這篇公路工程師論文通過對南龍鐵路雙洋大橋連續梁(40m+64m+40m)跨S208省道,懸跨8節段、邊跨現澆,邊跨合攏施工中,對三角掛籃在1#塊預壓、行走、拆除及防護管棚設計驗算等過程進行安全技術控制,安全順利完成了雙洋大橋跨越雙洋河和S208省道連續梁施工任務,在跨越河流、公路連續梁掛籃施工和安全管理等方面積累了寶貴的管理經驗,為類似工程提供參考。《華東公路》本刊1978年創刊,為華東地區公路科技情報網網刊。由安徽省交通廳主辦,國內外公開發行,技術類科技期刊!華東公路》以理論為指導,注重實踐,以實用技術為主,著重介紹道路(含機場跑道)、橋梁、隧道、材料、交通工程、養護管理等方面的四新成果;及時報道國內外公路建設與管理的先進技術和成功經驗。
【摘要】通過對南龍鐵路雙洋大橋,跨越S208公路連續梁施工三角掛籃荷載預壓、行走、拆除,與省道正交搭設防護棚的受力驗算及安全警示標志的合理設置等安全技術控制措施進行分析,確?缭焦愤B續梁施工安全和省道交通暢通。
1工程概況
雙洋大橋位于福建省漳平市雙洋鎮,雙洋大橋DK162+121.05~DK162+225.71段橋跨布置為(3-32m)簡支T梁;DK162+225.71~DK162+371.11段橋跨布置為(40m+64m+40m)連續梁;DK162+371.11~DK162+443.06段橋跨布置為(2-32m)簡支T梁,橋梁全長322.010m,連續梁為箱梁,梁頂寬12.5m,梁底寬6.35m,連續梁跨越雙洋河及S208省道。
2掛籃施工安全技術控制
2.1掛籃預壓
2.1.1預壓目的1)消除掛籃主桁、吊帶及底籃的非彈性變形。2)測出掛籃各級荷載作用下的豎向位移,為橋面線形控制提供依據。3)檢驗掛籃整體受力情況和使用中的實際安全性能。2.1.2預壓方案1)荷載設定預壓試驗時盡最大可能模擬混凝土澆筑時的受力狀態,預壓荷載按最重梁段施工荷載的1.2倍。本次采用混凝土預制塊為加載物,加載的荷載強度與梁的荷載強度分布一致。由于本橋懸臂段1#塊結構自重最大,預壓以1#節段的工況進行預壓。預壓值如表1所示。2)預壓順序加載從支座向跨中依次按底板—腹板—頂板—翼緣板的順序,按荷載分級遞增、均勻分級原則進行對稱預壓,預壓加載按30%—70%—100%—120%的順序分4級進行。每級加載穩定后方,可進行下一級加載[1]。3)預壓時間每級荷載施加后1h開始觀測變形值,每6h觀測1次,直至2次觀測值平均值之差小于2mm,方可進行下一級,加載持荷時間不少于13h;滿載1h后開始觀測,保持每6h觀測1次,直至連續12h觀測值平均值之差小于2mm時方可卸載。卸載6h后進行觀測,記錄各點彈性恢復值[2]。4)試驗結果(1)卸載完成后,精確測出各測點的標高,此標高減去加載平穩時的標高,即為掛籃的回彈值,余下的沉降值為掛籃系統不可恢復的塑性變形值。(2)箱梁各階段立模標高=設計標高+預拱度+掛籃滿載后彈性變形值。根據計算結果,對底模標高進行調整[3]。
2.2掛籃行走
每一梁段混凝土澆筑及預應力張拉完畢后,將掛籃沿行走軌道移至下一梁段,依次循環完成該梁段的施工內容。行走前施工負責人及專職安全員對已澆混凝土梁頂部的雜物進行清理,對底模、腹板及翼緣板模板進行加固檢查,預防掛籃傾覆和高空墜物。
2.3掛籃拆除
箱梁中跨合攏段施工完畢后,掛籃退至1#塊組織拆除作業。拆除順序為:箱內拱頂支架→側模系統→底模系統→主桁架,吊帶系統及行走錨固系統在其過程中交叉操作。箱內拱頂支架采取拆零取出,側模、底模系統及主桁架采取先退至墩位附近安全位置,再利用塔吊或卷揚機進行吊放,拆除順序同安裝順序相反。
3連續梁下既有S208道路防護
本連續梁跨越S208省道1處,考慮道路路面寬以及車流量大等因素,本次施工時采用掛籃兜底包裹,下部搭設防護棚施工。
3.1防護棚架設計
防護棚采用與S208省道正交搭設,棚架凈跨為8.55m、凈高為5.6m,橫向寬度為21.76m,滿足車輛雙向安全行車要求見,其立面圖如圖1所示。立柱采用準320mm鋼管,下端與基礎頂預埋鋼板焊接。鋼管柱頂部焊接1.6cm×45cm×45cm鋼板作為縱梁平臺,縱梁為I30a工字鋼,縱梁頂上鋪I20a工字鋼做橫梁,間距為1.0m,如圖2所示。防護棚架兩側面基礎采用21.76m×0.5m×0.6m的混凝土條形基礎,強度等級C30,基礎兩端設混凝土防撞墩,寬度與基礎寬度相同。鋼柱與鋼板、縱梁、縱梁與橫梁之間均采用滿焊焊接,焊縫高度不小于6mm。其上鋪設竹夾板和2mm鋼板封頂,防護棚頂部四周設置防護欄采用準16mm鋼筋與橫梁焊接,高度120cm,布置間距60cm,并全部懸掛安全立網。
3.2防護棚荷載分析
為安全考慮,對防護棚的影響載荷和受力進行驗算。參照《建筑結構荷載規范》(GB50009—2006),計算防護棚架強度時的荷載設計值,取其標準值乘以下列相應的分項系數:(1)永久荷載的分項系數,取1.2;(2)計算結構傾覆穩定時,取0.9;(3)可變荷載的分項系數,取1.4。計算構件變形(撓度)時的荷載設計值,各類荷載分項系數,均取1.0。
3.3設計荷載
3.3.1風荷載根據《鐵路橋涵設計基本規范》(TB1002.1—2005)風荷載計算,由于立柱為圓型鋼管,因此,風載體系數K1取為0.8,當高度在20m左右時K2取為1.0。一般平坦地考慮時K3取為1.0。3.3.2道路行車產生的風荷載S208省道設計行車時速60km/h,車輛通過時氣流速度10m/s考慮,根據《鐵路橋涵設計基本規范》(TB1002.1—2005)4.4.1規定,對車輛通行產生的基本風壓進行計算。3.3.3施工人員荷載為清除防護棚架上墜物,最大容許2個人在上面行走。施工人員自重按75kg/人考慮,以施工人員荷載F1=0.15kN同時作用于結構最不利位置。3.3.4高空墜物由于掛藍和模板等大的施工機有拉保險繩等安全措施。因此,只考慮掉下來頻率較高,其中以鋼管居多,并且在掉下來的鋼管中,自重最大為25kg,長6m。3.3.5綜合荷載將以上荷載分別按照豎向荷載和水平荷載分別組合,其中豎向荷載分為靜荷載和動荷載,靜荷載主要為結構自重,動荷載主要為施工人員荷載和墜物荷載。
3.4受力計算
3.4.1縱梁I30a工字鋼及橫梁I20a工字鋼受力計算1)防護棚采用縱梁I30a工字鋼、橫梁I20a工字鋼,選擇縱向、橫向工字鋼跨中最薄弱部位進行荷載計算。因跨中為最不利位置,可簡化模型,考慮受集中荷載為施工人員作業及高空墜物。2)對縱梁、橫梁長度范圍內跨中最大彎矩值和支座處最大剪力值的內力進行計算。3)根據最大彎矩、剪力計算最大正應力、剪應力和最大撓度對防護棚的強度及剛度進行驗算。4)分別考慮1.1和1.2系數的安全儲備,Q235工字鋼彎曲正應力、支座最大剪應力及切應力均小于抗彎、抗剪設計值,跨中撓度值小于撓度允許值,滿足安全使用要求。3.4.2立柱計算1)強度驗算荷載組合以單根鋼管柱的豎向壓力即縱梁驗算時2支點的反力和墩柱本身的自重,分別考慮1.1和1.2系數的安全貯備,Q235無縫鋼管最大彎曲正應力和切應力小于抗彎、抗剪設計值,滿足安全使用要求。2)整體穩定性驗算立柱采用準320mm鋼管為非細小桿,對立桿柔度和立桿臨界力進行計算,立桿的臨界力遠大于實際受力,故立桿穩定,能滿足施工安全要求。
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