吳沙村跨385省道臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案.doc

邯黃鐵路三標(biāo)段第四作業(yè)隊(duì)吳沙村跨385省道特大橋吳沙村跨385省道連續(xù)梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)1.工程概況吳沙村跨385省道連續(xù)梁跨度為32+48+32，19#、20#主墩墩帽尺寸為2.8*6m，兩個(gè)主墩頂單個(gè)支承墊石尺寸均為1.8*1.5m，兩支承墊石間凈距為1.3m。2.臨時(shí)固結(jié)假定臨時(shí)固結(jié)主要承受懸澆時(shí)梁體兩端不平衡重、施工荷載不平衡重，并考慮風(fēng)載、一側(cè)掛籃傾覆及由此引起的一端正在澆筑的砼全部墜落所造成的不平衡彎矩，并由此不平衡彎矩及梁自重引起的最大豎向支反力。根據(jù)設(shè)計(jì)所提供的最大不平衡彎矩11664KNm，最大豎向支反力采用9832KN來計(jì)算臨時(shí)固結(jié)。其中最大豎向支反力由一側(cè)的臨時(shí)固結(jié)砼承受，最大不平衡彎矩引起的拉力由一側(cè)的臨時(shí)固結(jié)中預(yù)埋鋼筋承受。3.臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算為節(jié)約成本，方便施工，擬將臨時(shí)固結(jié)設(shè)于主墩墩頂順橋向墊石兩側(cè)，根據(jù)設(shè)計(jì)所給的最大不平衡彎矩及最大豎向支反力計(jì)算，然后檢算橋墩偏心受壓時(shí)抗傾覆及抗裂性能是否能夠滿足。各墩頂臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)見附圖。3.1臨時(shí)固結(jié)砼面積計(jì)算擬采用C40砼，設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度19.1MPa，則所需的最小固結(jié)面積為：Amin=9832KN/19.1 MPa/1000=0.52m2根據(jù)墩頂尺寸及墊石位置，考慮0號(hào)塊梁腹板位置，墩頂每側(cè)臨時(shí)固結(jié)面積取1m2，則安全系數(shù)為1/0.52=1.9將臨時(shí)固結(jié)外緣距墩身表面15cm，距墊石10cm，臨時(shí)固結(jié)寬40cm長160cm可以實(shí)現(xiàn)，引時(shí)兩側(cè)臨時(shí)固結(jié)順橋向中心距為2.1m。3.2臨時(shí)固結(jié)預(yù)埋鋼筋計(jì)算最大不平衡彎矩產(chǎn)生的拉力為:11664KNm/2.1m=5554.28KN單個(gè)T構(gòu)梁自重340.53*9.8=3337.2 KN兩只掛籃估計(jì)重量約為1000KN，施工人群及機(jī)具重約200KN則受壓較小的臨時(shí)固結(jié)所承受的拉應(yīng)為應(yīng)為：5554.28-（3337.2+1000+200）/2=3285.68 KN（受拉）受壓較大的臨時(shí)固結(jié)所承受的拉應(yīng)為應(yīng)為：5554.28+（3337.2+1000+200）/2=7822.88 KN（受壓）按受壓較小側(cè)臨時(shí)固結(jié)布置d=25mm的精扎螺紋鋼計(jì)算，其單根容許承載力為361KN（此時(shí)應(yīng)力為735 MPa，小于屈服強(qiáng)度785MPa），則臨時(shí)固結(jié)所需預(yù)埋精扎螺紋鋼根數(shù)為：3285.68/3619根，取12根時(shí)，安全系數(shù)為1.33由于最大不平衡彎矩不一定發(fā)生在7號(hào)塊施工時(shí)，最大豎向支反力為不定值，故實(shí)際預(yù)埋時(shí)按最大不平衡彎矩所產(chǎn)生的拉力進(jìn)行計(jì)算，偏于保守。此時(shí)需埋設(shè)精扎螺紋鋼根數(shù)為：5554.28/36116根, 取24根時(shí)，安全系數(shù)為1.5。3.3墩身受最大平衡彎矩產(chǎn)生的偏心受壓檢算受最大不平衡彎矩11664KNm時(shí)，由于墩身砼均在230m3以上，墩身自重可平衡掉230*2.5*9.8*1.425=8030KNm，既使在不考慮墩身自重時(shí)，不平衡彎矩全部由墩身一側(cè)的豎向鋼筋承受，根據(jù)以下檢算也能滿足要求。墩身單側(cè)平直段共有60根直徑25mm的HRB335鋼筋，其可承受的彎矩為：60根*164KN/根*2.1m=20664KNm一側(cè)半圓地段有72根直徑25mm的HRB335鋼筋，其可承受的彎矩為：72根*164KN/根*2.1m=24796.8KNm(20664+24796.8)/116643.9，可以滿足偏心受壓要求。3.4墩身表面開裂檢算由于受壓區(qū)檢算時(shí)砼應(yīng)變?nèi)≈敌∮?5MPa，不再檢算。只檢算當(dāng)受拉區(qū)砼發(fā)生與受拉精扎螺紋鋼相同的應(yīng)變時(shí)砼的拉應(yīng)力是否滿足要求即可。C35砼彈模約為30GPa，精扎螺紋鋼彈模為200GPa。精扎螺紋鋼四周承擔(dān)受拉區(qū)砼最小面積應(yīng)為:200*490.9/30=3273 mm2當(dāng)精扎螺紋鋼間距為15cm時(shí)，其周邊受拉區(qū)砼簡化為一個(gè)半徑7.5cm的圓。其面積為3.14*75*75=17662.5mm23273 mm2，滿足要求。3.5臨時(shí)固結(jié)內(nèi)精扎螺紋鋼布置假定臨時(shí)固結(jié)縱向尺寸為40cm寬，橫向尺寸為127cm寬，高度為墩頂至梁底55.5cm。臨時(shí)支座距永久支座中心距為1.05m 。根據(jù)計(jì)算臨時(shí)固結(jié)小鋼筋砼塊每個(gè)墩上設(shè)4個(gè)，每個(gè)尺寸為40cm寬、127cm長、高60cm,每個(gè)內(nèi)布設(shè)12根d=25mm的精扎螺紋鋼。臨時(shí)固結(jié)中心距墩中心橫向?qū)?.12m，內(nèi)側(cè)伸出腹板0.55m。精扎螺紋鋼錨入長度最少需要35*25=875mm，要求頂帽內(nèi)1.0m，位于腹板內(nèi)及腹板內(nèi)側(cè)15cm范圍內(nèi)采用的1m，伸出腹板外即底板內(nèi)采用0.5m。具體布置見附圖。約需2.6m精扎螺紋鋼12*4*2=96根。錨固長度范圍內(nèi)自行加配箍筋，箍筋直徑不小于0.25d=0.25*25=6.25mm，采用8mm圓鋼,間距不得大于10d=10*25=250mm。臨時(shí)固結(jié)尺寸及精扎螺紋鋼布置見附圖，在未設(shè)精扎螺紋鋼的三側(cè)自行布設(shè)直徑16mm普通鋼筋做為構(gòu)造筋防裂，間距15cm，墩頂及梁內(nèi)錨入深度60cm，兩端帶70mm直角彎鉤，每根長2.08m，相應(yīng)在梁體及頂帽內(nèi)自行加入部分箍筋。臨時(shí)支座待永久支座安裝后澆筑。為使施工中永久支座不受力，臨時(shí)支座的頂面標(biāo)高要比永久支座高5-10mm，施工時(shí)以絕對標(biāo)高進(jìn)行控制。4臨時(shí)固結(jié)解除4.1硫磺砂漿層設(shè)置位置同一T構(gòu)墩頂兩側(cè)的臨時(shí)固結(jié)需同步進(jìn)行解除,以減少對梁部應(yīng)力的影響。本工程采用硫磺砂漿中間埋設(shè)電阻絲的方式設(shè)置臨時(shí)固結(jié),采用通電熔解硫磺砂漿解除臨時(shí)固結(jié)。4.2硫磺砂漿配比硫磺砂漿是指將硫磺加熱到一定溫度形成液態(tài)并充分脫水后加入適當(dāng)比例的水泥和粒徑1.25mm以下的細(xì)骨料，形成的一種新型熱塑性材料。4.2.1原材料硫磺是硫磺砂漿的膠粘劑和熔化劑,選用工業(yè)粉狀硫磺或塊狀硫磺，要求純度高、雜質(zhì)少、水份少、含量應(yīng)不少于98%、水分小于1%。水泥自拌合站取出后在使用前必須烘干。細(xì)骨料自拌合站取出后要進(jìn)行過篩清先，使含泥量不大于1%， 1.25mm篩孔篩余量不大于5%,使用前需烘干脫水。4.2.2 硫磺砂漿配合比配合比中水泥增加會(huì)使硫磺砂漿抗壓強(qiáng)度增加，但會(huì)增加熔化的難度。通過以前的施工經(jīng)驗(yàn)，下面給出了三種不同的硫磺砂漿配合比（其中2#配合比為推薦配合比）。硫磺砂漿配合比配合比編號(hào)配合比（硫磺：細(xì)砂：水泥）實(shí)測抗壓強(qiáng)度（Mpa）1#48：38：1431.62#40：40：2043.13#35：41：2451.7實(shí)際施工前，需根據(jù)以上三種配比進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，檢驗(yàn)強(qiáng)度及熔化效果。4.2.3 硫磺砂漿的熬制方法常溫下硫磺為淡黃色固體，硫磺的熔化脫水溫度為130150；與粉料、細(xì)砂的混合溫度為140160；溫度低時(shí)因粘度大不能混勻，溫度高達(dá)170以上時(shí)，熔融的硫磺,其粘度變化較為復(fù)雜。因此硫磺在施工過程中溫度應(yīng)介于115160之間，易于操作施工，其施工步驟如下：組裝模具澆筑第一層硫磺砂漿穿電熱絲并固定澆筑第二層硫磺砂漿冷卻成型脫模對電熱絲進(jìn)行防護(hù)先將硫磺打成25cm的小塊，按比例稱好分批放入鍋中，加熱130150熔化，邊熔邊放邊攪，注意防止局部過熱，以達(dá)到充分脫水的目的。硫磺脫水后，分批將已攪拌均勻的130烘干細(xì)骨料、水泥放入鍋中不斷攪拌、脫水，混合均勻；注意要嚴(yán)格控制熬制溫度，一般為140160，最高不超過170，約熬制34小時(shí)。待硫磺砂漿熬制均勻、顏色一致、汽泡完全消失時(shí)，先取樣檢查，以確定其熬制質(zhì)量，如不符合要求時(shí)，應(yīng)繼續(xù)熬制，直到合格。硫磺砂漿質(zhì)量鑒定,在140時(shí)，澆入抗拉試模中觀察，冷卻時(shí)應(yīng)無涌泡、凹陷、不密實(shí)、分層現(xiàn)象；將其打斷觀察，斷面內(nèi)肉眼看可見小孔多于5個(gè)，說明熬制時(shí)間不夠，通過延長熬制時(shí)間，直到眼見小孔小于或等于5個(gè)為止。4.3硫磺砂漿的解除4.3.1 電阻絲埋設(shè)硫磺砂漿的清理方法有氧氣燒化、預(yù)埋電阻絲電熱軟化以及人工鑿除等?？紤]到施工過程中梁體下降的均勻性要求，我們采用預(yù)埋電阻絲通電軟化的方案。為防止電阻絲中間斷裂，電阻絲采用并聯(lián)方式布置。首先將硫磺砂漿灌注至20mm高度，待其表層初步結(jié)晶后，將已事先定型好的電阻絲按設(shè)置圖紙小心布置在表層，接著澆注到頂。電阻絲應(yīng)均勻分布，并留有一定的間隙，一般以24cm為宜，不宜過近或過遠(yuǎn)，以防出現(xiàn)短路和產(chǎn)熱不均勻。根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，硫磺砂漿中預(yù)埋96電阻絲（即500W電阻絲）軟化效果較好，此時(shí)每個(gè)臨時(shí)固結(jié)內(nèi)埋設(shè)有15根并聯(lián)的96電阻絲，然后將同一墩頂?shù)?塊之間進(jìn)行串聯(lián)?？偣β蕿椋篘=U2/R=2202/（9615）4=30250W4.3.2 硫磺砂漿臨時(shí)支座同步熔化的措施1）每一根電阻絲嚴(yán)格逐根用萬用表量測，不合標(biāo)準(zhǔn)的堅(jiān)決不用。2）硫磺砂漿原材料選用同一批一次性進(jìn)庫材料。3）硫磺砂漿熬制熔化過程中，嚴(yán)格控制熔化溫度，專人用溫度計(jì)測試，專人上下不斷地翻動(dòng)攪拌。4）同一墩頂4塊臨時(shí)支座一起一次澆注硫磺砂漿。5）澆注后，對每