鋼管立柱+型鋼梁法施工跨路段現(xiàn)澆箱梁

1、施工技術(shù)鋼管立柱+型鋼梁法施工跨路段現(xiàn)澆箱梁鋼管立柱+型鋼梁法施工跨路段現(xiàn)澆箱梁徐明項(xiàng)目部 張松【摘要】為確保施工期間公路正常通行，橋梁施工時(shí)箱梁節(jié)段采用鋼管立柱型鋼梁支架法進(jìn)行施工，即鋼管立柱+型鋼梁法施工跨路段現(xiàn)澆箱梁主要采用大口徑的鋼管立柱作為支架豎向支撐，采用槽鋼作為斜向支撐，鋼管立柱頂端使用工字鋼鋼作為橫向連系梁，其上架設(shè)工字鋼，形成一個(gè)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性皆滿足箱梁砼施工過程中受力要求的支架體系。本文主要介紹徐明高速（江蘇段）跨G104主線橋跨路段現(xiàn)澆箱梁通行門洞搭設(shè)方案及其驗(yàn)算?！娟P(guān)鍵詞】鋼管立柱 型鋼梁 門洞1工程概況徐明高速公路（江蘇段）項(xiàng)目起于寧宿徐高速公路，樁號(hào)K0+413

2、.722，起點(diǎn)設(shè)置睢寧西樞紐，采用異型單喇叭的樞紐形式，向南經(jīng)胥灣村東、方莊東、曲頭村后向南沿雙溝鎮(zhèn)與王集鎮(zhèn)附近向南延伸，在前焦?fàn)I與徐店子之間穿越，之后與G104交叉，設(shè)置雙溝互通，采用單喇叭的互通形式，主線上跨G104后在其南側(cè)約800m與徐明高速公路安徽段相接并設(shè)置主線收費(fèi)站一處，終點(diǎn)樁號(hào)為K5+803.787，路線全長5.390km?？鏕104主線橋第三聯(lián)支架現(xiàn)澆箱梁為跨國道104公路段，國道104上機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車及行人非常多，不能將其封死，也不能繞路行走，因此跨路段現(xiàn)澆箱梁只能采取搭設(shè)臨時(shí)通行門洞的方式進(jìn)行施工，為保證門洞支架的安全系數(shù)，我部決定采用鋼管立柱式門洞支架進(jìn)行施工。2工藝

3、原理鋼管立柱+型鋼梁法施工跨路段現(xiàn)澆箱梁主要采用大口徑的鋼管立柱作為支架豎向支撐，采用槽鋼作為斜向支撐，鋼管立柱頂端使用工字鋼鋼作為橫向連系梁，其上架設(shè)工字鋼，形成一個(gè)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性皆滿足箱梁砼施工過程中受力要求的支架體系。鋼管立柱式門洞適用于必須要進(jìn)行保通施工的過路跨現(xiàn)澆箱梁工，它不僅可以保證現(xiàn)澆箱梁的施工并且還可以保證原有道路車輛及行人的正常通行，為設(shè)計(jì)及施工提供了很多便利。圖1跨路段現(xiàn)澆箱梁施工過程圖 圖2施工完成后的跨路段現(xiàn)澆箱梁3門洞設(shè)計(jì)為確保施工期間公路正常通行，橋梁施工時(shí)箱梁節(jié)段采用鋼管立柱型鋼梁支架法進(jìn)行施工，即在公路通行車道兩端及中央部位設(shè)置鋼管立柱，立柱頂安裝I40a工

4、字鋼作為橫梁，在公路左、右半幅分別留通車門洞，然后在其上拼裝模板施工梁體。鋼立柱采用60cm鋼管、壁厚8mm，間距2m，其下澆筑1.2m高、1.0m寬的條形砼基礎(chǔ)作為防撞島，基礎(chǔ)頂部預(yù)埋鋼板以固定鋼管。相鄰鋼管立柱間采用10號(hào)槽鋼交叉連接，以增強(qiáng)鋼管立柱的整體穩(wěn)定性。鋼管立柱頂部分別布置砂桶，然后橫向布置I40a工字鋼作為墊梁，最后沿順橋向安裝I40a工字鋼作為橫梁，布置間距為50cm。在搭設(shè)過程中派專人指揮施工吊車及機(jī)械設(shè)備，并做好操作中的指揮工作，配備口哨、紅綠旗及其它一些必備的安全標(biāo)志警示牌。箱梁兩側(cè)及底側(cè)一次性將密目式的安全網(wǎng)安裝到位。施工時(shí)，由專人負(fù)責(zé)指揮，施工區(qū)域?qū)嵭薪煌ü苤疲?/p>

5、車輛均需減速慢行。門式鋼管立柱支架搭設(shè)詳見下圖：圖3跨路段現(xiàn)澆門洞設(shè)計(jì)側(cè)面圖圖4跨路段現(xiàn)澆門洞4門洞搭設(shè)施工工序4.1條形基礎(chǔ)施工鋼管立柱條形基礎(chǔ)采用C30砼，高1.2m、寬1.0m、長度根據(jù)橋梁正投影設(shè)置。為保證結(jié)構(gòu)體系的安全與穩(wěn)定，條形基礎(chǔ)與鋼管立柱之間需要連接，連接的方式主要有以下兩種：基礎(chǔ)預(yù)埋件采用10010012mm厚鋼板及高強(qiáng)螺栓，螺栓需與條基鋼筋焊接牢靠；基礎(chǔ)砼澆筑前預(yù)埋四根鋼筋，待鋼管吊裝就位后，將預(yù)埋鋼筋與鋼管進(jìn)行焊接連接。鋼管立柱設(shè)計(jì)間距為2m，在進(jìn)行條形基礎(chǔ)砼澆筑前提前將預(yù)埋件位置放樣，安裝就位。4.2鋼管立柱安裝鋼管立柱采用60cm鋼管、壁厚8mm，鋼管的高度根據(jù)箱梁的

6、高度、橫坡等進(jìn)行調(diào)整。鋼管兩端采用鋼板與之焊接封堵，起到與基礎(chǔ)預(yù)埋件及上部橫向分配梁連接的作用和擴(kuò)大受力面積、減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的作用。條形基礎(chǔ)澆筑完成并且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后進(jìn)行鋼管立柱的安裝施工，鋼管立柱安裝采用人工配合吊車吊裝施工。每根吊裝完成后都要及時(shí)與條形基礎(chǔ)連接，與基礎(chǔ)進(jìn)行連接前必須對(duì)鋼管立柱進(jìn)行豎直度的校正；每排鋼管安裝就位后采用12槽鋼作為斜撐進(jìn)行連接，以增加穩(wěn)定性。圖5鋼管立柱吊裝 圖6鋼管立柱吊裝圖7鋼管立柱與條形基礎(chǔ)連接 圖8鋼管立柱斜撐連接4.3砂筒、橫向分配梁及縱向分配梁安裝鋼管立柱安裝就位后進(jìn)行砂筒、橫向分配梁及縱向分配梁的安裝。砂筒的作用主要是方便落架，調(diào)整箱

7、梁橫坡。橫向分配梁采用I40a工字鋼，安裝時(shí)直接吊放在砂筒上面，起到將箱梁荷載傳遞到鋼管樁的作用。安裝上之后立即用鋼筋將其與鋼管樁焊接在一起，增加其穩(wěn)定性。最后沿順橋向安裝I40a工字鋼作為橫梁，布置間距為50cm?？v向分配梁采用I40a工字鋼，安裝時(shí)直接吊放在橫向分配梁上面，并且橫向用鋼筋進(jìn)行連接，增加其穩(wěn)定性，起到承受箱梁荷載的作用。整個(gè)門洞搭設(shè)好之后，在其上鋪設(shè)模板即可。圖9橫向工字鋼安裝 圖10縱向工字鋼安裝5門洞支架驗(yàn)算本文以跨G104主線橋右幅第三聯(lián)現(xiàn)澆箱梁過路跨處箱梁為例進(jìn)行計(jì)算。5.1箱梁截面參數(shù)圖11箱梁截面圖5.2門洞驗(yàn)算5.2.1鋼管立柱頂部工字鋼驗(yàn)算門洞位置處箱梁重量計(jì)

8、算箱梁腹板處截面積1.49m2，最大門洞寬度為4.5m，砼單位體積重量26KN/m3，砼重量為：1.494.526=174.3KNq1=1.49*26/1.45*4.5=26.7Kpaq2箱梁內(nèi)模、底模、內(nèi)模支撐及外模支撐荷載，按均布荷載計(jì)算，取q22.0kPa（偏于安全）。q3施工人員、施工材料和機(jī)具荷載，按均布荷載計(jì)算，取2.0KPa。q4振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對(duì)底板取2.0kPa。橫梁驗(yàn)算取梁中4.5m跨的單梁計(jì)算，橫梁受力等效為跨中1/4、1/2、3/4分別承受集中力P的簡支梁。P=1.35*26.7+1.4*0.7*(2+2+2)*0.5*(4.5/2)=47.17KNM=1.5P-

9、P*0.5=47.17kN.mI40a工字鋼截面慣性矩：I=21700cm4、截面抵抗矩：W=1090cm3W=M/W=（47.17106）/（1090103）=43.27Mpa容許應(yīng)力為：205Mpa43.27Mpa,滿足要求。撓度驗(yàn)算f=(5*42-4)*Pl2/(384*4*EI)=0.417mm24.36Mpa,彎曲應(yīng)力滿足要求。撓度驗(yàn)算f=5ql4/384EI/2=（520.964.54）/（3842.121700）/2=1.23mm4500/400=11.25mm,滿足要求。經(jīng)驗(yàn)算縱梁設(shè)置符合要求。5.2.2 鋼管立柱驗(yàn)算鋼管立柱承載力驗(yàn)算取受力于4.5m跨和3.5m跨的立柱進(jìn)行驗(yàn)算：F=1.35*26.7+1.4*0.7*(2+2+2)*2*(4.5/2+3.5/2)=335.4KN抗壓強(qiáng)度=335.4*103*4/3.14*(6002-4002)=18.1