新型砂袋在高墩大跨度刚构桥中的应用

新型砂袋在高墩大跨度刚构桥中的应用

1砂袋法降低着重量将重量降到给定高度（梁、梁、拱等）是土木工程建设中常见的步骤。实现这一工况的方法有多种,以往最常用的有楔块(木或钢)、砂体(砂袋、砂箱或砂筒)、千斤顶和燃烧硫磺砂浆垫块等方法。以前被降落的重物一般较轻,砂袋法降落重物还经常可见。在现代土木工程建设中,被降落的重物吨位越来越大,有数百t甚至于上千t或上万t。显然,应用抗胀力小、承压吨位不足的砂袋降落重物越来越少见,久而久之,甚至于被工程技术人员和建设者们所遗忘。最近,在吴家嘴拱桥和北京市西北四环蓝靛厂立交桥的施工中,成功的应用一种新型砂袋降落了1000t以上的模板和数百t钢梁,获得显著的经济效益。现将这种新型砂袋做一简单介绍。2确定形设可以确定该砂袋是由具有高抗胀力的丙纶帆布和粗丙轮线缝制成的方形扁袋,长、宽、高根据需要的大小自行确定。内装烘炒干的高强度石英砂,外罩采用防潮性能良好的厚塑料袋,以防在使用过程中,石英砂受潮结团,造成卸落困难。3砂袋压力和压缩量的选择要科学地确定砂袋压缩量砂袋压缩量与砂袋受到的压力大小和其外形尺寸(长、宽、高)有直接的关系。其高度影响尤为明显。即使在砂袋外形尺寸基本相同的情况下,砂袋压缩量也受其内装砂质量(强度、级配、颗粒大小等)及内装砂的密实度的影响。它的影响因素很多,一般不能通过计算确定,必须进行试验,得出砂袋压力与压缩量之间的关系曲线,由试验曲线确定某一压力下的砂袋压缩量。对于高程控制不太严的个别工程也可借用既有同类型砂袋试验资料确定。像吴家嘴大桥使用的砂袋,内装干砂质量好,含泥量少,捣实密度高,该砂袋在压力12t时,其压缩量为10～13mm。北京市西北四环蓝靛厂立交桥使用的砂袋,内装昌平砂质量稍差些,含泥量大些,内装砂密实度差。在12t压力时,砂袋压缩量:砂袋高度小于11.5cm者为14mm;11.5～12.0cm者为17.4mm;大于12cm者为21.1mm。2座桥所用砂袋尺寸不同,内装砂质量及装砂密实度有差异,在同一压力下,砂袋压缩量也有较大差别。同一桥上同类型砂袋,因高度有区别,其压缩量也有较大差别。因此,使用新型砂袋降落重物前,均应通过试验确定其压缩量。4新型砂袋的主要特点新型砂袋具有承载力大、便于制作、易于卸落、成本低等特点,其压缩量通过试验可以确定,并有一定的规律性。4.1砂袋承载力试验吴家嘴大桥拱桥落模和北京市西北四环蓝靛厂立交桥落梁,均采用了新材料制作的新型砂袋,使用前均进行了砂袋压缩量与承载吨位间关系和破坏试验。在北京市西北四环蓝靛厂立交桥施工中对22个砂袋进行了破坏试验,砂袋承载力试验结果为:除35t和40t时各有一个砂袋破坏外,其余砂袋破坏荷载均在45t以上,其中有6个砂袋破坏荷载超过70t。在吴家嘴大桥对同类型的砂袋也进行过试验,砂袋破坏荷载也均在35t以上。其中一个砂袋施加压力到148t,压缩量达6cm,该砂袋在粗丙纶线缝合处发生破坏,并非是在丙纶帆布位置撕裂破坏。试验证明,新型砂袋承载力较大,均在35t以上。砂袋破坏一般发生在粗丙纶线缝合部位。4.2做实幼血特征的家.大桥桥墩砂袋是由丙纶帆布和粗丙纶线缝制而成,便于制作。吴家嘴大桥拱桥落模实践证明,罩一般厚塑料袋防潮,效果很好。施工半年后,砂袋内装砂均未受潮,落模时很容易卸落并可分层割破砂袋,实现多次卸落模板的要求。4.3装砂及包装材料上述2座桥使用的砂袋,均使用金矿用过的旧丙纶帆布制作,每个砂袋费用不足10元(不含内装砂及外罩塑料袋),采用新丙纶帆布制作,其费用也不超过20元。连同砂和塑料袋,每个旧丙纶帆布砂袋总费用在15元以内;新帆布砂袋在25元以内。此费用可能仅为同吨位砂箱、砂筒费用的1/3～1/5;是同吨位千斤顶费用的1/10;比钢楔、木楔和硫磺砂浆垫块降落重物还经济。4.4压缩量可通过测试确定上述2桥的砂袋试验和应用实践证明,砂袋在某承载吨位的压缩量可以通过试验确定,所做出的压力与压缩量之间的关系曲线,很有规律性。5新型砂袋的应用5.1施工中的何落模问题吴家嘴大桥拱桥是采用双层六四式军用梁拱架施工,如何落模,采用什么方法落模,是该拱桥施工中的一个技术难题。根据本拱桥和六四式军用梁拱架的特点,在选择落模方法中,对多种落模方法进行了研究和试验。(1)砂袋法落模难度根据中铁第十七工程局四处在山西省晋州市146m丹河石砌拱桥的落模经验,每个楔形木落模高度小(5cm左右),而本桥所需落模最大高度超过30cm,最大落模点需要多层楔形木,落模点很多(超过1000个),使用楔形木数量极大,不经济。与砂袋法落模相比,它落模难度大,落模时劳动强度高,落模时间长。同时,安全性比较差。(2)真空燃烧硫干聚酯纤维采用硫磺砂浆垫块落梁是一种成功的方法,曾多次被应用。为慎重起见,对该方法也进行了试验。本桥硫磺砂浆垫块最大高度达35cm,采用双电炉丝点燃燃烧,发现垫块的8个角处不燃烧,使落模高度得不到保证,很可能出现模板被顶住,落不下模板的现象。硫磺砂浆垫块燃烧时,火焰很大,易于引起火灾,不适用于木模落模。同时,燃烧时产生刺鼻的硫磺气味,污染严重。(3)其他落模型方法对于上千个落模点的拱桥,采用砂箱、砂筒和千斤顶落模法落模,显而易见,是不经济的,也是不可取的。5.2多点落模的特点使用前对新型砂袋落模法进行了试验,认为它具有前文所述的特点及优点,是多点落模的最佳方法。吴家嘴拱桥最后采用了新型砂袋落模法落模,并一次获得成功。2000年上半年,新型砂袋落模法又被应用到北京市四环蓝靛厂立交桥落梁工程中。6结论(1)新沙袋具有很高的耐用性2座桥的试验证明,砂袋承载力可达35t。若改进加工工艺,提高加工质量,每个砂袋承载力可达到50t。(2)试验结果