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1、跨河道連續(xù)箱梁膺架平臺設(shè)計與施工1.工程概況 xx高速公路xx河立交橋設(shè)計為28+40+40+28m變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，全橋長136m。梁高由2.5m按二次拋物線漸變至1.5m，梁截面型式為單箱雙室結(jié)構(gòu)，橋面寬12.75m。該橋1#2#墩橫跨西江排洪河道xxx河，河道跨寬度為45m。2#3#墩橫跨省道，道路寬為10m，設(shè)計凈空5m。該橋設(shè)計箱梁混凝土為一次性澆筑成型。2.支架的設(shè)計根據(jù)設(shè)計因素、橋址情況及考慮施工安全可靠，針對跨河道處現(xiàn)澆箱梁施工，采用鋼管樁、貝雷片搭設(shè)膺架平臺，然后在平臺上再搭設(shè)碗口滿堂支架進行施工。設(shè)計主要解決的問題有兩個方面：一是鋼管樁的承載力、剛度和穩(wěn)定性；二是貝雷片2、梁的整體強度、穩(wěn)定性和剛度。主要材料：530-10螺旋鋼管、321型貝雷片（高1.5m、每節(jié)長3m）、I40b工字鋼、I20b工字鋼、碗口式腳手架。主要設(shè)備：50T汽車吊一臺、DZ-90振動錘一臺、電焊機4臺3.膺架平臺的設(shè)計現(xiàn)澆平臺平面（附圖1）及平臺斷面圖（附圖2）如下：3.1膺架平臺的布置延箱梁橫截面布置6根530-10螺旋鋼管，箱室范圍4根，翼板處各一根。利用DZ-90振動錘打入河床持力層做為樁基礎(chǔ)，鋼管樁頂部橫向是雙I40b工字鋼做橫梁，橫梁上放置7組單層雙排貝雷片做縱梁，貝雷片上橫向布置I20b工字鋼，縱向間距為60cm，利用I20b工字鋼在其上搭設(shè)碗口式滿堂架。鋼管樁與橫梁通過焊3、接固結(jié)聯(lián)系、橫梁與貝雷梁U型螺栓聯(lián)系、I20b工字鋼通過5道5槽鋼縱向通長點焊構(gòu)成整體。碗口架下旋底托與I20b工字鋼采用梅花狀點焊聯(lián)系。3.2受力機理3.2.1橫向工字鋼及貝雷梁的受力橫向工字鋼的受力既是碗扣支架傳來的豎向力。橫向工字鋼是直接放置在貝雷梁膺架上的，因此其承受的荷載將直接傳遞給貝雷梁膺架，對于貝雷梁膺架的加載，采用梁單元荷載形式，即間距為60cm的橫向工字鋼的受力將折算為均布荷載，也就是將橫向工字鋼傳遞給貝雷梁膺架的集中力除以60cm，就是貝雷梁膺架的均布力。3.2.2支墩橫梁受力貝雷梁膺架是直接放置在鋼管支墩橫梁上的，支墩橫梁將作為連續(xù)梁承受7組貝雷梁傳遞下來的集中力。3.24、.3臨時支墩受力臨時支墩的受力就是支墩橫梁傳遞的集中荷載。4.膺架平臺的設(shè)計驗算4.1驗算說明4.1.1混凝土按照實際荷載計算，但需乘以1.3的模板和施工荷載系數(shù)。4.1.2貝雷梁膺架承受的荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載計算。4.2貝雷梁驗算由于混凝土箱梁的單位重量受位置影響不斷變化，因此導(dǎo)致貝雷梁在各段的受力不盡相同，計算上需要找出最不利的受力工況。最不利的工況顯然是在墩頂橫隔墻下那一跨的貝雷梁受力最不利。如果此跨均為2.5m梁高的橫隔墻，那么貝雷梁承受的均布荷載是：18.94m21m2.65t/(m2)1.365.3t/m此65.3t為每米混凝土箱梁的重量，那么全部分配給混凝土箱梁底板下的貝雷梁，按15、0片(單排)計，并乘以1.3的不均勻系數(shù)，可得每片貝雷梁承受的均布荷載是：(65.3t/m)/(10片)1.38.5t/m從安全保守的角度進行貝雷梁的受力分析，在承受8.5t/m的均布荷載工況下，貝雷梁按7.5m跨的簡支梁進行計算：貝雷梁承受的彎矩是M(1/8)(8.5t/m)(7.5m)259.8tm此彎矩值小于單層單排貝雷梁的容許受力值78tm，能夠滿足要求。4.3鋼管樁受力計算 2#墩墩頂實體橫梁為整個截面最大部位，其下部2排鋼管樁受力最大，如果該處通過驗算，那么其他部位鋼管樁可以不再驗算。4.3.1鋼管立柱受力計算橫梁處鋼管樁最大受力是65t，樁基礎(chǔ)采用的是直徑530mm壁厚10mm的6、鋼管，鋼管面積是163.3cm2，那么在荷載65t情況下的應(yīng)力是40MPa。最大墩高是5m，此鋼管的回轉(zhuǎn)半徑是i18.3cm，鋼管的柔度是27，查表得鋼管穩(wěn)定折減后的應(yīng)力是：36MPa/0.94643MPa，能夠滿足要求。鋼管樁入土深度計算如下： 4.3.2 基樁設(shè)計參數(shù)成樁工藝: 鋼管樁承載力設(shè)計參數(shù)取值: 地勘資料孔口標(biāo)高0.00 m樁頂標(biāo)高0.00 m樁身設(shè)計直徑: d = 0.53 m樁身長度: l = 5.8 m樁尖端部構(gòu)造形式: 閉口4.3.3.巖土設(shè)計參數(shù)層號土層名稱層厚(m)層底埋深(m)極限側(cè)阻力qsik(kPa)極限端阻力qpk(kPa)1粘性土3.303.304002細砂7、1.404.703503卵石2.106.801604504.3.4 計算參數(shù)表土層計算厚度li(m)極限側(cè)阻力qsik(kPa)極限端阻力qpk(kPa)13.3040021.4035031.101604504.3.5樁身周長u、樁端面積Ap計算u = p 0.53 = 1.67 mAp = p 0.532 / 4 = 0.22 m24.3.6單樁豎向抗壓承載力估算根據(jù)樁基規(guī)范按下式估算單樁承載力Quk = Qsk + Qpk土的總極限側(cè)阻力標(biāo)準值為：Qsk = lsmqsikli = 1.00 1.67 (40 3.30 + 35 1.40 + 160 1.10) = 594 kN總極限端阻8、力標(biāo)準值為：Qpk = lpqpkAp = 1.00 450 0.22 = 99 kN 單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準值為：Quk = Qsk + Qpk = 594 + 99 = 694 kN由于此結(jié)構(gòu)為臨時結(jié)構(gòu)，能夠滿足受力要求。因此，將鋼管樁(閉口或交叉鋼板分四格)打入到卵石層內(nèi)即可。5.平臺施工質(zhì)量控制5.1 管樁定位要嚴格按設(shè)計位置進行定位，在震動過程中全程測控糾偏，管樁垂直度控制在1%，平面位置控制在50mm內(nèi)。5.2 管樁打入采用入土深度和貫入度雙控制，以貫入度為主。沉入設(shè)計深度巖層，在每分鐘貫入度小于3mm,繼續(xù)激振3min貫入度穩(wěn)定可以停止施工。如入土深度小于5.8m，則繼續(xù)激振9、2min,至貫入度穩(wěn)定在3mm/min之下則停止施打。5.3 每根管樁施工要對入土深度、貫入度形成施工記錄，做到有據(jù)可查。5.4 每排鋼管樁施工完成后采用橫向剪刀撐聯(lián)系，保證管樁橫向穩(wěn)定性。5.5 管樁插打完成后，管頂由于反復(fù)沖擊摩擦受力，局部會發(fā)生變形而導(dǎo)致截面剛度發(fā)生改變，施工時需切除該部分。5.6 管樁頂標(biāo)高要嚴格控制，避免安裝橫梁時出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，造成管樁不能充分受力，而改變平臺受力機理。5.7 膺架平臺各連接部位確保連接牢固，保證平臺的整體穩(wěn)定性。6.平臺施工安全控制6.1 管樁施工期間由項目部派專人負責(zé)現(xiàn)場的指揮和協(xié)調(diào)，確保施工質(zhì)量及安全。6.2 施工前對振動錘液壓、電氣系統(tǒng)和機械部10、分進行檢查，確保無故障隱患方可施工。6.3 振動錘鉗夾螺旋管時必須鉗緊無空隙，待壓力表達到額定壓力值時，才可以松開安全繩進行起吊。6.4 汽車吊在搭設(shè)好的平臺上就位時，支腿必須支承在貝雷梁上，不得在兩排貝雷梁之間空擋處支腿，避免吊車支腿處受力薄弱而失穩(wěn)。6.5 振動前，首先利用錘體自重將管樁壓穩(wěn)不再沉降后方可開錘，避免出現(xiàn)空振導(dǎo)致吊臂振幅過大出現(xiàn)安全事故。6.6 每完成一跨平臺立即在左右邊界臨水面安裝圍欄封閉，當(dāng)天施工完成后對平臺進行整體封閉嚴禁人員進入，除此還需安排專人看守。7.結(jié)束語7.1 設(shè)計方面在膺架平臺設(shè)計方面，我們對平臺受力最不利的結(jié)構(gòu)部位進行了檢算，同時依據(jù)梁截面不同，帶來的線性11、受力分布變化，對結(jié)構(gòu)上也進行了優(yōu)化調(diào)整，在既滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況下，同時又避免了材料的浪費。在后續(xù)支架預(yù)壓過程中，通過對每個管樁基礎(chǔ)和貝雷梁跨中彈性撓度進行監(jiān)測，沉降量、撓度均滿足施工規(guī)范要求。7.2 施工方面充分利用了鋼管樁基礎(chǔ)和貝雷梁膺架這兩個相對成熟的施工工藝，并把它們進行了有效結(jié)合。結(jié)構(gòu)在實際使用中，安裝較為簡便，管樁承載力和平臺整體穩(wěn)定性也能滿足施工要求，同時為下步滿堂支架施工，提供了一個很好的支撐作業(yè)平臺。該橋整體梁澆筑完成后線型控制順暢、美觀，也達到了預(yù)期的質(zhì)量要求。7.3 存在的不足由于梁成型后受平臺頂和梁底之間凈高限制，吊車臂展開受限，部分管樁無法拔出，只能沿水線切除，造成了部分材料的浪費。7.4 有待改進之處下步如類似工程，要盡可能充分考慮橋成型后，管樁拔出設(shè)備需要的作業(yè)高度，避免材料的浪費。