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中圖分類號:U448文獻標識碼: A
一、拱橋及剛架拱橋
拱橋是我國公路上常用的一種橋梁形式。拱橋在豎向荷載作用下,兩端支承處除有豎向反力外,還產生水平推力。拱橋和其他橋梁一樣,也是由上部結構及下部結構組成。根據行車道的位置,拱橋主要分成兩類,分別是上承式拱橋、中下承式拱橋。橋面位于整個橋跨結構上面的拱橋稱為上承式拱橋,其中上承式拱橋又分為兩大類,一類是普通型上承式拱橋,這類拱橋由主拱圈、拱上傳載構件或填充物、橋面系組成,主拱圈是主要承重結構,另一類是整體型上承式拱橋,這類拱橋是由主拱片、橋面系組成,主拱片是主要承重結構。中、下承式拱橋也即行車道位于拱肋中部或下部的拱橋。剛架拱橋是在析架拱橋、斜腿剛架等基礎上發展起來的另一種新橋型,屬于有推力的高次超靜定結構。
二、剛架拱橋主要病害分析
剛架拱橋主要病害有微彎板開裂、橫系梁豎向開裂、拱片連接部位的型鋼結合件銹蝕,混凝土剝落,連接薄弱等。
1、拱片病害
主拱片是主要承重結構,由上下弦桿、腹桿、實腹段組成。
上弦桿脫空。由于拱橋修建時考慮不周,跨徑太小,橋梁建成后不能滿足水流斷面的需要,在長期水力沖刷作用下,使橋臺基礎外露掏空,大雨季節,嚴重的臺后被沖垮,被迫中斷交通;輕的使橋臺產生沉降外移,拱橋上弦桿就處于懸空或接近懸空的狀態。上弦桿與墩臺分離會造成跳車、漏雨等病害,而且會損壞牛腿。析架拱橋橋面大都是微彎板結構,跳車常將橋面的微彎板震斷,漏雨常常引起橋梁下部結構的碳化,導致鋼筋銹蝕。
拱片裂縫。拱片裂縫大部分分布于上弦桿、次拱腿和上弦桿的聯接處、主拱腿和實腹段
的聯接處以及拱頂,其中聯接處裂縫又最為集中。拱片裂縫典型形態。上弦桿和拱頂處的裂縫均屬于豎向斷裂裂縫,且裂縫上端窄下端寬,很明顯是受拉所致。其原因大多是橫載和活載長期反復交替作用而斷面配筋不足造成混凝土內拉應力值較大,超出其極限抗拉強度,導致開裂另外在施工縫以及拱片接頭處也容易產生裂縫。
2、橫系梁病害
橫系梁的作用是把各析架拱片連成整體,使之共同受力,橫系梁主要病害是裂縫。橫系梁的裂縫形態都是豎向的斷裂裂縫,這主要是微彎板的側向水平推動作用使橫系梁受拉所致。在長期活載作用下橫系梁的橫向聯接功能會減弱,導致橋梁橫向整體剛度的降低,引起橫系梁內拉應力超出允許值,這是造成病害的原因之一。因此,適當地設置和加固橫系梁,對增強橋梁橫向剛度是很有利的。
3、橋面病害
橋面既承受局部荷載,又與拱片形成整體,共同受力,橋面板種類很多,常用的是微彎板。微彎板主要有兩種布置形式,有預制拱板加填平層的,也有用上平下拱的少筋微彎板。橋面微彎板直接承受橋梁的使用荷載并將其傳遞給拱片,它本身又以部分或全部參與所在部位構件的共同作用,成為上弦桿或實腹段截面的一部分。裂縫是微彎板主要的病害,微彎板的裂縫通常發生在板厚最薄弱部位及接縫微彎板還有其他病害比如蜂窩、孔洞和層隙等,其形成主要是由于施工質量造成的。在車輛荷載及雨雪冰凍等因素作用下,微彎板表層還會出現磨損、腐蝕、老化、剝落等病害。以下以尹家河橋為例加以說明:
伊家河橋位于104公路山東微山縣南段。上部結構為一孔鋼筋混凝土剛架拱橋,凈跨徑50m,凈矢高sm,凈矢跨比為1/10,橋寬為凈一12附2X1.75m人行道,荷載標準為汽一20級、掛車一100級,人群3.5咖/角2。全橋共5片拱片,主體結構混凝土為C30,鋼筋為11級。采用預制構件、有支架安裝的施工方法,實腹段與拱腿、弦桿與拱腿及拱頂接頭采用鋼板接頭,橫系梁上伸出的n型鋼,通過調正角鋼與預埋在拱片的n型鋼焊接,并澆筑混凝土。下部結構為重力式橋臺,本橋建于1986年,在2001年5月對該橋進行外觀檢查時發現,在橋縱向跨中17m區段,該處微彎板出現縱向嚴重開裂,板底最大裂縫已達Zrn們n,微彎板的加勁肋豎向裂縫達1~3rnrn。橫系梁在中段處出現寬約0.srnrn的豎向裂縫,尤其是與拱片聯結部位的型鋼結合件銹蝕嚴重,混凝土早已剝落,聯結很弱。邊拱片兩半拱聯結部位鋼板銹蝕嚴重。
之所以出現上述病害,主要是由于橫系梁與拱片聯結部位松動、開裂,作為軸向受拉構件的橫系梁受力過大,導致個別橫系梁在中段處沿豎向開裂,使得橫向聯結構件的聯系作用減弱,特別是跨中區段的橫系梁與拱片的聯結,造成拱片在微彎板的拱式推力的作用下發生側移。而微彎板在上述情況下邊界條件改變,內力發生重分布,加之數年車輛荷載的局部作用以及疲勞損傷的累積作用,出現了前述微彎板開裂現象。
三、剛架拱橋病害防治措施
1、加強日常維護與小修
剛架拱上部結構由微彎板、橫系梁、次拱腿、次梁、主拱腿組成,每一個構件均發揮著不同的作用,每一個部位出現破壞均會破壞原有的設計傳力體系,可能造成整個橋的破壞,因此剛架拱的養護要做到及時維修加固。及時的小修可推遲大修的到來,達到節省維修養護費用的目的。
2、維修加固要全面統籌
對剛架拱的加固要做到全面統籌,保證維修加固后各構件具有相同的承載力、耐久性和可靠度。韓莊剛架拱進行了主拱圈的增大和斷面加固,但是時過2a,次梁出現了超出養護規范寬度的裂縫。
3、改進橋型
通過幾何尺寸的拓撲優化,使得該類橋實現現有荷載下的合理軸線;根據現有的設計規范對截面尺寸、配筋進行優化;結合現有的施工方法與技術水平,對施工過程進行優化。結合現行的規范對剛架拱橋的性能進行全面的改進,解決剛架拱超載潛力小、整體剛度弱、動力效應影響大、微彎板局部強度低、橫向整體性較差等缺點。
4、注重對橋梁的補強加固
補強加固是對于一些破壞不甚嚴重、結構還能繼續維持一段時期的工作、為了使該結構能在較長的時期里正常工作的一種補強加固措施。常見的橋面鋪裝層損壞拱片與橫系梁上小部分的保護層脫落橋臺拱座出現細微裂縫等可采取相應的補強加固措施、使結構維持正常的工作狀態。這種處理方法雖然涉及的技術含量并不是很高、但對維持橋梁長期正常的工作狀態是一項很好的措施環節、使運營的結構得到及時的養護。
橋梁補強加固常用的方法有:用外包鋼法加固補強;用增大截面法四周加固補強;用粘鋼加固技術%應用碳纖維加強塑料(CFRP)加固修補;采用體外預應力加固補強;貼碳纖維布或鋼板條和裂縫封灌的綜合修補方法。
論文摘要:對上世紀80年代修建的載重為汽車—15級的單跨剛架拱的加固工程做簡要介紹。從加固后的運行情況看加固工程經濟實用,通行車輛安全、平穩。
0 引言
紹興袍江荷湖剛架拱橋建于1983年,為單孔跨徑L0=40m的剛架拱橋,3片拱肋腿部插入拱座未做固結。橋寬為6m+2×0.2m,設計荷載為汽車—15級。矢跨比為1/8.5。
肋間橫向擱置預制微彎板,其上現澆混凝土。
1 病害情況與原因
1.1 主要病害 ①微彎板:混凝土開裂較多,甚至碎落。②拱肋:在跨中下緣附近,有多處混凝土剝落、露筋、開裂。③橫梁:主要在近拱腳處有混凝土剝落、露筋。④欄桿:損壞嚴重。
1.2 病害原因分析 ①超載車輛行駛頻繁,超過橋梁設計荷載。②施工時“三材”緊缺,各構件混凝土標號較低,配筋較少,構件單薄。③局部設計不合理。④使用時間已達20余年,缺少維護。
2 設計計算分析
2.1 計算方法 參閱橋梁竣工圖,本橋主拱腿僅插入拱座,未予固結,屬于鉸接。計算程序采用平面桿系結構有限單元法拱橋專用計算程序。①對稱荷載作用同單拱,計算內容包括恒載、溫度、位移產生的各截面內力。②非對稱荷載作用,包括汽車、掛車等荷載,先計算各截面內力,然后對不平衡水平力,按變形協調原理進行分配,并求得各截面的單拱內力,即為所求。
2.2 計算說明 ①恒載:除原恒載外,計入橋面拓寬部分原石、欄桿、橫梁鋪裝等增加的恒載。②活載:兩列汽車—20級或單列—100。③溫度:安裝時平均溫度取10℃,當地最高氣溫為40℃,最低氣溫為—5℃,故按升溫30℃,降溫15℃考慮。④位移:拱腳水平位移,每個橋臺為0.5cm。⑤橫向分布:活載偏載影響,汽車—20級計入沖擊系數后,橫向分布系數為0.705,掛車—100橫向分布系數為0.34。⑥內力組合及配筋計算:按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》的規定采用。
2.3 計算內容 先計算各節點的截面積、慣性矩、桿長、轉角作為單元基本數據。再計算各截面在不同荷載與溫度、位移分別作用下的內力。
2.4 截面加固設計對照原竣工圖,截面下緣配筋跨中14m長度范圍,下緣加厚12cm,兩側各加厚6cm,截面增加配筋,增加數量為8φ25,在上弦桿接近大結點段的6m長度一段,在下緣加厚12cm,兩側各加厚6cm,增加配筋為4φ25,加上原配筋可滿足受力要求。
3施工程序
跨中段拱肋上弦桿下緣的加固,是一項較為復雜的工作,常規的做法是在河床上布置滿堂支架。這樣,不僅支架多,而且常常由于支架下沉或被船只碰撞而變形,導致拱肋向下變位,影響工程質量。本工程利用原有構件作為支架,進行構件下緣的加固。具體做法如下。①拆除欄桿、緣石、橋面鋪裝層、懸臂板、微彎板及其上現澆混凝土層,上部結構僅保留主拱腿、實腹段、上弦桿與橫梁。②安裝支架與立模:在拱肋跨中段與上弦桿斜桿頂點大結點段,利用原有構件頂面支撐,安裝支架與立模。③預制微彎板、欄桿、欄柱等。④拱肋與上弦桿加固:布筋、現澆混凝土。⑤懸臂板與緣石立模、布筋、澆注,同時進行微彎板安裝。⑥現澆增設橫梁與橋面鋪裝層。⑦安裝欄桿。⑧修補裂縫。
4施工要點
4.1下緣加固原拱肋鑿毛、去渣、清洗、鑿孔。清渣、清洗要認真,立模現澆混凝土前對鑿毛部分要灑水濕潤,最好使用商品混凝土。商品混凝土不僅質量有保證,而且易流動,施工較易密實,對加固小范圍澆灌混凝土特別有利。澆注時須用平板振搗器振實,否則易出現混凝土不密實,甚至有蜂窩、麻面、空洞現象,直接影響構件質量。
4.2裂縫修補將裂縫鑿成“V”形槽并清洗,露筋處除銹后,涂抹YT—302加面劑。本工程采用的加面劑,為具有較強粘結力與抗滲性能的涂抹材料,分甲、乙兩組分別盛在兩個器具中,按甲:乙:水泥=1:3:4的配比,調成稀漿,用毛刷將膠漿涂抹于露筋及表面。水泥為無粗粒的42.5(R)水泥,使用前應過篩。
4.3橫梁原有橫梁厚度不僅薄而且又是空心,橫梁太單薄是導致重車過橋晃動的主要原因,加固時,保留了原有橫梁,每孔主拱腿上增設8道,斜桿上增設4道。橫梁設置處布筋,現澆混凝土。以往,采用預制安裝,現澆接頭,在使用中接頭處易開裂、脫開。橫梁兩側豎向為拱肋長邊,應垂直于拱肋長邊。
關鍵詞:剛架拱橋梁對稱拆除施工工藝
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程概況
大汶口橋位于國道104泰安段,始建于1987年,主橋為13×42.5米的鋼筋混凝土剛架拱橋,矢跨比為f/L=1/10,橋面總寬度為22+2×0.5=23米,橋跨結構單幅橫向設4片拱片,每孔籍以2道橫隔板、16道橫系梁和25cm鋼筋混凝土面板橋連接。隨著近年交通量的持續增多,該橋梁陸續出現各類病害,尤其是主要承重結構存在許多病害,考慮該橋結構受力形式不能滿足日益增長的交通量需求,經過有關專家論證,采取拆除重建的施工方案。
二、施工工藝
(一)在施工前對剛架拱橋梁建立模型進行試驗,
第1、3 聯第Ⅲ單元橋面鋪裝鑿除完成后,鑿除第2聯第Ⅲ單元橋面鋪裝時,此時剩余第2聯第Ⅲ單元橋面鋪裝(寬度為5.4米),制動墩的不平衡推力較大。
(二)進行驗算
1.計算模型
計算模型為:主橋上部結構為42.5米跨徑的剛拱架拱橋,矢跨比為f/L=1/10,橋跨結構橫向2片拱片,每孔籍以2道橫隔板、16道橫系梁和25cm鋼筋混凝土橋面板連接。
主橋運用橋梁結構通用計算程序《midas Civil 2012》按空間桿系理論進行結構分析,結構離散圖見下圖:
圖1:結構模型三維展示
2.施工階段模擬
主橋采用拆除過程中的的結構模型。
3.材料特性及計算參數
混凝土、鋼筋等材料的彈性模量、設計抗壓(拉)強度等基本參數均按規范取值。
3.1材料特性(略)
3.2計算荷載恒載:拱肋、橫梁和橋面板的自重。4.作用組合
根據《公路橋涵設計通用規范》JTG D60-2004和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG D62-2004規定對結構進行作用效應組合。
5.計算結果如下表:
表1拱腳反力合計
即:由于拆除施工以聯為單元,故最大不平衡推力發生在制動墩上,此時制動墩的不平衡水平力為4670KN,豎向力為1911.6KN。
(三)制定科學的施工方案
根據橋梁拆除時的受力分析,確定按聯分步逐級卸載橋梁上部結構并制定了具體施工方案:主橋由北向南一次編號為第1、2、3聯。全橋共有制動墩4個,普通墩20個。拆除過程中應遵循先拆橋梁外側后拆橋梁內側,采用逐級卸載對稱進行的原則,先拆橋面鋪裝后拆拱肋的施工順序,始終最大限度保持橋梁各部件受力平衡,以保證橋梁及施工安全。全橋投入8臺破碎錘,以聯為單位進行拆除施工,并將橋梁沿縱向由外到內劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個單元,第Ⅰ、Ⅱ兩個單元分別對應一個拱肋,第Ⅲ單元對應內側兩個拱肋,拆除時遵循由外到內的順序施工(如圖2所示)。
圖2造出單元劃分示意圖
具體施工方法如下:
1、首先,根據原橋施工圖紙,在橋面上準確放出拱肋的位置(圖2中虛線表示),防止在破碎錘破碎的過程中過早損壞拱肋而破壞整孔橋梁的受力。
2、首先拆除外側護欄,后拆除第1、3聯第Ⅰ單元橋面鋪裝。每聯布置四臺破碎錘,以兩孔為一作業單位由兩端向中間對稱鑿除(圖3中箭頭所示),
圖3橋梁平面圖(第一聯)
此方案可達到每聯各普通墩受力平衡,從而有力確保拆除作業的安全。
3、第1、3聯第Ⅰ單元橋面鋪裝鑿除完成后,鑿除第2聯第Ⅰ單元橋面鋪裝,第2聯由五孔組成,為保證鑿除過程中橋墩受力平衡需增加一臺破碎錘,其他孔布置同第1、3聯。如圖4所示
圖4橋梁平面圖(第二聯)
4、第2聯第Ⅰ單元橋面鋪裝鑿除完成后,將連接外側兩拱肋的橫系梁斷開,仍按照橋面鋪裝的拆除順序對稱拆除最外側拱肋。
5、最外側拱肋拆除完成后,采取同樣的施工順序鑿除第Ⅱ單元橋面鋪裝及拱肋,在鑿除第Ⅱ單元橋面鋪裝時應注意保證剩余第Ⅲ單元橋面鋪裝橫向對稱,防止剩余第Ⅲ單元左右側受力不均發生扭曲。
6、剩余第Ⅲ單元橋面鋪裝寬度為5.4米,而跨徑為42.5米,破碎錘在破碎混凝土作業中會產生巨大的沖擊力。為安全起見,在鑿除第Ⅲ單元橋面鋪裝時破碎錘位于另一幅橋梁上作業,剩余第Ⅲ單元橋面鋪裝及拱肋拆除順序相同。
第2聯第Ⅰ單元橋面鋪裝鑿除完成后,仍按照橋面鋪裝的拆除順序對稱拆除最外側拱肋。先拆除第1、3聯第Ⅰ單元橋面拱肋,后拆第2聯第Ⅰ單元拱肋。將連接外側兩拱肋的Ⅰ、Ⅱ型橫梁用油錘鑿除,切斷橫梁與拱肋連接處鋼筋,然后將拱肋由每孔中間位置鑿斷。在結構自重作用下,拱肋自行下落,端部連接鋼筋由人工切斷。拱肋下落后由地面破碎錘逐個破碎。
以上拆除過程中需配備切割機配合破碎錘施工作業,及時切斷結構連接中的鋼筋。(圖5)
圖5
三、注意事項及控制要點
加強施工中的人員、機械控制,確保卸載的同步性。
1、加強對機械操作手技術交底和技術培訓工作,要求機械操作手熟悉現場的環境和橋面上預先劃定的區域,施工時不得猛鑿亂鑿,防破壞橋體受力平衡。
2、對機械操作手的技術進行篩選,選定操作技術相近的操作手。
3、每臺油錘配備一臺對講機,鑿除時由專人用對講機指揮,保證油錘工作的同步性。
四、效果檢查
在施工過程中根據對不平衡推力造成的橋墩偏位進行跟蹤觀測,發現相關技術指標均在可控范圍內,見下表:
表2
五、結束語
本文通過G104泰曲路大汶口橋改建工程實例對剛架拱橋拆除施工工藝進行了探討,希望在今后的公路橋梁施工中,不斷總結施工經驗,提高橋梁施工技術水平。
參考文獻
關鍵詞:剛架橋支架現澆施工技術滿堂支架檢算
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A
1.工程概況
南廣鐵路ZDK50+003.722 1-8m剛架橋,全長10.2m,剛架橋小里程邊墻采用樁基礎,孔樁直徑為1.25m,大里程邊墻置于白云質灰巖上;YDK50+030.384 1-8m剛架橋,全長13.532m,剛架橋邊墻采用樁基礎,孔樁直徑為1.25m;邊墻厚0.8m,跨中梁高0.7m,邊墻根部梁高1.1m。
2.剛架橋支架現澆施工技術方案
2.1基礎處理。主體框架條形基礎為現澆4m厚的C40混凝土。
2.2搭設支架。現澆支架均采用碗口式扣鋼管支架,采用Φ48mm×3.5mm無縫鋼管。根據現澆砼自重,加工模板,施工機械,施工人員及其它荷載為確保支架安全考慮相應增加荷載系數。鋼管支架的縱橫斷面布置,支架的布設以縱橋向中心線與支架中心相對應,鋼管支架縱橫向間距為0.6m,底層步距為0.3m,頂層步距為0.8m,中間步距為1.5m;搭設支架應確保所有支架垂直搭設,支架縱、橫向之間用剪刀撐進行連接,縱、橫向,豎向每隔6排設剪刀撐,剪刀撐用鋼管和直角扣件、轉角扣件與支架牢整體固連接。
2.3安裝底板系統。支架頂端布置10cm×10cm縱向方木條,直接擱置在支架上頂托上,方木間距確定為20cm,頂托內并列布設3根鋼管作為支承,方木上鋪設15mm厚竹膠板作底模,并與10cm×10cm方木聯結定位。
2.4鋪底模、側模。支架搭設完成后經檢查并經監理工程師批準后,可鋪設底模,底模鋪設前應精確放出橋梁的中心線和底板的邊線,以便底模鋪設準確,側模用型鋼和木板做骨架,表面鋪竹膠板。側模支撐系統也由鋼管支架和調節桿搭設,在側模上設置拉條螺絲對拉,確保兩側側模的位置。
2.5綁扎中(邊)墻鋼筋。支架經觀測完全達到設計與技術規范的要求后,并經監理工程師批準,清洗調整底模及側模后,涂惻一層薄薄的脫模劑或機油,按圖紙及技術規范的規定與要求,綁扎中(邊)墻鋼筋,按照設計圖紙和規范要求在鋼筋加工場地成型,焊接部分采用閃光對焊,成型后運輸至施工現場進行綁扎。鋼筋加工和綁扎嚴格遵守規范要求執行,同時對保護層的施工應注意,確保鋼筋保護層符合要求。
2.6安裝腹板內側模、澆筑第一次混凝土。鋼筋綁扎完成后,澆筑混凝土,澆筑方法采用水平分層、縱向分段,橫向對稱的澆筑方法,第一次澆筑兩邊墻的高度為4m,中墻為5m,以保證混凝土接縫錯開1米的要求。混凝土采用插入式振動器振搗,混凝土攪拌車運輸,泵送混凝土。
2.7安裝頂板模板。第一次混凝土澆筑完成后,清除附著在外露鋼筋上的水泥漿,鑿毛,露出新鮮混凝土,待混凝土強度達到規定時,進行施工縫處理,經檢查符合技術規范要求后,進行第二次混凝土澆筑,澆筑成形。澆筑前應適當灑水,使施工縫表面保持潮濕狀態,以增加新舊混凝土的結合。采用插入式振動器振搗后,還須在頂板上面層仔細振平振實,仔細磨平頂板表面。為使頂面高程符合圖紙要求,在澆筑前設置一定數量的控制點,不但標高要符合設計要求,而且平整度也要符合圖紙及技術規范的規定,混凝土初凝后應盡快覆蓋和養生。
2.8養護及拆模。養護主要采用土工布覆蓋,人工澆水進行養護,養護期7天,側模板在砼強度達到≥2.5MPa后拆除支架及模板,拆除支架時必須遵循由上到下、逐級卸落,通過調節桿螺絲來逐步松動支架,拆除模板,確保拆除支架的施工安全。
3.滿堂支架檢算
3.1現澆梁荷載檢算。根據《鐵路橋涵設計基本規范》TB10002.1-2005查得鋼筋砼容重γ=26;每米板梁砼重量 =26×0.7m(梁高)=18.2KN/㎡;模板荷載=2.5 KN/㎡;振搗荷載 =2.0 KN/㎡;人員機械荷載=2.0 KN/㎡;鋼管采用扣件式鋼管腳手架;木材品種:杉木;木材彈性模量E(N/mm2):9000.0;木材抗彎強度設計值fm(N/mm2):11.0;木材抗剪強度設計值fv(N/mm2):1.4;面板類型:膠合面板,厚度(mm):18.0;鋼材彈性模量E(N/mm2):210000.0;鋼材抗彎強度設計值fm(N/mm2):205.0;面板彈性模量E(N/mm2):9500.0;面板抗彎強度設計值fm(N/mm2):13.0。
3.2梁底板荷載檢算。本梁底模采用1.8cm厚竹膠板,面板為受彎構件,驗算其抗彎強度和剛度,取縱橋向單位寬度1m的面板作為計算單元,則梁底模承受荷載轉化為勻布線荷載為:
q線=(18.2+2.5)×1×1.2(荷載系數)+(2.0+2.0)×1×1.4(荷載系數)=30.4 KN/m;
根據受力情況,其受力模型簡化為受勻布荷載的簡支梁。則:
截面抵抗矩
截面慣性矩
彎矩
剪力
1、抗彎承載能力檢算
2、抗剪承載能力檢算
3、撓度檢算
故底模為1.8cm的竹膠板能夠滿足施工及設計要求。
3.3橫橋向方木分配梁檢算。本梁底模底面橫橋向采用方木,長度不小于,按間距布置。則每根方木承受荷載轉化為勻布線荷載為: q線=(18.2+2.5)×0.3×1.2(荷載系數)+(2.0+2.0)×0.3×1.4(荷載系數)=9.13 KN/m;根據受力情況,其受力模型簡化為受勻布荷載的簡支梁。如圖,則:
截面抵抗矩
截面慣性矩
彎矩
剪力
1、抗彎承載能力檢算
2、抗剪承載能力檢算
3、撓度檢算
故橫橋向采用方木能夠滿足施工及設計要求。
3.4縱橋向方木分配梁檢算.在橫橋向方木底,縱橋向采用方木分配梁,扣件式腳手架按間距和布置,
截面抵抗矩
截面慣性矩
1、扣件式腳手架頂縱木檢算
扣件式腳手架橫橋向受力(取最保守考慮):
集中力
縱橋向方木受力簡圖如下圖所示:
將結構受力模型簡化為受集中力的簡支梁(偏保守考慮),受力圖如圖所示,則:
跨中最大彎矩:
最大剪力
2、抗彎承載能力檢算
3、抗剪承載能力檢算
4、撓度檢算。撓度按簡支梁跨中受集中力模型計算(偏保守考慮),則集中力:
撓度檢算
綜上所述,縱橋向采用方木,按相應的間距布置方木,能夠滿足施工及設計要求。
3.5立桿檢算
1、扣件式腳手架檢算。采用扣件式鋼管腳手架。立桿橫縱橋向間距為和,橫桿步距1.5m.則根據扣件式腳手架的受力特性,結合縱橋向方木受力分析圖,現對扣件式腳手架的主力桿進行受壓承載能力檢算。
1)立桿承重(0.6×0.6m梁截面標準段):RA= RB=3P/2=3×5.48/2=8.22KN。立桿由縱向分配梁傳遞的荷載及支架自重:N=8.22+0.5=8.75KN
2)長細比:λ=L/I=1500/15.78=96,查表φ=0.618,容許承載力[N]= φ×A×[σ]=0.618×489×205=61.9KN>8.75KN
3)立桿承重(0.5×0.5m梁根部):RA= RB=3P/2=(3×7.3)/2=57.69/2=10.95KN,立桿由縱向分配梁傳遞的荷載及支架自重:N=10.95+0.5=11.45KN
4)長細比:λ=L/I=1500/15.78=96,查表φ=0.618,容許承載力[N]= φ×A×[σ]=0.618×489×205=61.9KN>11.45KN
綜上所述,故采用扣件式鋼管腳手架。標準梁截面立桿橫橋向間距為0.6m,縱橋向間距為0.6m,橫桿步距為1.5m,梁根部截面立桿橫橋向間距為0.5m,縱橋向間距為0.5m,橫桿步距為1.5m。按間距以上搭設滿堂紅腳手架能夠滿足施工及設計要求。在施工中因建筑物空間間距問題可加往小間距調整縱橫立桿。步距調小至1.0m時可增大鋼管的φ值(0.81)容許承載力。適當加設一定數量的斜桿,以增強腳手架的穩定性,提高腳手架的整體承載力,保證施工安全。
3.6基礎承載力檢算
1、支架基礎為C25混凝土路面。P=N/ab=11.45×103/(0.15×0.15)=0.51mpa<9.6mpa,滿足要求。支架基礎表層采用15cm厚C20砼,底層采用40cm厚級配碎石層,換填,級配碎石屋壓實度不小于0.93。承載力不小于900kpa。
2、換填承載力900kpa計算方法如下(取1㎡計算)。持力層承載力驗算:P=N/S=11.45×4/1=45.8KP
3、管涵部分承載力計算,管涵直徑2m,管涵兩側用漿砌片石砌平管涵最高處,方木橫鋪在管涵上作為支架基礎。P=N/ab=(8.75×4)×103/(2×0.1),=0.18mpa<5mpa,滿足要求。
4.結束語
結合工程實例介紹了剛架橋支架現澆施工技術方案,并對滿堂支架進行檢算,結果表明各項指標符合要求。在施工中滿堂支架所有支點要求均勻下沉,避免梁體出現開裂。同時支架搭設必須合理,以確保施工安全順利進行,提高施工效益。
參考文獻:
[1]謝亞軒.20m跨徑滿堂支架現澆箱梁施工技術探討[J].科技傳播,2013(10)
[關鍵詞] 橋涵加固鋼筋加工工序、質量控制、體會
中圖分類號: S773.4 文獻標識碼: A
一、前言
橋梁養護工程項目中鋼筋加工工序質量的控制,就是對鋼筋加工工藝操作規程、工序條件、檢驗成品料、設置工序質量控制點的質量控制,以此來達到對鋼筋加工過程的質量控制。
二、影響工序質量控制的因素
1.工藝操作規程
鋼筋加工施工工藝和操作規程,是進行鋼筋加工施工操作的依據和標準,是確保鋼筋加工工序質量的前提。
1、鋼筋制作要求:
鋼筋加工制作時,要將鋼筋加工表與設計圖復核,檢查下料表是否有錯誤和遺漏,對每種鋼筋要按下料表檢查是否達到要求,經過檢查后,再按下料表放出實樣,試制合格后方可成批制作,加工好的鋼筋要掛牌捆扎整齊、堆放有序。
2、鋼筋綁扎與安裝要求:
鋼筋綁扎前先認真熟悉圖紙,檢查配料表與圖紙、設計是否有出入,仔細檢查成品尺寸是否與下料表相符。核對無誤后方可進行綁扎。
綁扎時采用20#鐵絲綁扎直徑12mm以上鋼筋,22#鐵絲綁扎直徑10mm以下鋼筋。
3、鋼筋接長要求:
鋼筋接長水平筋采用對焊與電弧焊,豎向筋優先采用電渣壓力焊。根據設計要求,本工程中鋼筋接長采用電弧焊中的搭接焊。搭接焊只適用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級鋼筋的焊接,其制作要點除注意對鋼筋搭接部位的預彎和安裝,應確保兩鋼筋軸線相重合之處,其余則與幫條焊工藝基本相同。一般單面搭接焊為10d,雙面焊為5d。
A、焊接鋼筋時,用焊接夾具分別鉗固上下的待焊接的鋼筋,上下鋼筋安裝時,中心線要一致。
B、鋼筋焊接完成后,應及時進行焊接接頭外觀檢查,外觀檢查不合格的接頭,應切除重焊。
2、加工工序條件
工序活動條件包括施工操作者、鋼筋材料、加工機械設備、加工方法和加工環境等。只要將這些因素切實有效地控制起來,使它們處于可控狀態,確保鋼筋加工工序產品的質量。具體要求如下:
(1)鋼筋的材質、規格及焊條類型應符合鋼筋工程的設計施工規范,有材質及產品合格證書和物理性能檢驗,對于進口鋼材需增加化學性能檢定,檢驗合格后方能使用。
(2)加工人員必須持相應等級證名才允許上崗操作。
(3)鋼筋加工時彎鉤的朝向正確,綁扎接頭符合施工規范的規定,搭接長度不小于規定值。
(4)鋼筋加工場地應平整、無雜物;取料區、加工區、儲料區的位置應合理以便于施工。
(5)鋼筋加工時日常使用的工具必須做好經常性的檢查、保養;使用過程中工具、機械設備要擺放有序便于使用。
三、鋼筋加工工序質量控制措施
1.檢驗成品料的質量控制
成品料質量檢驗的好壞是評價鋼筋加工工序質量是否符合合格的尺度。為此,必須加強對成品料的質量檢驗工作。
1、編制鋼筋加工完成情況統計表對質量狀況進行綜合統計與分析,采用數理統計方法,通過對工序一部分(子樣)檢驗的數據,進行統計、分析,來判斷整道工序的質量是否穩定、正常,及時掌握質量動態。一旦發現質量問題,隨即研究處理,自始至終使工序活動效果的質量,滿足規范和標準的要求。從而實現對工序質量的控制。其控制步驟如下:
(1)實測:采用必要的檢測工具和手段,對抽出的鋼筋子樣進行質量檢驗。
(2)分析:對檢驗所得的數據通過直方圖法、排列圖法或管理圖法等進行分析,了解這些數據所遵循的規律。
(3)判斷:根據數據分布規律分析的結果,如數據是否符合正態分布曲線;是否再上下控制線之間;是否在公差 (質量標準)規定的范圍內;是屬正常狀態或異常狀態;是偶然性因素引起的質量變異,還是系統性因素引起的質量變異等,對整個工序的質量予以判斷,從而確定該道工序是否達到質量標準。若出現異常情況,即可尋找原因,采取對策和措施加以預防,這樣便可達到控制工序質量的目的。
2、委派專人對已經加工完成的鋼筋半成品進行不定起的抽檢,鋼筋的規格、形狀、尺寸、數量、間距、錨固長度、接頭位置、保護層厚度必須符合設計要求和施工規范的規定。
2.對工序質量控制點控制
在對工序質量控制點進行控制時,先要對施工的工程對象進行全面分析、比較,以明確質量控制的重點;在重點、或關鍵部位、或薄弱環節,進行強化管理,使鋼筋加工工序處于良好的控制狀態。本工程中將操作、材質、施工順序、技術參數、自然條件、工程環境等,作為質量控制點來控制。如下:
1、操作
加工工序或操作過程重點應控制人的行為,避免人因失誤造成質量問題。從人的技術能力、思想素質等方面對操作者全面進行考核。事前還必須反復交底,提醒注意事項,以免產生錯誤行為和違紀違章現象。如:
(1)檢查焊工有無合格證,禁止無證上崗; (4)對于焊接工作時間不長,缺乏經驗的焊工應先進行培訓。
(2)焊工正式施焊前,必須按規定進行焊接工藝試驗, 在焊接前應預先用相同的材料、焊接條件及參數,制作二個抗拉試件,其試驗結果大于該類別鋼筋的抗拉強度時,才允許正式施焊。
(3)每批鋼筋焊接完后,應進行自檢,并按規定取樣進行機械性能試驗。專職檢查人員還需在自檢的基礎上對焊接質量進行抽查,對質量有懷疑時,應抽樣復查其機械性能;
(4)檢查焊縫質量時,應必須進行外觀檢驗,其要求是:焊縫表面平順,沒有較明顯的咬邊、凹陷、焊瘤、夾渣及氣孔,嚴禁有裂紋出現。
2.材質
鋼筋材料的質量和性能是直接影響工程質量的主要因素;尤其是某些工序,更應將材料質量和性能作為控制的重點。如:
(1)要求鋼筋勻質、彈性模量一致,含硫(S)量和含磷(P)量不能過大,以免產生熱脆和冷脆;
(2)鋼筋表面應潔凈,粘著的油污、泥土、浮銹使用前必須清理干凈,可結合冷拉工藝除銹。
(3) 同類型(鋼種直徑相同)分批,每100個為一批,每批取6個試件,3個作抗拉試件,3個作冷彎試驗。
3.施工順序
有些工序或操作,必須嚴格控制相互之間的先后順序。如鋼筋下料前,一定要先計算同一型號鋼筋的使用量、尺寸、規格,鋼筋切斷應根據鋼筋號、直徑、長度和數量,長短搭配,先斷長料后斷短料,盡量減少和縮短鋼筋短頭,以節約鋼材。 否則,就會造成鋼筋材料的浪費或不必要的焊接,從而影響了鋼筋加工的進度和整體性。
4.工程環境
有些工序之間存在著銜接關系,間歇時間要求很嚴。如不嚴格控制亦會影響工序進度。如:鋼筋綁扎與安裝過程中必須當主筋制作完成后,箍筋也必須制作完成同時已做好了相應的技術檢測。
5.技術參數
有些技術參數與質量密切相關,亦必須嚴格控制。如:
a.直鋼筋下料長度=構件長度―保護層厚度+彎鉤增加長度
b.彎起鋼筋下料長度=直段長度+斜彎長度-彎曲調整值+彎鉤增加長度
c.箍筋下料長度=箍筋內周長+箍筋調整值+彎鉤增加長度
四、結束語
我們通過對鋼筋加工工序質量的控制達到了對橋梁養護工程項目整體質量全面控制,以確保整個工程質量,為以后橋梁養護工程建設打下堅實的基礎。
參考文獻: