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高速公路桥梁现浇箱梁支架施工技术分析

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  摘    要:本文以高速公路为研究对象,探索桥梁工程中现浇箱梁支架的施工作业任务,应采用的施工工艺,分别从支架设计、底板与腹板位置确定、地基加固、脚手架位置固定、拱度预处理、模版安装、预压等项目为技术剖析视角,逐一阐述施工工艺应用期间,应注意的技术问题,旨在为高速公路工程建设提供技术支持。
  关键词:箱梁;底板承载力;地基
  1  引言
  公路桥梁是国内较为重要的交通设施,有助于推动社会经济发展。为此在实际施工期间,应引用必要的施工技术,以保障工程质量符合施工需求,促进国内交通事业的发展。现浇箱梁的施工技术,在一定程度上有效保障了桥梁工程所需的施工强度与公路美观设计,从而在建筑行业中获得广泛应用。
  2  工程简述
  某高速公路位置的桥梁工程,工程中桥的长度在74米,桥的上方位置是预应力混凝土箱梁,应采取的施工工艺为连续现浇法。浇注跨线桥的箱梁砼时,施工技术成功地克服了诸多问题,比如施工未封闭、场地拥堵、交通闭塞等,创新借助新工艺,实现了施工人资结构的优化,增强施工工艺应用方案的可行性,结合施工需求,妥善安排雨季时节施工作业,全面保障高空作业的安全性,如期完成了箱梁现浇的施工任务。
  3  箱架支架设计
  3.1  施工方案规划
  箱梁支架在实际施工设计期间,分为三个工作板块内容,具体表现为:地基夯实、支架设计、分布梁的合理规划。在施工方案设计期间,应综合考量多方因素,比如:成本造价、施工安全等,避免盲目追求经济效益,忽视了施工作业的安全问题,防止过度保障施工安全,引发施工成本投入较多的问题。为此,施工方案设计人员,应综合权衡两个因素的相互关系,继而开展施工方案的设计。在此基础上,结合施工现场的实际条件,秉承经济适用、安全稳定的设计原则,全面落实施工现场作业的前期勘测工作,包括工程的地质条件、桥跨结构等,以确定支架设计的结构。
  3.2  支架搭设
  一般情况下,地势如若不存在坎坷问题,选用满堂支柱式组织结构的支架样式。如若地势坡度变化较大,施工工艺应采取梁柱式的支架结构。在确定支架结构的选择基础上,应对支架的性能开展精准性计算,计算其具有的稳定性,保障其强度符合施工需求,应科学设计支护间距与高度的数值,并且开展支护体的精确验算,实现设计方案全面优化,一方面有利于最大限度地节约施工材料,妥善管理施工成本,另一方面此种设计符合工程施工所需的必要性承载力,计算流程为如下。
  横梁的计算流程:(1)桥梁支架的跨中截面,其所承受最大荷载力的是腹板,桥梁横向距离以0.9m设计为佳;(2)桥梁横向断面的实际面积为1.592m2。
  P1=1.592×2600/0.9×10=46000N/m2=46kN
  (3)桥梁承载力进行检算时,应以荷载的最大、最危险截面的最佳选择方案。
  纵梁的计算方式:依据路桥施工工具手册的计算公式可知,钢材所具有力学指数,取值方式为:
  [δ]=145MPa; [T]=85mpa; E=2.1 ×105MPa
  施工工艺的设计原则,应选用的纵梁设计材料为:10号工字钢,此材料在设计期间,其受力参数的计算方式为:
  W=49.0cm3;1=245.0cm4;S=28.2cm3;d=0.45cm
  4  纵梁具体计算
  4.1  底板位置
  以底板组成结构为起点,开展計算。
  (1)底膜实际密度为每平方米含100kg材料,支架的材质密度是每平方米含材料250kg,则有:P1=100+250=350kg/m2,即换算可得3.5kPa。
  (2)混凝土的计算方式:
  P2=2600×(0.656+0.413)/2.85=975.2kg/m2
  即换算可得1.5kPa。
  (3)人群机具的设计为:P3=1.5kPa。
  (4)倾倒设计为:P4=4kPa。
  (5)振捣的设计为:P5=2.0kPa。
  (6)强度验算流程为:将六个方向承受的荷载力实现相加,即可得
  Pa=9.8+2+4+1.5+3.5=20.8kPa
  结合1.2倍系数的安全因素,计算方式为:
  Pb=20.8×1.2=24.9kPa
  转化横梁线位置实际承受的荷载值,以纵式方向0.9m为计算间距,计算方式为
  Pc=24.9×0.6=14.94kn/m
  依据施工公式计算,具体计算方式为:
  Mmax=0.125×Pc×l2=0.125×14.94×0.92=1.51kn×mδmax
  =Mmax/W=(1.51×103)/(49×10-6)=30.9MPa<[δ]=145MPa
  Pmax=0.5×Pc×l=0.5×14.94×0.9=6.72kN
  Tmax=(Pmax×s)/(I×b)=(6.72×28.2)/(245×0.45)=17.2MPa
  [T]=85MPa[1]
  (7)刚度计算方式为:荷载组合的设计方式,有助于增强纵梁的实际承载力,设计方式为:1+2+6,为此:
  Pv=3.5+7.8=11.3kPa
  考量1.2倍的安全因数,则:
  Pn=11.3×1.2=13.56kPa
  Pm=13.56×0.9=12.2kn/m
  依据计算公式得出:
  Fmax=5ql4/384EI=(5×12.2×0.94)/(384×2.1×245)=0.203mm   Fmax/l=0.203/900=1/4433<(1/400)
  4.2  腹板位置
  (1)底模的材质取值为每平方米100kg,支架材质取值为每平方米250kg,内膜选用的是木质,可不参与计算,则P1=100+250=350kg/m2,即换算可得3.5kPa。
  (2)混凝土:
  P2=2600×1.592/(0.2×2+0.5)=4600kg/m2
  即换算可得4.6kPa。
  (3)人群机具的设计为:P3=1.5MPa。
  (4)倾倒的设计方式为:P4=4MPa。
  (5)振捣的设计为:P5=2.0MPa。
  (6)强度设计的计算流程:考量因素与底板一致,即:
  P=3.5+1.5+4+2+46.0=57.0MPa
  考量1.2倍的安全指数,即P=57.0×1.268.4MPa;转化横梁线的实际承载力:
  Pe=68.4×0.6=41.04kn/m
  依据施工工具手册要求,可得:
  Mmax=0.125×Pe×l2=0.125×41.04×0.924.16kn/m
  Pmax=0.5×P×L=0.5×41.04×0.918.5kN
  Tmax=(Pmax×s)/(L×b)=(18.5×28.2)/(245×0.45)=47.2MPa<[T]=85MPa
  (7)刚度验算方式,与底板采用的设计方式一致,即1+2+6,即:P=49.5MPa,考量1.2倍的安全指数,即:P=49.5×1.2,计算结果为:
  59.4MPa;Pl=59.4×0.635.6kn/m
  依据计算手册,则:
  Fmax=5ql4/384EI=(5×35.6×0.94×103)/(384×2.1×245×l011×l0-8)=0.59mm
  5  施工技术
  5.1  地基加固
  地基加固的施工处理,有助于增强支架结构的整体稳定能力,有利于保障现浇支架施工作业符合工程实际需求,促进施工作业顺利完成任务。一般情况下,在地基两侧增加加固措施,设计为宽度2m的加固设施,将其压实度控制在95%以上,承载能力高于300kPa,保障其设计符合施工需求。
  5.2  脚手架布置
  脚手架是施工期间必要性的作业设施,在工程箱梁现浇的施工任务中,应用的脚手架设计规划为:横距为90,纵距为90,步距为125cm。腹板内部支架所对应的横距,设计为60cm,并采取支架加固处理,保障其具有高度的稳定性,为施工作业提供安全基礎。
  5.3  应力与承载力设计
  在箱梁现浇施工任务中,应力与承载力两个因素,是影响其徐变能力的关键因素。以结构性功能视角展开分析:如若其应力未达到标准数值,造成徐变变形程度值与应力数值,两者之间呈现正比关系;如若混凝土的实际应力,远超标准设计的数值,徐变与应力两者之间的正比关系被打破[2]。
  5.4  模版安装
  箱梁现浇工程施工期间,所应用的模板有三种,分别位于三个作用点:外部、内部与底部。底部位置模板,应用的是具有较大面积的完整竹胶板,其厚度为15mm,将其安置在固定位置,满足施工需求。外部位置的模板,材质为竹胶板,保持竖肋之间的间距在20cm,并且选择楞木(5cm×10cm)。内部位置的模板,设计为方木与胶合板混合材质,要求其厚度在12mm,符合工程需求。
  5.5  预压设计
  施工实际承载力应达到桥梁重量的0.2,并且选用的施工材料为透水性。预压施工技术应具有阶梯分层效果,0.3、0.7、1的比例值,实现阶梯式施工作业。
  6  结论
  综上所述,高速公路的桥梁工程,是现阶段较为关键的交通设施,有助于提升区域内交通运行能力,增强区域范围内的交通承载实力。以箱梁现浇为基础展开的施工作业,应以施工需求为基础,保障工程质量为原则,促进施工作业顺利完成。
  参考文献:
  [1] 赵水鹏.基于高速公路桥梁现浇箱梁支架施工技术分析[J].交通节能与环保,2019(2):101~102.
  [2] 刘熙.高速公路桥梁现浇箱梁支架施工技术探讨[J].中外建筑,2018(2):153~154.
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