500mm。
大横杆:
大横杆的长度不宜小于三跨,一般不小于6m。
大横杆对立杆起约束作用。
故立杆和大横杆必须用直角扣件扣紧,不得遗漏。
上下相邻的大横杆应错开布置在立杆的里侧和外侧,以减少立杆的偏心受荷情况。
同一水平内的内外两根大横杆的接头和上下相邻的两根大横杆的接头均应相互错开,不得出现在同一跨间内,相邻接的水平距离应大于1500mm。
小横杆:
小横杆紧贴立杆布置,用直角扣件扣紧,拆模前在任何情况下不得拆除贴近立杆的小横杆。
斜杆:
纵向支撑的斜杆与地面夹角宜在45º~60º范围内。
斜杆的搭设是将一根斜杆扣在立杆上,另一根斜杆扣在小横杆的伸出部分上,这样可以避免两根斜杆相交时把钢管别弯。
斜杆用扣件与脚手架扣紧的连接头两端距脚手架节点不大于200mm,除两端扣紧外,中间尚需增加2~4个扣结点。
斜杆的最下面一个连接点距地面不宜大于500mm,以保证支架的稳定性。
斜杆的接长宜采用对接扣件的对接连接。
当采用搭接时,搭接长度不小于400mm,并用两只旋转扣件扣牢。
立杆纵横距和步距按支撑设计方案进行施工,立杆间设剪刀撑,剪刀撑应联系3~4根立杆,斜杆与地面夹角为45~60度,剪刀撑应沿步高连续布置,在相邻两排剪刀撑之间,设大斜撑,剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外,在其中间应增加2~4个扣结点。
扣件式外脚手架的搭设顺序是:
做好搭设的准备工作→按支撑施工图放线→按立杆间距排放底座→放置扫地杆→逐根拉立杆并随即与扫地杆扣牢→安装第一步大横杆(与各立杆扣牢)→安装第一步小横杆→第二步大横杆→第二步小横杆→第三、四步大横杆和小横杆→接立杆→加设剪刀撑。
满堂支撑需待砼达到设计强度方可拆除,拆除顺序和搭设顺序相反。
先搭的后拆,后搭的先拆。
先从钢管支架顶端拆起。
拆除顺序为:
剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆→……。
立杆与横杆必须用直角扣扣紧,不得隔步设置与遗漏。
相邻立杆的接头位置应错开布置,在不同的步距内,与相近横杆的距离不宜大于纵距的1/3,上下横杆的接长位置应错开布置,在不同的立杆步距中,与相近立杆的距离不大于纵距的1/3。
相邻步距的横杆应错开布置在立杆的里侧和外侧,以减少立杆偏心受载情况。
剪刀撑沿架高连续布置,横向也连续布置,纵向每隔5根与立杆设一道,每片架子不少于三道,剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或横杆扣紧外,在其中应增加2~4个扣结点。
由于排架搭设是依靠扣件螺栓紧固完成的,因此每节点的扣件螺栓施工中都必须用力矩板手进行检查。
支撑排架是箱体顶板的关键工序,排架搭设结束后由专人对排架进行验收,验收合格后方可支模。
最后,钢管支架完成后应做预压试验,以检查支架的压缩量和稳定性。
预压可采用施工静载法,水静压法,沙袋静压法等。
第四节支架预压及观测
1支架预压
⑴支架预压目的
为避免在砼施工时,支架不均匀下沉,消除支架和地基的塑性变形,准确测出支架和地基的弹性变形量,为预留模板拱度提供依据,为保证施工安全、提高现浇梁质量,事先对支架进行预压。
在箱梁支架搭设完毕、箱梁底模铺好后,对支架进行预压。
预压目的一是消除支架及地基的非弹性变形,二是得到支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据,三是测出地基沉降,为采用同类型的桥梁施工提供经验数据。
⑵支架预压方法
预压重量为设计荷载(箱梁自重、内外模板重量及施工荷载之和)的120%。
加载时按照设计荷载的60%、100%、120%分三级加载,测出各测点加载前后的高程。
持荷72小时后,再分别按加载级别卸载,并分别测出每级荷载下各测点的高程值。
加载使用水囊或者混凝土预制块,先把水囊或者混凝土预制块放在支架顶,由人工摆放好。
⑶布置观测点
为准确测出整跨的沉降情况,每跨布置观测点不小于5排点,布点方法如下图,中间根据情况加密。
⑷沉降观测并绘制沉降曲线:
照上图布好点后,进行编号,并进行观测:
①预压前对支架进行全面检查,对所有点进行观测;
②加载分三次进行,每次加载重量为总重的1/3,加载完成后,均观测各点下沉量,在最后一次加载完成后观测一次。
③以后每六小时观测一次,一直观测到各点均不再沉降为止;
④以时间为横轴,以沉降量为纵轴,画出每点的沉降曲线。
根据测得数据进行计算,得出各对应情况下的数值并和计算值进行对照、分析,并据之对立模标高进行调整。
支架法现浇简支箱梁施工工艺框图
2底模标高调整
预压后架体在预压荷载作用下基本消除了地基塑性变形和支架竖向各杆件的间隙即非弹性变形,并通过预压得出了支架弹性变形值。
根据这些实测的数据,结合设计标高和梁底预拱度值,确定和调整梁底立模标高=设计梁底标高+支架弹性变形值+设计预留拱度-张拉反拱。
3卸载
沉降值稳定后,可以测出所有点的标高,然后卸载。
全部卸完后,测量各点的标高,计算出支架和地基的弹性变形量,以便确定支架模板准确的预拱度。
在预压结束,模板调整完成后,再次检查支架和模板的扣件是否牢固,地基是否下陷,脚手架是否有明显变形等,发现问题及时处理。
根据预压得出的弹性变形量,调出底板的预拱度。
第五节 立模
现浇梁模板由底模、外侧模、内模和端头模组成。
为提高梁体混凝土外观质量,模板均采用大块钢模。
由于本桥现浇梁桥高一般为8m左右,故使用吊车进行模板吊装和拆除作业。
1模板设计与安装
⑴底模设计与安装
底模按梁底面形状分块设计,以方便吊装与拆除、便于定位和控制线形为标准。
分块长度除梁端部分根据梁底面形状适当调整外,其余部分统一成一种长度,以方便操作。
根据经验,标准长度以3m左右为宜。
现浇梁底模在支架分配横梁上拼装,在拼装模板前对垫石高程进行测量,对于不符合设计和规范的垫石先处理合格,然后安装支座。
在墩台顶面上标出梁体的中心线和端线,把底模按中心线和端线固定在横梁上。
根据预压后确定的立模标高,通过调节钢管排架顶部的承托将底模的高程误差控制在2mm以内。
⑵外侧模设计与安装
外侧模设计同样既要考虑方便吊装与拆除,还要考虑便于定位和控制线形,也要考虑减少接缝提高表面质量。
分块长度除梁端部分根据梁体外侧线形做适当调整外,其余部分统一成一种长度,以方便操作。
根据经验,外侧模标准长度以4m左右为宜。
外侧模吊装就位时,由于模板较大不易对位。
根据经验,采取先使用千斤顶和倒链调整其纵横向位置,然后用倒链、模板支撑杆件和底部螺栓调整其高度和垂直度。
模板位置和垂直度调整好后,将各片外模之间用螺栓连成整体,使各模板接缝紧固密贴。
所有模板接缝均设特制密封耐油橡胶条,防止浇筑混凝土时漏浆。
在模板接缝的不平整度超过1mm时,用腻子找平后进行磨光处理,使其光滑平整,保证混凝土外观质量。
⑶端头模设计与安装
端头模预应力锚垫板的位置准确与否直接关系到张拉力能否准确建立,因此,为保证质量,端头模在工厂加工。
为控制端头模的变形、提高端头模的周转使用率,端头模采用在型钢框架上焊6mm钢板的设计方法。
为方便装拆作业,尽量减少分块数量。
端头处的内外模固定前,将端头模与端头处的内外模一起固定,以便调整相互之间的位置,使彼此之间互相密贴。
端头模与内外模之间由螺栓连接。
安装端头模前,先将预应力锚垫板牢固安装在端头模上。
2模板支撑
箱梁侧模采用定型钢模板,模板加固采用内撑外顶方法。
第六节 绑扎底板、腹板钢筋
在铺好的底模上进行标高复核,轴线测设,并经监理复核后再进行钢筋施工。
1钢筋、钢绞线要有出厂质量证明书和试验报告单,并按规范要求的频率进行抽验,按不同规格挂牌堆放,为避免锈浊和污染,钢筋、钢绞线堆放在专设的钢筋棚内。
2为减少支架上的钢筋绑扎工作,底板和腹板钢筋可按设计图预先在钢筋加工场加工成型,在箱梁上进行焊接。
端横梁、中横梁骨架钢筋加工在下面严格按照图纸和规范进行加工成型再吊到桥面进行拼装。
为加强钢筋骨架的整体性和牢固性,在必要的位置点焊固定,钢筋骨架加工完以后,要仔细检查钢筋尺寸、数量及焊接质量;最后绑扎顶板钢筋。
3钢筋若与波纹管或预埋件有抵触时,可适当移动钢筋位置。
钢筋之间互相干扰时,做适当调整。
调整的原则是:
构造钢筋让位于主钢筋,细钢筋让位于粗钢筋,普通钢筋让位于预应力钢筋。
在钢筋位置调整之前,必须征得设计和监理工程师的同意。
钢筋绑扎时,应注意支座、护栏和伸缩缝等预埋件的预埋。
4为保证钢筋保护层的厚度,应在钢筋骨架与模板之间采用锯齿型塑料垫块支垫,垫块采用梅花型布置,钢筋骨架侧面的垫块应绑扎牢固。
钢筋施工时要注意垫块的放置,损坏的垫块要及时更换,确保钢筋有足够的保护层。
第七节 钢绞线的穿入定位
1预应力筋的检验
预应力筋穿入孔道前,应检查其品种、规格、长度、弹性模量和松弛及机械性能试验。
首先检验钢绞线有无出厂质量合格证明。
然后,对进厂钢绞线进行外观检查。
其表面不得有裂纹,润滑剂,油渍及锈蚀,麻坑,避免应力集中和耐疲劳强度的降低。
2锚垫板安装
⑴制作端模板时,要在梁体锚孔口位置设置与锚垫板同样大小的板块(以留出锚具位置),并在锚垫板螺栓孔位置预留孔。
在安装端、侧模前可用φ8螺栓将锚垫板固定在模板上,拆模时只需将螺杆拧出即可将锚垫板与模板分离。
⑵在模板上安装锚垫板时,必须保证锚垫板十分牢固。
要充分注意防止从模板与锚垫板之间漏进水泥浆,可在其间插垫较薄的橡胶垫或硬壳纸。
⑶当布设锚垫板时,一定要进行详细检查,以保证锚固面与预应力钢材垂直,锚垫板和套管的接缝部分不产生折线。
否则,在施加张拉力后予以锚固时,就会有弯曲作用力矩作用到预应力钢筋上,造成预应力钢筋断裂。
并且也造成摩阻在锚垫板附近显著增大,导致锚垫板破坏。
所以施工时候一定要注意使锚垫板与一米左右的