摘 要:结合工程实例,通过盖梁支承受力验算、抱箍受力分析及设计,介绍抱箍法在桥梁盖梁施工中应用,可为今后同类工程施工提供参考。
1.前言
目前在桥梁盖梁施工中支撑体系主要有满堂支架法、预留孔法、抱箍法等;抱箍法具有施工简单、适应性强、节省投资、施工周期短等优点,在桥梁施工中得到越来越广泛的应用。
2.工程概况
保龙高速公路第9合同段全长4.06KM,按高速公路60KM/h的相应指标进行设计;路线位于云南省保山市隆阳区,路线所处地形高山深谷相间,地貌类型复杂多样,全线桥隧占80%以上。
桥梁上部构造采用后张法预应力钢筋混凝土T梁,桥墩采用钢筋混凝土圆形双柱墩,下设挖孔桩,桩(柱)中心距为5.5m,盖梁截面尺寸190cmx170cm,长1060cm,C30混凝土32.5m3。
3.施工方案的选择
由于该标段桥位所处地形均为高山深谷相间的半山腰,垂直于路线方向的地形坡度大;在盖梁施工中若采用满堂支架法,则原地面的地基处理难度大,而有相当一部分墩柱高达20—30m,所需钢管构件数量大。使用预留孔法将影响墩柱的外观质量。抱箍法只需两套抱箍及两根工字钢作为支承盖梁荷载的主要构件,无需地基处理,可适用不同高度的墩柱。从质量、经济及适用性等方面综合考虑,采用抱箍法进行盖梁施工。
4.受力验算
以一片水平正置盖梁为例
4.1均布荷载q的确定
普通钢筋混凝土重力密度取25KN/m3,混凝土体积32.5m3,则混凝土重G=32.5x25=812.5KN,盖梁长L=10.6m,下部由两条工字钢共同承受荷载,对其中一条工字钢进行验算即可。施工过程中的各种荷载,按常规取1.4系数,则均布荷载q=1.4G/L/2=1.4x812.5/10.6/2=53.66KN/m。
4.2应力验算
4.2.1工字钢受力验算
①、最大受力弯矩:Mmax=(1/8)ql2=(1/8)x53.66x5.52=202.9KN.m
式中 Mmax — 最大受力弯矩(KN.m) ;q — 均布荷载(KN/m);
l — 工字钢支承点间距,取柱中心间距=5.5m。
②、初选截面:工字钢所需的截面抵抗矩W=Mmax/[ó]=202.9 x103/215=943.7cm3
式中 W — 截面抵抗矩(cm3);[ó] — 材料应力允许值(MPa),查规范得[ó]=215 MPa。
查工字钢表,选I40b工字钢,其截面力学特性如下:
Ix=22780cm4 Wx=1140cm3 Ix/Sx=33.6cm 翼缘厚度t=16.5mm 腹板厚度d=12.5mm
4.2.2工字钢抗剪应力验算
Vmax=(1/2)qL=(1/2)x53.66x10.6=284.4KN
式中 Vmax — 支座处最大剪力(KN) 。
τmax= Vmax·Sx/(Ix·d)=284.4x103/(33.6x12.5)=67.7 MPa<[τ]= 125MPa 满足要求;
式中 τmax —最大剪应力(MPa) 。
4.2.3挠度验算
施工过程中,挠度最大会发生在跨中
fmax=5ql4/(384EI)=5x53.66x55004/(384x2.1x105x22780x104)=13.4mm<[l/400]=13.75mm 满足要求;
式中 fmax — 最大挠度(mm);E — 弹性模量(MPa);I — 惯性矩(cm4)。
3.2.4悬臂部分受力验算
最大负弯矩:Mmax=-qLA2/2=-53.66x2.552/2=174.45KN.m
式中 LA — 悬臂段长度,取2.55m。
最大应力:ómax=- Mmax/Wx=174.45 x103/1140=153 MPa<[ó]=215 MPa 满足要求。
最大挠度:fA=qlA4/(8EI)=53.66 [1] [2] 下一页
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