论文部分内容阅读
摘 要 笔者基于工程实践，分析了度汛支架在灵川县甘棠江三桥建设工程中的应用。
关键词 甘棠江 度汛支架 施工
中图分类号：TU74 文献标志码：A
一、工程概况
甘棠江三桥桥位位于连接灵青公路与灵西路的城市新建城市次干道上，跨越甘棠江，桥梁为5€？8m变截面预应力混凝土现浇箱梁，桥全长195m，桥梁全宽30m。
二、工程气象、水文情况
该工程位处于我国南方亚热带地区，年降雨量1960mm，年平均蒸发量1400～1600mm，雨量多集中在于4-8月，年平均气温19.1€癈，极端最高气温39.4€癈，极端最低气温-4.9€癈，十分钟最大风速19.0m/s（wnw）。桥位处横跨河流，水位、水量呈季节性变化，变化幅度3～5m，丰水期水量大，遇连日大到暴雨，可形成短暂性洪流，枯水期水量小，枯水季节低水位158.11mm。勘察期适逢枯水期，水深0.4～2.1m。设计洪水位为163.12m（百年一遇洪水）。
三、施工方案由于该桥桥墩较矮，桥墩高度为5～6m，上部构造为5€？8m变截面预应力混凝土连续梁，跨度38m，跨中梁厚最小，为1.5m，桥墩处梁厚最大，为3.2m。工程拟在第3～5跨设计度汛支架，下部采用钢管桩、管桩顶部安装贝雷桁架梁，贝雷桁架上搭设满堂支架。
四、支架设计说明
第3～第5跨采用贝雷梁桁架与扣件式钢管满堂支架形式。设计形式为：纵向6跨7排€%o529€？0mm螺旋钢管桩，钢管桩打入河床至基岩，取平均长度18m，地面长度≤4m，，钢管桩横向布置7排，对应箱梁腹板位置，即4.8m间距（0.6+4.8+4.8+4.8+4.8+4.8+4.8+0.6）。
钢管桩顶控制高程为160.13，桩顶找平焊接800€？00€？0mm钢板为钢管桩端承面，其上横桥向布置2根I36a工字钢焊接在钢板上作横台梁。工字钢上布置26排"321"型贝雷梁，贝雷梁横向间距1.2m，其上布置[22a作为分配梁，纵距同1-2跨扣件式钢筋满堂支架，共65排，作为满堂支架立杆基础承载面。
墩顶处利用墩帽布置I20工字钢横梁长4m，其下用带楔形木的方木立于墩帽上，工字钢两端立于钢管支架上，其上用5€？€？00方木作小横杆，0.2m间距布置商铺122€？44€？5光面竹胶合板作为底模。
此外，第三跨视施工时水文气候或调整为满堂支架加门洞形式，确保上下游工地施工车辆通行，门洞高4.5m，宽4m，采用工字钢设计；河床地质情况采用孔位勘察报告推算，施工中若入土深度≤3m，拟采用砼条形基础取代打入钢管桩，在条形基础上须埋设钢板与钢管连接，条形基础尺寸为（2€？.5+1€？.5）€？0m；支架防河水冲击、风压水平推力措施横向[16连接钢管桩，贝雷梁横向加装斜支撑全幅连接。
五、度汛支架验算
（一）钢管桩贝雷梁度汛支架验算。
1、计算荷载。
（1）自重荷载。
①梁体砼自重，取E-E断面，利用AutoCAD计算断面面积：
AE=46.4㎡
q1=46.4€？6=1206.4KN/m
②内外模版及支撑自重，取0.5KN/㎡：
q2=0.5€？0=15KN/m
③支撑自重：
立杆：51€？5€？.5€？.33€？0=275.97KN
纵横剪刀撑：[（16€？3） €？5€？.5€？€？.414] €？.33€？0=102.412KN
水平剪刀撑：6 €？€？.414€？€？€？.33€？0=10.171KN
q3=（275.97+102.412+10.171）/3=10.793KN/m
④[22a分配梁自重
q4=（30.8€？5€？4.99€？0）/36=13.897KN/m
⑤贝雷梁自重q5，每延米1.04KN/m。
⑥2I36横台梁自重
q6=（2€？0.8€？€？0€？0）/36=6.16KN/m
（2）施工荷载。
①人群、机具荷载取1KPa
q机=1.0€？0=30KN/m
②砼倾倒产生冲击荷载2KN/㎡
q砼=2.0€？0=60KN/m
③振捣砼荷载2KN/㎡
q振=2.0€？0=60KN/m
2、验算。
[22a分配梁。[22a槽钢参数：wx=217.6€？06m3，E=2.1€？05MPa，纵距L=0.2m，Ix=23939000mm4。
（1）强度验算，按四等距连续梁计算：
m=0.107
q1=1206.4/30=40.21KN/m
组合荷载q=（40.21+0.5+10.793）€？.2+（1+2+2）€？.4=68.81KN/m
Mmax=0.107ql2=0.107€？8.81€？.22=10.602KN·m
€%l=Mmax/wx=10602/（217.6€？0-6）=48.722MPa≤[€%l]=145MPa，强度满足要求。
（2）抗剪验算：
Vmax=0.607ql=0.607€？8.81€？.2=50.121N≤[€%m]=85MPa，抗剪强度符合要求。
（3）刚度验算：
fmax=0.632ql4/（100EI）=0.632€？8.81€？2004/（100€？.1€？05€？3939000
=0.18mm≤[l/400]=1200/400=3mm，刚度满足要求。 （二）贝雷梁验算。
贝雷梁参数：不加强型，单排单层，横间距1.2m；
Wx=3578.5cm3
Ix=250497.2cm4
E=2.1€？05MPa
容许应力：[M]=788.2KN·m， [€%m] =245.2KN
荷载组合：
q=（1206.4+15+13.897+10.793）€？.2+（30+60+60）€？.4
=1705.308KN/m
1、弯矩验算：
Mmax=0.125ql2=0.125€？705.308€？2=7673.886KN·m
贝雷梁排数n=Mmax/[M]=7673.886/788.2=10排
2、剪力验算：
Vmax=0.5ql=0.5€？705.308€？=5115.924KN
贝雷梁排数n= Vmax/[€%m]=5115.924/245.2=21排
考虑贝雷梁自重对弯矩及剪力产生的影响，及分配梁受力情况，贝雷梁采用26排，间距1.2m。
3、刚度验算：
fmax=（5/384）ql4/（100EI€？6）=（5/384）€？705.308€？0004/（100€？.1€？05€？50497200€？6）=0.2mm≤[l/400]=6000/400=15mm，满足要求 。
（三）工字钢横台梁验算。
2I36a工字钢横台梁立于钢管桩上仅受压应力，不用验算。
（四）钢管桩验算。
1、作用于钢管桩上的荷载：
砼自重（取箱梁砼总量）：
4370.9m3，q=4370.9€？6/189.84=598.6KN/m
荷载组合G=1.2€譡（598.6+15+13.897+10.79+6.16） €？8+（1.04€？6€？6）]=30555.048KN
每根钢管桩平均受力为
G/（7€？）=30555.048/49=635.572KN
2、强度验算：€%o529€？0
钢管桩断面积A=16610.6mm2=0.0166㎡
€%l=F/A=635.572/0.0166=37.57MPa≤ [€%l]=145MPa，满足要求。
3、稳定性验算。
地面以上钢管桩长度l=160.13-157=3.2m≈4m
i=0.25√（D2+d2）=0.25√（5292+5092）=0.1835m=183.5mm
l/i=4000/183.5=21.8， =0.942
N/（A）=727501/（0.942€？6610.6）=46.49MPa≤ [€%l]=145Mpa.
六、度汛支架施工要点
（一）钢管立柱要求。
1、贝雷梁下部采用B529mm螺旋钢管桩作为支撑立柱，钢管桩按要求打入地下直到基岩上，为保证钢管立柱受力均匀、平衡传力，须保证钢管在铅垂状态下立于基岩上。
2、按设计高程在钢管桩顶位置放上尺寸为800mm€？00mm，厚10mm的钢板。再用水准仪抄平，保证钢板四角标高一致，和钢管桩顶焊接加固，确保钢板安放牢固。钢板顶面高程控制在160.14m。
（二）工字钢。
为保证度汛支架定位准确及整体稳定，用两根Ⅰ36a工字钢并焊横桥向放在钢管桩顶钢板面作为横梁，工字钢横梁与立柱焊接固定，焊缝长度6cm以上。
（三）贝雷架安装。
先将贝雷片在地面上按设计片数拼接，并分组联接好。在工字钢横梁上按设计间距，将各组贝雷梁架的位置用油漆标好。然后，用20t吊车将已联结好的贝雷架按先中间后两边的顺序吊装到位，并用自制U型卡将贝雷架固定在横梁上。为保证贝雷梁架横向稳定，每两排贝雷片之间用L75€？5€？角钢作斜撑固定，间距为1.0米
（四）高程控制。
主要保证双工字钢大横梁顶面高程，同时注意预设预拱度。工字钢横梁顶高程控制在160.5m，预拱度≤2cm。
实践证明，该工程通过使用度汛支架，确保了建设的安全度汛，该技术值得推广应用。□
（作者单位：南宁八桂建设监理有限责任公司）
关键词 甘棠江 度汛支架 施工
中图分类号：TU74 文献标志码：A
一、工程概况
甘棠江三桥桥位位于连接灵青公路与灵西路的城市新建城市次干道上，跨越甘棠江，桥梁为5€？8m变截面预应力混凝土现浇箱梁，桥全长195m，桥梁全宽30m。
二、工程气象、水文情况
该工程位处于我国南方亚热带地区，年降雨量1960mm，年平均蒸发量1400～1600mm，雨量多集中在于4-8月，年平均气温19.1€癈，极端最高气温39.4€癈，极端最低气温-4.9€癈，十分钟最大风速19.0m/s（wnw）。桥位处横跨河流，水位、水量呈季节性变化，变化幅度3～5m，丰水期水量大，遇连日大到暴雨，可形成短暂性洪流，枯水期水量小，枯水季节低水位158.11mm。勘察期适逢枯水期，水深0.4～2.1m。设计洪水位为163.12m（百年一遇洪水）。
三、施工方案由于该桥桥墩较矮，桥墩高度为5～6m，上部构造为5€？8m变截面预应力混凝土连续梁，跨度38m，跨中梁厚最小，为1.5m，桥墩处梁厚最大，为3.2m。工程拟在第3～5跨设计度汛支架，下部采用钢管桩、管桩顶部安装贝雷桁架梁，贝雷桁架上搭设满堂支架。
四、支架设计说明
第3～第5跨采用贝雷梁桁架与扣件式钢管满堂支架形式。设计形式为：纵向6跨7排€%o529€？0mm螺旋钢管桩，钢管桩打入河床至基岩，取平均长度18m，地面长度≤4m，，钢管桩横向布置7排，对应箱梁腹板位置，即4.8m间距（0.6+4.8+4.8+4.8+4.8+4.8+4.8+0.6）。
钢管桩顶控制高程为160.13，桩顶找平焊接800€？00€？0mm钢板为钢管桩端承面，其上横桥向布置2根I36a工字钢焊接在钢板上作横台梁。工字钢上布置26排"321"型贝雷梁，贝雷梁横向间距1.2m，其上布置[22a作为分配梁，纵距同1-2跨扣件式钢筋满堂支架，共65排，作为满堂支架立杆基础承载面。
墩顶处利用墩帽布置I20工字钢横梁长4m，其下用带楔形木的方木立于墩帽上，工字钢两端立于钢管支架上，其上用5€？€？00方木作小横杆，0.2m间距布置商铺122€？44€？5光面竹胶合板作为底模。
此外，第三跨视施工时水文气候或调整为满堂支架加门洞形式，确保上下游工地施工车辆通行，门洞高4.5m，宽4m，采用工字钢设计；河床地质情况采用孔位勘察报告推算，施工中若入土深度≤3m，拟采用砼条形基础取代打入钢管桩，在条形基础上须埋设钢板与钢管连接，条形基础尺寸为（2€？.5+1€？.5）€？0m；支架防河水冲击、风压水平推力措施横向[16连接钢管桩，贝雷梁横向加装斜支撑全幅连接。
五、度汛支架验算
（一）钢管桩贝雷梁度汛支架验算。
1、计算荷载。
（1）自重荷载。
①梁体砼自重，取E-E断面，利用AutoCAD计算断面面积：
AE=46.4㎡
q1=46.4€？6=1206.4KN/m
②内外模版及支撑自重，取0.5KN/㎡：
q2=0.5€？0=15KN/m
③支撑自重：
立杆：51€？5€？.5€？.33€？0=275.97KN
纵横剪刀撑：[（16€？3） €？5€？.5€？€？.414] €？.33€？0=102.412KN
水平剪刀撑：6 €？€？.414€？€？€？.33€？0=10.171KN
q3=（275.97+102.412+10.171）/3=10.793KN/m
④[22a分配梁自重
q4=（30.8€？5€？4.99€？0）/36=13.897KN/m
⑤贝雷梁自重q5，每延米1.04KN/m。
⑥2I36横台梁自重
q6=（2€？0.8€？€？0€？0）/36=6.16KN/m
（2）施工荷载。
①人群、机具荷载取1KPa
q机=1.0€？0=30KN/m
②砼倾倒产生冲击荷载2KN/㎡
q砼=2.0€？0=60KN/m
③振捣砼荷载2KN/㎡
q振=2.0€？0=60KN/m
2、验算。
[22a分配梁。[22a槽钢参数：wx=217.6€？06m3，E=2.1€？05MPa，纵距L=0.2m，Ix=23939000mm4。
（1）强度验算，按四等距连续梁计算：
m=0.107
q1=1206.4/30=40.21KN/m
组合荷载q=（40.21+0.5+10.793）€？.2+（1+2+2）€？.4=68.81KN/m
Mmax=0.107ql2=0.107€？8.81€？.22=10.602KN·m
€%l=Mmax/wx=10602/（217.6€？0-6）=48.722MPa≤[€%l]=145MPa，强度满足要求。
（2）抗剪验算：
Vmax=0.607ql=0.607€？8.81€？.2=50.121N≤[€%m]=85MPa，抗剪强度符合要求。
（3）刚度验算：
fmax=0.632ql4/（100EI）=0.632€？8.81€？2004/（100€？.1€？05€？3939000
=0.18mm≤[l/400]=1200/400=3mm，刚度满足要求。 （二）贝雷梁验算。
贝雷梁参数：不加强型，单排单层，横间距1.2m；
Wx=3578.5cm3
Ix=250497.2cm4
E=2.1€？05MPa
容许应力：[M]=788.2KN·m， [€%m] =245.2KN
荷载组合：
q=（1206.4+15+13.897+10.793）€？.2+（30+60+60）€？.4
=1705.308KN/m
1、弯矩验算：
Mmax=0.125ql2=0.125€？705.308€？2=7673.886KN·m
贝雷梁排数n=Mmax/[M]=7673.886/788.2=10排
2、剪力验算：
Vmax=0.5ql=0.5€？705.308€？=5115.924KN
贝雷梁排数n= Vmax/[€%m]=5115.924/245.2=21排
考虑贝雷梁自重对弯矩及剪力产生的影响，及分配梁受力情况，贝雷梁采用26排，间距1.2m。
3、刚度验算：
fmax=（5/384）ql4/（100EI€？6）=（5/384）€？705.308€？0004/（100€？.1€？05€？50497200€？6）=0.2mm≤[l/400]=6000/400=15mm，满足要求 。
（三）工字钢横台梁验算。
2I36a工字钢横台梁立于钢管桩上仅受压应力，不用验算。
（四）钢管桩验算。
1、作用于钢管桩上的荷载：
砼自重（取箱梁砼总量）：
4370.9m3，q=4370.9€？6/189.84=598.6KN/m
荷载组合G=1.2€譡（598.6+15+13.897+10.79+6.16） €？8+（1.04€？6€？6）]=30555.048KN
每根钢管桩平均受力为
G/（7€？）=30555.048/49=635.572KN
2、强度验算：€%o529€？0
钢管桩断面积A=16610.6mm2=0.0166㎡
€%l=F/A=635.572/0.0166=37.57MPa≤ [€%l]=145MPa，满足要求。
3、稳定性验算。
地面以上钢管桩长度l=160.13-157=3.2m≈4m
i=0.25√（D2+d2）=0.25√（5292+5092）=0.1835m=183.5mm
l/i=4000/183.5=21.8， =0.942
N/（A）=727501/（0.942€？6610.6）=46.49MPa≤ [€%l]=145Mpa.
六、度汛支架施工要点
（一）钢管立柱要求。
1、贝雷梁下部采用B529mm螺旋钢管桩作为支撑立柱，钢管桩按要求打入地下直到基岩上，为保证钢管立柱受力均匀、平衡传力，须保证钢管在铅垂状态下立于基岩上。
2、按设计高程在钢管桩顶位置放上尺寸为800mm€？00mm，厚10mm的钢板。再用水准仪抄平，保证钢板四角标高一致，和钢管桩顶焊接加固，确保钢板安放牢固。钢板顶面高程控制在160.14m。
（二）工字钢。
为保证度汛支架定位准确及整体稳定，用两根Ⅰ36a工字钢并焊横桥向放在钢管桩顶钢板面作为横梁，工字钢横梁与立柱焊接固定，焊缝长度6cm以上。
（三）贝雷架安装。
先将贝雷片在地面上按设计片数拼接，并分组联接好。在工字钢横梁上按设计间距，将各组贝雷梁架的位置用油漆标好。然后，用20t吊车将已联结好的贝雷架按先中间后两边的顺序吊装到位，并用自制U型卡将贝雷架固定在横梁上。为保证贝雷梁架横向稳定，每两排贝雷片之间用L75€？5€？角钢作斜撑固定，间距为1.0米
（四）高程控制。
主要保证双工字钢大横梁顶面高程，同时注意预设预拱度。工字钢横梁顶高程控制在160.5m，预拱度≤2cm。
实践证明，该工程通过使用度汛支架，确保了建设的安全度汛，该技术值得推广应用。□
（作者单位：南宁八桂建设监理有限责任公司）