某立交大跨径支架的设计与施工

大跨径支架的设计与施工1前言随着城市基础设施建设的日益发展,城市高架桥梁的建设也日益增多,而这些高架桥梁需跨越道路交叉口、铁路、河道以及原有桥梁等处,对采用支架现浇施工的箱梁而言就需采用跨径较大的支架,如杭州xx立交工程中xx主线高架桥跨越一座三跨简支梁桥,为确保现有桥梁的安全,支架必须避免搭设在现有桥梁上,因此需对支架进行设计,以确保高架桥梁的施工。2概况xx立交xx高架线XX三跨一联,跨径为30m+23m+23m,宽度为25.81m,箱梁混凝土为1215.3m,其中ST27~29跨越蚕花港桥及蚕花港河,跨径为30m+23m。在该处有一现状桥梁,该桥为三跨简支梁结构,跨径为13m+20m+16m,桥面宽度为50m,下部结构为9柱钢筋混凝土桥墩,基础采用钻孔桩,桩间距为5.7m,直径为1.2m,9根桩用系梁连接,桩上为9根直径为1.0m的钢筋混凝土立柱,柱上为盖梁,盖梁高1.2m,盖梁上放置50块梁板,梁板的高和宽均为1.0m,桥面系为C30混凝土铺装层和3cm细粒式沥青混凝土,桥面横坡由铺装层调整,故铺装层厚度为12~30cm,桥面中心西侧面9.0m和10.0m的两块空心板内有18孔电信管。施工时,桥面交通封闭,仅供行人和非机动车辆通过。XX则跨越其中的20m+16m。3支架设计3.1支架跨径确定首先支架净跨必须跨越原桥梁的20m跨径,由于该处在蚕花港河中,一般的钢筋混凝土条形基础难以施工并且也不符合承载力要求,故基础必须采用钻孔桩,而原桥梁也采用钻孔桩为基础。根据公路桥涵设计规范,现在施工的钻孔桩与原桥梁的钻孔桩(系梁)中心线必须保持2.5倍桩径,同时根据该处地质情况,钻孔桩采用1.2m桩径,故初步计算支架的跨20m简支梁的支架跨径为20m+20×2.5×1.2m=26m,而旁边跨16m简支梁的支架的跨径则为16m-2.5×1.2m=13m,所以确定ST27~29跨施工中,支架采用26m+13m,这样就可以跨越其中的20m+16m确保不影响原有桥梁的安全。3.2横向桩间距确定箱梁底板宽为18.81m,按照经济、安全的原则,设计4根桩,桩间距5.7m,以满足施工要求。考虑到在钻孔桩和以后的支墩施工过程中需拆除部分原有桥梁的桥面板,因此在布置钻孔桩时,原则上按5.7m间距,同时根据现场放样如该桩中心正好位于一块桥面板中心时,则确定该点;如该桩中心位于桥面板边缘时,则稍微调整,以使桩位位于一块桥面板上,从而少拆除一块桥面板以减少旧桥的拆除和修补工程量。3.3临时支墩按常规临时支墩一般采用钢筋混凝土立柱,考虑到每根立柱所承受的荷载达5000kN,则立柱的截面需80cm×80cm或直径90cm以上,再加上立模和支承的空间,则1.0m的梁板宽度范围空间不够,不便于施工操作,因此决定采用钢管混凝土支墩,钢管混凝土支墩相对于钢筋混凝土立柱而言有如下优点:首先钢管本身就是耐侧压的模板,可以省去支模、拆模的工和料;其次钢管本身就是钢筋,兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用,不需进行钢筋绑扎;还有就是在承载能力相同的情况下,构件的横截面积可减小一半左右,正好满足本工程中施工操作空间紧张的实际情况,故本工程临时支墩采用厚8mm直径为70cm的钢管,钢管内浇注C30混凝土的钢管混凝土支墩。3.4纵梁与横梁纵梁采用双层贝雷桁架,桁架具有抗弯性能好,拆装方便且跨径相对较大的优点,横梁拟采用双层双排贝雷桁架,经计算发现横梁的抗弯能满足要求而抗剪能力不够,而采用三排双层则临时支墩空间有限,故决定采用六四军用梁下垫上2根上下各焊接2cm厚钢板的I56b工字钢的组合梁,经验算符合要求。4支架体系的验算在全部支架中,20m跨径处的弯矩及挠度最大,而中间支墩的荷载、中横梁及钻孔桩的各项荷载均最大,故以下的验算均为最大处或最不利处。4.1纵梁根据计算,双层双排贝雷桁架上荷载为q=32.84kNm;搂纵向桁架最大鬼弯矩贤为废M=1734晌kN·m<才3265.4贩kN·m;被纵向桁架最大跃剪力腹为滥Q=469.柔8kN<49爹0.5强kN;味双排双层桁架犁的惯性矩围为扔I=2.14连8×10年-2掏m箩4;津钢管支架及桁铺架自重作用下锄的挠舒度巩f1=聋0.165q姿1L悦424EI=恩4.3mm票;奏在箱梁底模模理板铺设过程弊中绵,怪该挠度已经发堵生且不需要叠爬加到以后的挠悄度验算使中肃,错而在混凝踢土及模板作用边下挠非度孤f2=拥20.0mm槐,端故在挠度最大缺处的模板上设详置一定的预拱祥度芬,椒根据以往的施岩工经验预拱度密设为艇30mm专,烟按抛物线型设赌置即可以消除温由挠盖度魔f妨2个产生的影响。4.2横梁拦横梁的截面惯努性矩馋为显I=1.67妖×10妥-2m启4,y=汽1.68m久;务横梁的跨中弯镰矩佩为蔑Mmax=1裳7505kN冈·m;彼支座处弯矩咳为镇Mmax=2守131kN·代m;帖R=MyI=残214MPa塔<315MP汤a;碎剪友力透Q=2244浪kN肠,稻剪应真力谱S=163M金Pa<185虎MPa;鸭局部压应骗力怠R=231M被Pa<315武MP而a涨。仗4.3裳裂钢管混凝土及斤支墩验算咸钢管混凝土支甜墩承受竖向荷廊载婆为息N=4153忽kN侧而枪Nu=717打eN0艇N0=fcA园c(1+H+名H)榨H=faAa膏fcAc轰7e=1.0呆-0.115洞L稳0d-4阀式联中摩:N板u狭—简—妨钢管混凝土支径墩的承载力设忆计值删N神0膨—当—朝钢管混凝土轴浆心受压短柱的卷承载力设计值足H缎—那—隐钢管混凝土的稼套箍指标泼f萄c浸—亩—唇混凝土的抗压程强度设计值国A抹c留—惊—受钢管内混凝土环的横截面面积沸f召a逃—棍—宣钢管的抗拉、康抗压强度设计救值顿A晨a诸—滴—漫钢管的横截面堤面积述7舟1踏—害—迎考虑长细比影坐响的承载力折巨减系数喜7搂e饱—涉—稳考虑偏心率影储响的承载力折劳减系历数雅,旷本饥处底7e=1.0看L万0县—按—屈柱的等效计算拢长度目d棍—羞—南钢管外径早经计宴算允7e=0.8哲5,H=0.管678,N0愚=13774纲kN辨Nu=0.8牵5×1377量4=1170悉8kN>41长53kN缸4.4桌黎钻孔桩验算骨钻孔桩竖向承初受荷载冻为谜N=4845惊kN扁根据地质勘探矛资料及下式肌Qk=u2q肿ski·li意+qpk·A似p例式紫中规:Q怒k闻—泉—企钻孔桩竖向承邻载力设计云值株;租u棒—休—兆荷载有效系南数酬u=0.5;利qsk祸i肆—面—述各层土的桩侧陈承载标准磨值谅;跃l堪i德—译—到各层土的厚亦度鹿;怒A煮p扛—业—腥桩端面兴积屯;矛qp锁k畜—弦—缩桩尖土承载标证准值。啦经计成算训Qk=753迟6kN>48舅45kN汤5路须支架体系施工竟根据桩位布置印原则测量放场样狗,曲拆除桥面列板意,袖用正循环法钻篇孔成财桩三,阅下钢筋笼并且留浇注水下混凝掘土。将桩头凿舅除并且整有平劳,俊然后浇注绸50cm诸高的接桩安装介钢尺管普,日浇注钢管内的方混凝茧土落,完用吊车安装横舟梁揪,薪最后用吊车吊寺装纵向双排贝隆雷桁魂架奇,羊先安装单层贝至雷桁政架疤,遥再吊装第二层柱贝雷桁逐架技,节上下用螺栓紧经固形成双排双和层桁疾架从,舒然后在桁架上蔑搭设钢管支架咏和安装模板。掏在桁架及钢管皮支墩上设置沉遍降观测宴点甲,库在浇注箱梁混余凝土湿时袖,支对支架和钢管贤支墩进行观兵测旨,拘经观测支架在贯混凝土浇注过亡程中最大挠度肝为痒20mm距,公与设计挠度基夏本相符。6结论鬼该智立交袋XX寺箱梁顺利施工皮完孝成悟,词模板拆除后箱山梁的线形、标技高等均符合设卫计要芒求喷,说支架实际挠度丢与设计挠度基旱本相符。经过闸对该桥的施工规证明大跨径支江架可以满足城余市高架桥梁的洪施工需惜要础,移在施工过程中警需注意如下几只点程:更