58、武汉阳逻大桥南引桥施工支架系统设计.doc

武汉港湾工程设计院郭劲翟建国曾健
摘要:本文较详细地介绍了武汉阳逻长江公路大桥南引桥施工支架的设计,包括支架的形式的选择,上部结构的布置形式以及各种基础的比选。
关键词:施工支架、支撑系统、独立基础、沉管桩基础、长螺旋桩基础、比选
1、概述
武汉阳逻长江公路大桥南引桥为双幅三联5×55米连续箱梁和4×70+65米连续刚构,全长1170米, 基础为桩基承台,实心墩身。箱梁共有两种截面形式,均为单箱单室截面,,,。根据施工组织设计及现场实际情况,箱梁采用支架逐跨现浇的施工工艺,上下游两幅交错施工。本文就施工支架设计作一阐述。
2、施工支架形式的选择
现浇箱梁施工支架有满堂支架、少支架、移动支撑系统和万能杆件系统等形式。施工支架的设计主要由施工工艺、周围环境、地质情况、桥下净空等有关因素决定。
武汉阳逻长江公路大桥南引桥从南塔起到桥梁终点,共19跨,分别为南塔~引6#墩~引25#墩,其中引8~引9跨长江大堤。引20~,桥下净空约为8米左右,地基表层为粘土,容许承载力较大;因此易采用满堂支架作为支撑系统;而其它各跨,桥下净空较高,且桥下地基表层为淤泥质亚粘土,地基容许承载力较小,故选择少支架形式作为支撑系统。
本文着重介绍少支架设计及实施。
2、支架的设计
、设计条件及基本参数
、设计荷载
恒载为桥梁刚箱梁自重、模板荷载,活载为施工荷载、风荷载。
砼荷载:26kN/m3
施工荷载:
基本风压:
模板荷载:
、地质条件
桩基基本资料及设计参数如下表所示:
土层
编号
土质状况
层厚(m)
极限摩阻力(m)
极限端承力(kPa)
分布情况
1
人工填土
~
25~40
分布于长江堤、防浪堤和子堤及机耕道的上部
2-2
亚粘土
0~
43~45
分布于K80+796米以南
2-3
淤泥质亚粘土
~
20~35
分布于CKZK21、CKZK22
2-4
亚粘土夹亚砂土、粉砂
~
35
分布于K80+796米以南
2-5
粉砂
~
45
2800
分布于K81+100~K81+780米一带
根据地质资料以及现场实际情况表明,该区域由淤泥质亚粘土、亚粘土、粉砂和细砂组成,粉、细砂层作为持力层,距地面约20米左右。
、上部结构布置
连续箱梁(每跨55米)每幅每跨箱梁沿桥纵轴线设五榀施工支架,、12米、12米、12米、,每榀单幅施工支架设有4根立柱,、、,立柱采用2Ф800×10和2Ф600×8的钢管,其中一根为两幅共享,根据每跨桥下净空的高度及所购材料情况,确定立柱标准节段为9米,钢管间采用法兰连接,方便拆卸和重复使用。
连续刚构箱梁(70米、65米跨)每幅每跨箱梁沿桥纵轴线设八榀施工支架。支架间距为9米,每榀施工支架结构形式与连续箱梁的相同,立柱平面布置型式见下图。
立柱间纵、横向均采用2[14b型钢作为联系撑,在立柱上设有耳板,通过开口销将联系撑与立柱相连,以提高整体刚度。
立柱顶部设2HN700×300作主横梁,其上布设贝雷桁片和I10的分配梁。
模板系统仅考虑外模的设计,外模包括底板底模、翼板模及腹板侧模。底板底模面板采用δ=5㎜的钢板,用槽钢[,将其搁置于顺桥向的分配梁上。,安装时各单元间用螺栓连成整体。翼板模及腹板侧模面板由δ=5㎜的钢板和[,施工时将其搁置在侧模支架上,侧模支架通过可调螺旋杆支撑于分配梁上。翼板底模与腹板侧模标准加工长度为5m。侧模可沿顺桥向移动。
由于引桥上构为连续箱梁形式,施工支架作为箱梁施工的支撑体系,在设计过程中尽量考虑其通用性,为了降低成本同时也为了施工方便,整个施工支架设计为可折装体系。
其中:“”为另一幅待浇箱梁的立柱,“”为两幅共享立柱,“”为现浇箱梁立柱。
、计算分析
箱梁自重、施工荷载通过模板传递到次梁上,由次梁分配到贝雷梁上。通过贝雷梁传到横梁、到立柱,最后到基础上。风荷载沿横桥向作用,计算模型如下:
由此计算得 HN700×300横梁:σmax = 102MPa fmax = 9mm
Ф800×10钢管:最大轴力 N max = 195t
Ф600×8钢管:最大轴力 N max = 111t
、基础设计
、基础方案比较
基础形式的选择是少支架设计的关键,它主要受地