摘要:大吨位预应力混凝土简支梁,采用大跨度单跨贝雷梁梁柱式施工体系,具有操作简便、地基处理难度小、受地势制约小、不限制桥下净空等优点。文章就宝兰客专大吨位预制简支梁体的施工进行探讨,并对所采用的32m大跨度梁柱式结构支架进行检算。
关键词:32m现浇简支梁;单跨贝雷梁支架;设计;检算;桥梁 文献标识码:A
1 工程概况
箱梁砼设计标号C50,设计混凝土方量:278m3。
本桥所处地层主要为第四系全新统冲积砂质黄土,底部为上第三系泥岩。设计采用挤密桩、三七灰土垫层及C20砼对桥梁底部进行全幅的支架地基处理及硬化。
2 钢管贝雷梁支架设计
第二,底模下方横向分配梁间距为40cm,单根长度12500mm,材质I18a。
第三,横向分配梁下方为贝雷纵梁,按简支梁形式布置,跨度27~28m(受贝雷节点影响跨度不统一);贝雷梁采用双层布置,上下弦均设加强弦杆,高度3200mm;横桥向布置22片,每两片通过45cm支撑架进确保锁定,顺桥向每隔3~5m采用[20槽钢对所有上下弦进行横向连接,增强其整体受力能力。
第四,贝雷梁下方为3×I45a组合工钢横梁,单根长度12500mm。
第五,组合钢横梁下方为75cm×95cm的三槽式矩形砂箱,对支架高程做0~150mm的微调,在砂箱下面垫11根I18工字钢并焊的支撑托梁,便于底模高程微调和卸落。
第六,砂箱下方为Φ600×10mm钢管支墩,桥墩单侧设双排,桥台位置设单排,与承台顶预埋件有效锁定;桥台台身需预埋钢制附着件,对单排钢管支墩进行有效约束,减少其自由长度的同时防止向跨中变形。
3 受力检算
3.1 底模下横向分配梁
3.1.1 计算简图如图3所示:
第一,翼板线位置荷载:
临时荷载(人员机具2kPa,混凝土倾倒4kPa,振捣2kPa):(2+4+2)×0.5=4kN/m
第二,腹板线位置荷载:
腹板位置混凝土线荷载4.23×0.5×26/2.971
=18.51kN/m
临时荷载(人员机具2kPa,混凝土倾倒4kPa,振捣2kPa):(2+4+2)×0.5=4kN/m
第三,底板位置线荷载:
临时荷载(人员机具2kPa,混凝土倾倒4kPa,振捣2kPa):(2+4+2)×0.5=4kN/m
箱内支架:5kN/m
第4跨计算结果:
跨度为0.45m
剪力范围为-5.57731~-7.8711kN
弯矩范围为-0.125081~-0.911438kN・m
由Vmax×Sx/(Ix×Tw)计算得最大剪应力为6.40MPa,满足!
由Mx/(γx×Wx)计算得强度应力为3.66MPa,
满足!
3.2 纵向贝雷梁
3.2.1 受力简图如图4所示:
3.2.2 荷载计算: 第一,翼板线位置荷载:
翼板位置混凝土线荷载0.48×26=12.48kN/m
10/1000=1.09kN/m
第二,腹板线位置荷载:
第三,底板位置线荷载:
临时荷载(人员机具2kPa,混凝土倾倒4kPa,振捣2kPa):(2+4+2)×3=24kN/m
箱内支架:10kN/m
3.2.3 计算结果:
第一,翼板下方纵梁:跨度为27.803m。
剪力范围为-597.867~-604.138kN
弯矩范围为-4037.96~-183.05kN・m
最大挠度为34.10mm,挠跨比为1/815,满足!
由Mx/(γx×Wx)计算得强度应力为125.50MPa,满足!
下传主横梁集中荷载729.95kN、688.92kN,单片贝雷梁下传最大荷载为364.97kN。
第二,腹板下方纵梁:跨度为27.803m。
最大挠度为40.54mm,挠跨比为1/685,满足!
由Vmax×Sx/(Ix×Tw)计算得最大剪应力为16.94MPa,满足!
下传主横梁集中荷载2603.39kN、2457.06kN,单片贝雷梁下传最大荷载为433.90kN。
第三,底板下方纵梁:跨度为27.803m。
最大挠度为34.95mm,挠跨比为1/795,满足!
由Vmax×Sx/(Ix×Tw)计算得最大剪应力为14.61MPa,满足!
由Mx/(γx×Wx)计算得强度应力为128.68MPa,满足!
3.3 主横梁
3.3.1 受力简图如图5所示:
3.3.2 荷载计算:
翼板位置贝雷梁下传主横梁集中荷载729.95kN、688.92kN,单片贝雷梁下传最大荷载为364.97kN,P1=364.97kN。
3.3.3 计算结果:
共有6跨,因第3跨与第4跨受力最大,故仅对第3跨进行检算。
第3跨计算结果:跨度为2.4m。
剪力范围为-798.905~-1198.36kN
最大挠度为0.20mm(挠跨比为1/11941)
由Vmax×Sx/(Ix×Tw)计算得最大剪应力为90.19MPa,满足!
由Mx/(γx×Wx)计算得强度应力为133.80MPa,满足!
3.4 临时支墩稳定性
3.4.2 计算结果:
第一,受压稳定系数计算:
截面:600×10
ix:208.626mm
iy:208.626mm
A:18535.4mm
截面材性:Q235
绕X轴长细比为11.9831,绕X轴截面为b类截面。
绕Y轴长细比为11.9831,绕Y轴截面为b类截面。
第二,强度验算:
轴压力N=1808.3kN
计算得强度应力为97.56MPa,满足!
第三,稳定验算:
计算得绕X轴稳定应力为98.62MPa,满足!
计算得绕Y轴稳定应力为98.62MPa,满足!
第四,局部稳定验算:
4 结语
本桥通过采用大跨度贝雷梁管柱支架法施工,大大简化在具有湿陷性黏质黄土层进行地基处理的系列难题,大幅度降低了因此而产生的施工成本,取得良好的经济效益,并为同类现浇简支桥梁在软土区、土黄湿陷性区、深V地形区不便于设置支架临时直墩或移动模架等条件下,大吨位梁体的现浇支架施工提供了借鉴。
参考文献
[2] 周水兴.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001.