反吊支架工艺在水中墩承台施工中的应用

反吊支架在水中墩承台施工中的应用工程概况五洲大道工程是上海市浦东新区05与06年度的重点工程，它西接跨越黄浦江的翔殷路隧道，东连郊环线A30浦东段及在建的上海桥隧工程（崇明越江工程），是未来江苏启东方向、上海崇明等地经浦东新区进出上海市中心城区的主要通道。五洲大道8标段工程主线桥pm081与pm082两桥墩三座承台位于高桥港河道中。其中pm081墩因距河岸较远，该处河水也更深，为本标段工程的施工难点。高桥港河道净宽约44.5米，为规划外环运河，通航航道宽25米，设计以此要求布置桥跨。跨越高桥港河道的主跨为第Sm81跨，跨径36.443米，为简支预应力T型梁，高架桥主线与河道以59度夹角斜交。Pm081桥墩承台边沿距高桥港河道西驳岸净距离约5.9米，靠近主航道，明水水深达4.4米以上，河底软泥1.0米左右。高桥港河道常水位标高2.62米，河道两侧驳岸标高3.62米。水中墩设计承台底标高均为2.60米，承台厚2.20米；为长15.2米，宽3.6米圆端矩形承台。施工特点与难点河道狭窄经查，高桥港河道为六级航道。如《水中墩平面位置图》，由于该处原有一座非对称布置的先锋桥，造成河道主航道西移，致使pm081水中墩承台处于主航道之中，若施工所占面积稍宽，则造成航道堵塞，影响河道通航。明水太深因处于主航道位置，经测量，河水深达4.4（现状河底标高约-1.9米，常水位约2.6米）米以上。承台自重大，对支架承载能力要求高。单只承台混凝土方量119立方，自重280吨余。考虑到施工附加荷载，支架承载力必须在340吨左右，方可确保安全。方案比选水中墩承台施工，通常不外乎围堰筑岛、抱箍支架等几种形式。殃如前文述及，侍因河水深，为敲抵抗侧压力，吐围堰壁厚必须直加大，则势必辨堵塞航道；且齐围堰施工时填豪入物与围堰拆缎除时回填物清鸟理工程量均较惠大，经济上也膨不合算，所以苹围堰法施工先欠被排出。炉至于抱箍法，强因钻孔桩桩头惯不如预制桩规瓶则，表面不平成整，摩擦力不络易控制。加上仅水下安装与拆知除抱箍均较难族实施，也被排射除。傅经反复比选，准最后决定采用麻承台底模反吊鹅方法施工水中悼承台。灵反吊法的主要梦思路是：首先分在钻孔灌注桩斧施工时，灌注璃水下混凝土结恒束后，由桩顶旧插入型钢作为小反吊支架体系位的承力短柱。蝇等钻孔桩施工倾完成，在型钢躁短柱顶焊上型扣钢扁担。然后尾在型钢扁担上包打孔穿挂圆钢绕吊杆，再在吊怪杆上放颠置习4美道型钢纵梁。半最后在型钢纵狸梁上放置方登木隔栅与竹胶逢合板底模并固释定。至此，水宰中承台反吊支稿架体系完成。圣施工中所用型快钢等材料经力水学计算确定，损确保结构绝对钞安全。疫水中承台施工滋完成，待混凝差土强度即达拘70展%刃以后方可拆除岭此反吊支架系社统。力学计算荷载情况：皂pm08即1捷承台砼避113.51橡m3值，计范重丢283.77校5挎T密，考虑结构自届重与施工荷载率，乘以系胳数竖1.催1西，总荷油载鸽312.15草T扁。耽合吊3121.5丙K斩N找。冶许用应力取值族：缎钢材取屈服强帆度临235Mp更a惰，取安全系宅数感2钢，得许用应力姐为刻117.5坦Mp陷a带。行顶部扁担计算绿：测每承台接设出8紧根扁但，为简涂化计算，假定床荷载均匀分布业，则每根承棚重摆39.02峡T丈，对经约4榨根吊杆悬挂在极扁担上，每根盟吊杆为集中荷尘载币9.755钥T筑（康合条97.55K企N锐），武则缎A兔—钓A你断面扁担受力慎情况如盾图和1移，愁B酿—柴B航断面扁担受力被情况如料图炕2辟。舞匹峰暂月经受力分析知习图贩1党在柱顶支撑处理产生最大弯亏矩罗0.92p=宿89.746美(KN.m唉)榜；斥图织2拜也在柱顶支撑理处处产生最大雨弯舌矩胀1.44p=挖140.47鲁2(KN.m唤)格。哪按最大弯矩桶为敏0.92Mp尽a=89.7奶46KN.沈m虹验算扁担：咐δ布max勿=M/W帖x霜≤肾117.5M贩p锄a请，篇得储W览x泻≥肠89.746柔KN/117幼.5Mpa=柳763.8c形m撕3剪。座因采用双拼槽禁钢，则只需槽洞钢抗弯截面模瞒量咱W糊x贴≥柏763.8/简2=钥381.9惜cm导3粉即可，查表知挂28c许槽钢满足要求枝，故采用双济拼扬3洲0辟槽钢袜作口A-尼A洒断面类型扁担拘。虫按最大弯惕矩陈1.44pa扬=140.4教72KN.批m堂验算扁担：艳δ殿max务=M/W感x借≤造117.5M也p养a爹，匠得照W虫x井≥拒140.47晴2KN.m/妈117.5M滑pa=扶1195.5任1cm枪3旁。格查表可知双拼杜36a露填已满足要求，萍考虑到此扁担僻两端悬臂较长委，但为降低挠吩度，且扁担材灌料可回收，采季用双拼蜂40a礼槽钢。喷吊杆强度计算从：且如上所述，每板根吊杆承趟重删9.75扇5授吨，浮合恰97.55K冈N纱：累δ猪max恶=N/A=9陡.755旁/虫π企.d亲2道/焰4桃≤技117.5M辈p栏a洋，框得粥d纤≥伶32.5mm功，故唤取掠φ奴3求4废圆钢作吊杆。帅底部纵梁计算换：估由图知：承台弓施工全部荷载蚊由四根槽钢纵宋梁承担，其中宪中间两根承担份荷载较多，两宋侧两根承担荷步载相对较少。宜故验算以中间抚纵梁为依据。园如图示，中间缘纵梁由两根搭伸接而成，可分面别看作等跨距粘三跨连续梁，犬跨距为盖2.棕0付米床。侧均布荷载的大宋小圆q=2.5×雁2.2风×臂（太0.72+0衡.贪5浴）嫂×1.1=7玻.381讲T惹，窑合湾73.81K塌N/节m披。肢如恰图泄3耕，三跨等跨距至连续梁最大弯惨矩出现在边跨苹，数据值为蓬：览M矛max税=3/40q笑l泪2贫=3/40×细73.81险KN/m×2捐2振=22.14牺3KN.俘m酿。备δ者max忘=M/W这x泉≤袋117.5M淘p膏a舅，旨得页W连x勒≥喷22.143劝KN.m/改117.5照Mpa=岩188.45祸cm搬3齿。把查表撇知歼2救0幼槽钢满足要求暮，故采浓用水2番0棉槽钢做纵梁。窑方木横梁计算奸：魄木材抗弯强度桥设计值取慧为绢11Mp佩a悠，取安全系辱数季2.呜0聋，则木结构许弄用应力塘为粉5.5Mp匪a赢。购横梁承担均布并荷载大小稿：然q=2.5×偿2.2×1.瓦1=6.05匪T/攀m折，圾合间60.5KN离/止m根。满与纵梁类似，建方木横梁可看歉作三跨连续梁弓，同理，最大朝弯矩出现在边贺跨，大小为：若M殊max呼=3/40q拼l巧2帽=3/40×醋60.5×1比.42真2启=9.14K楚N.鸟m贩。成方木抵抗矩积为露w=bh颤2洋/东6翠，取方木高度肚为驰h=尼25cm讲。有：亚δ博max撞=M/W熟x谣≤摘5.5Mp鸽a钟，贩得塞W简x蓄≥石9.14K勉N.m/5.肯5Mpa=告1661.8警2cm胶3材；因取方木高固度索h=泉25cm论，所以方木宽彻度白b雀≥态1661.8杂22cm钟3绞×6/25探2阁=兽15.95c鸣m漏。故止取丈20×扑25cm着方木作承台底爸部横梁。倘承压短柱计算叨：掀整个承台惨共布1必4回根钻孔桩，朝设五1俭4赌根短柱，则每肚根短柱承鞠重步22.3稳T少，舰合脆223K畜N节。跪抗压强度渴：格N/规A脑≤购117.5M螺p份a粒，皇得侧A屈≥坦223KN芒/117.5幕Mpa=驼18.98c挪m露2阶，查表棍知疼1键4沃以上工字钢即艰满足要求。小稳定性旗验算共：猫P下cr虚=预π述2老EI/L束2扩≥剧223K待N恰，取工字钢弹英性模推量元E=200G小p故a强，柱长知2.2扛5唱米托，得最小惯性糟矩升I叛≥地229cm彼4醋，再鹊取斧2.适5样安全系数，则舰需工字钢最小练惯性蒸矩织I商≥蛛229×2.戚5叼＝孙572.5c触m鹿4绵，查表，撕取歪36碎b饥工字钢满足要笔求。底模计算：握如图知方木横辟梁间距最大熔50cm剪，扣除方木宽得度朗20cm飞，则底模净跨荒距为斥30cm馆。舒底模承担竖向号总荷载另：冬q=2.5×庄2.2×1.注1=6.05猛T垄，塌合偶60.5KN卡/闯m秧。贝为便于计算，猾将底模近似看革成片3普跨等距连续梁射，弯矩最大在兵边跨，为：犹M烧max颗=3/40q溉l蔬2拖=3/40×卵60.5×0昆.30脾2俯=0.408凶KN.文m狱。取竹胶板抗满弯强度许用值晒为哭8Mp础a篇，呼有糟δ士max寄=M/W座n召≤斯8Mp壤a但，则：贡底模需要截面氏抵抗矩清：奔W主n田≥躺M泡max倚/8Mpa饼=0.40督8×10奶6究/8=域51000m湾m底3那。送竹胶板底模尺套寸短为品1.22×辫2.44m设，其单位宽度漏内截面抵抗矩凶可达漏：维Wn=bh点2拿/6=100肃0×18椒2载/6=婆54000m赚m炭3哪，所以满足强胞度要求。受因各结构长度猪或跨度均有限矩，其受力伸长即或挠曲较小，辛可予以忽略。盘施工中为提高恒整体稳定性，只以钢筋点焊将羞各承重钢结构韵连接在一起。施工注意事项痛5.挥1软、预埋短柱插血入钻孔桩时，型必须尽可能保拨持垂直，因为廊受压构件倾斜狂易失稳，承载洞能力将大大下及降。劳5.查2福、本反吊支架愁体系中纵梁采袭用单算根搏2宣0逮号槽钢，为非攀对称结构，为远防止其受力后旗发生扭曲等形差变（俗帆称浑“健单用边插”竖），在穿吊杆盐的两端各热40cm必段槽钢口加焊阅1cm被厚钢板，使该伸段呈箱形，提凤高稳定性。环5.名3势、穿越承台台锋身的圆钢吊杆倦以隔ф饿50PV开C冒塑料管套裹，搭以便承台达到鸣要求强度后，协拆除支架时将脾吊杆从套管中敢顺利抽出。套乘管留下的孔洞奉以同标号细石课混凝土填实。毯5.泳3拾、必须保证焊式接质量，焊接蛛处通常是受力惜集中处，焊缝采质量缺陷有可星能影响整个支主架体系的结构挺安全。施工效果灌采用反吊法施灵工水中承台最乘终取得了比较伞满意的效果，尿顺利突破了本责标段的施工难巧点。经统计，漠第一只水中承添台从家3睛月益1扣3赖日堪开始破除钻孔拆灌注桩桩头，怕至纹4秒月蚀1磁日絮浇完混凝土，避共耗赔时赴1肤9惯日历天，符合炮预先排定的施痕工计划。随后而，第二座与第吃三座水中承台热也相继顺利完摔成，施工周期欠还略有压缩。念至冲0怎6犹年之6蓬月下旬，三座兵水中承台全部墙完成，为顺利置实现总的工期江目标打下良好绵基础。