论文部分内容阅读
摘 要：本文結合中心港河桥施工条件，对62m钢-混凝土组合梁支撑体系进行了说明，并对支撑体系的结构进行了验算，即满足了组合梁架设要求又保护了老桥。
关键词：钢管桩；老桥；安全
一、工程概况
东方大道快速路高架项目1标段上部结构包括1联钢-混凝土组合箱梁，采用1×62m简支变截面结构形式跨越中心港河。钢梁重约712吨，设计采用纵向分段、横向分块方式进行现场组装，设计临时支墩反力标准值为11655KN，施工期间总沉降量不大于5mm。
二、跨中水中墩支撑体系设计
经技术经济比较分析，该联组合梁跨中水中墩采用钢管桩基础接609钢支墩，钢支墩上用HN700*300mm H型钢纵横铺设做分配梁，分配梁上安装调节砂桶作为钢箱梁安装的支点，609钢支墩间用20mm槽钢焊接连接为整体。
根据相近处地质钻探孔地质资料，进行桩基础设计，采用桩径d=0.63m，壁厚9cm，桩长为29m的钢管桩。横桥向布置4根，桩中距为2m；纵桥向布置3排，间距为2.5m，总桩数12根。
施工完毕后，经现场静载试验检测，桩基承载力为900KN，不能满足设计要求。经重新计算后桩长调整为35m，但施工时3#、7#、9#钢管桩未能打入土层，根据以往施工经验及钢箱梁架设要求，拟在已施工完毕基桩中增加4根钢管桩，拟增加的桩基桩长为20m，桩基入土深度13.22m。
三、老桥桥面支撑体系设计
跨中桥面支架采用φ273x8mm规格的钢管组成，钢管间利用[20槽钢做连接系。同时采用双拼[25槽钢在横向H型钢下做成斜撑，减少桥面受力。其中左幅桥面支架由3排，每排4根，共12根钢管组成，右幅桥面支架由3排，每排5根，共15根钢管组成，跨中桥面支架的钢管总数为27根。每根钢管顶焊接规格为20*350*350mm的钢板，找平后顶部用HN700*300mm H型钢纵横铺设做分配梁，分配梁顶采用千斤顶作为钢箱梁安装的临时调节支点。钢管底部焊接20*350*350mm的钢板，采用双28b工字钢并排做垫梁，利用混凝土找平后横铺在老桥桥面上。
（一）老桥桥面承载力验算
对老桥桥面临时墩采用MIDAS.CIVIL2006进行建模，横向HN700*300mm H型钢模拟成连续梁，φ273x8mm钢管下端采用铰接连接，钢管桩下端采用固定连接。钢箱梁在拼装完成前自重可近似地认为均匀分布在横向H型钢上。
荷载作用效应考虑按永久荷载考虑，钢箱梁自重、支撑材料自重及混凝土条形基础自重等作用效应分项系数取1.2。
1、钢箱梁拼装完成前跨中临时墩模型细节介绍
根据建模计算结果可以看出在钢箱梁自重、支撑材料自重及混凝土条形基础自重作用下西侧跨中桥面部分4根φ273钢管受力分别为41.2KN，45.3KN，99.3KN，69.1KN；东侧跨中桥面部分5根φ273钢管受力分别为42.2KN，44.7 KN，108.2 KN，117.2 KN，64.8 KN。
由于φ273钢管下为双拼28#工字钢和C40混凝土调平基础，刚度较大，可以很好分散集中荷载，对空心板梁承载力验算时，采用平均后的集中力进行验算。
2、按城市桥梁设计荷载标准（CJJ77-98）进行中心港河桥承载能力验算
对中心港河桥按城市-A荷载等级进行验算，由于中心港河桥为单向三车道桥梁，汽车荷载考虑多车道折减，横向折减系数取0.78。按承载能力极限状态设计时汽车荷载作用效应分项系数取1.4。
已知桥长l=16m，取单车道进行验算，车道宽3m，验算弯矩时均布力取qM=22.5*0.78*1.4=24.57KN/m，验算剪力时均布力取qQ=37.5*0.78*1.4=40.95KN/m，车道集中力PK=140*0.78*1.4=152.88 KN，中心港河桥在车道荷载作用下：
Qmax =1/2（qQl+PK）=404.04 KN
Mmax =1/8qMl2+1/4 PKl=1397.76 KN.m
将一条车道荷载作用平均分配到3片板梁，则每片板梁最大允许剪力[Q]=134.68KN；最大弯矩[M]= 465.92KN.m。
而东侧桥面单片板梁Qmax=74.63 KN，Mmax=380.37 KN.m
西侧桥面单片板梁Qmax =64.86 KN， Mmax= 330.53 KN.m。
比较可知，弯矩、剪力均小于允许值，老桥承载力满足要求。
四、结论
根据施工过程的监控量测，临时支墩体系的设计即满足了钢—混凝土组合箱梁的架设要求又满足了对老桥的保护。施工快捷，节约工期，同时钢材可重复利用，经济性较好，在城市道路桥梁改扩建过程中，如有相似情况，该种支撑体系可以考虑。
参考文献：
[1]李艳荣.城市桥梁设计建造要点分析[J].工程技术研究，2017（05）：195-196.
[2]JTGD63-2007，公路橋涵地基与基础设计规范[S].
[3]GB50017—2003，钢结构设计规范[S].
[4]CJJ11-2011，城市桥梁设计规范[S].
[5]JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].
作者简介：朱劭冬，男（1985-）上海人，助理工程师，研究方向：市政工程。
关键词：钢管桩；老桥；安全
一、工程概况
东方大道快速路高架项目1标段上部结构包括1联钢-混凝土组合箱梁，采用1×62m简支变截面结构形式跨越中心港河。钢梁重约712吨，设计采用纵向分段、横向分块方式进行现场组装，设计临时支墩反力标准值为11655KN，施工期间总沉降量不大于5mm。
二、跨中水中墩支撑体系设计
经技术经济比较分析，该联组合梁跨中水中墩采用钢管桩基础接609钢支墩，钢支墩上用HN700*300mm H型钢纵横铺设做分配梁，分配梁上安装调节砂桶作为钢箱梁安装的支点，609钢支墩间用20mm槽钢焊接连接为整体。
根据相近处地质钻探孔地质资料，进行桩基础设计，采用桩径d=0.63m，壁厚9cm，桩长为29m的钢管桩。横桥向布置4根，桩中距为2m；纵桥向布置3排，间距为2.5m，总桩数12根。
施工完毕后，经现场静载试验检测，桩基承载力为900KN，不能满足设计要求。经重新计算后桩长调整为35m，但施工时3#、7#、9#钢管桩未能打入土层，根据以往施工经验及钢箱梁架设要求，拟在已施工完毕基桩中增加4根钢管桩，拟增加的桩基桩长为20m，桩基入土深度13.22m。
三、老桥桥面支撑体系设计
跨中桥面支架采用φ273x8mm规格的钢管组成，钢管间利用[20槽钢做连接系。同时采用双拼[25槽钢在横向H型钢下做成斜撑，减少桥面受力。其中左幅桥面支架由3排，每排4根，共12根钢管组成，右幅桥面支架由3排，每排5根，共15根钢管组成，跨中桥面支架的钢管总数为27根。每根钢管顶焊接规格为20*350*350mm的钢板，找平后顶部用HN700*300mm H型钢纵横铺设做分配梁，分配梁顶采用千斤顶作为钢箱梁安装的临时调节支点。钢管底部焊接20*350*350mm的钢板，采用双28b工字钢并排做垫梁，利用混凝土找平后横铺在老桥桥面上。
（一）老桥桥面承载力验算
对老桥桥面临时墩采用MIDAS.CIVIL2006进行建模，横向HN700*300mm H型钢模拟成连续梁，φ273x8mm钢管下端采用铰接连接，钢管桩下端采用固定连接。钢箱梁在拼装完成前自重可近似地认为均匀分布在横向H型钢上。
荷载作用效应考虑按永久荷载考虑，钢箱梁自重、支撑材料自重及混凝土条形基础自重等作用效应分项系数取1.2。
1、钢箱梁拼装完成前跨中临时墩模型细节介绍
根据建模计算结果可以看出在钢箱梁自重、支撑材料自重及混凝土条形基础自重作用下西侧跨中桥面部分4根φ273钢管受力分别为41.2KN，45.3KN，99.3KN，69.1KN；东侧跨中桥面部分5根φ273钢管受力分别为42.2KN，44.7 KN，108.2 KN，117.2 KN，64.8 KN。
由于φ273钢管下为双拼28#工字钢和C40混凝土调平基础，刚度较大，可以很好分散集中荷载，对空心板梁承载力验算时，采用平均后的集中力进行验算。
2、按城市桥梁设计荷载标准（CJJ77-98）进行中心港河桥承载能力验算
对中心港河桥按城市-A荷载等级进行验算，由于中心港河桥为单向三车道桥梁，汽车荷载考虑多车道折减，横向折减系数取0.78。按承载能力极限状态设计时汽车荷载作用效应分项系数取1.4。
已知桥长l=16m，取单车道进行验算，车道宽3m，验算弯矩时均布力取qM=22.5*0.78*1.4=24.57KN/m，验算剪力时均布力取qQ=37.5*0.78*1.4=40.95KN/m，车道集中力PK=140*0.78*1.4=152.88 KN，中心港河桥在车道荷载作用下：
Qmax =1/2（qQl+PK）=404.04 KN
Mmax =1/8qMl2+1/4 PKl=1397.76 KN.m
将一条车道荷载作用平均分配到3片板梁，则每片板梁最大允许剪力[Q]=134.68KN；最大弯矩[M]= 465.92KN.m。
而东侧桥面单片板梁Qmax=74.63 KN，Mmax=380.37 KN.m
西侧桥面单片板梁Qmax =64.86 KN， Mmax= 330.53 KN.m。
比较可知，弯矩、剪力均小于允许值，老桥承载力满足要求。
四、结论
根据施工过程的监控量测，临时支墩体系的设计即满足了钢—混凝土组合箱梁的架设要求又满足了对老桥的保护。施工快捷，节约工期，同时钢材可重复利用，经济性较好，在城市道路桥梁改扩建过程中，如有相似情况，该种支撑体系可以考虑。
参考文献：
[1]李艳荣.城市桥梁设计建造要点分析[J].工程技术研究，2017（05）：195-196.
[2]JTGD63-2007，公路橋涵地基与基础设计规范[S].
[3]GB50017—2003，钢结构设计规范[S].
[4]CJJ11-2011，城市桥梁设计规范[S].
[5]JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].
作者简介：朱劭冬，男（1985-）上海人，助理工程师，研究方向：市政工程。