工字钢支撑D24型便梁施工与检算.doc

工字钢支撑D24型便梁施工与检算工字钢支撑D24型便梁施工与检算李志兵(中铁二十四局安徽公司合肥230011)科学论坛I摘要D24型施工便梁加固线路顶进箱桥施工技术已在铁路既有线施工中得到了广泛应用,现结合合武铁路合肥市集贤路框架涵顶进采用D24型施工便粱加固线路的施工实践,对工字钢支撑D24型便梁加固线路麓工技术特点进行总结,同时也为以后相同类型工程施:积累一些技术参考资料和施工经验.关键词工字钢支撑便梁施工检算中图分类号:U44文献标识码:A文章编号:1009914X(2009)350141031引言近年来,D24型施工便梁在铁路桥涵顶进施工作业中应用极为广泛.在既有线顶进施工中,为了最大限度减少施工对铁路运输的干扰,确保既有线正常运营,采用D24型施工便梁加固线路在不中断行车的前提下既可以保证行车安全,又可以保证顶进施工作业的顺利进行.本文重点介绍由于架设孔径不足,导致D24型施工便梁无法正常架设,而采用工字钢支撑D24型施工便梁的施工方法及支撑方案的检算.同时也为以后类似顶进工程施工提供一些技术参考.2D24型便粱施工方案21方案概述集贤路下穿合武铁路桥线路交点处铁路里程为K2l+745,道路里程为K4+691.905,斜交角为53.04.既有合武铁路绕行下行线为一股道,线路位于半径1600m的圆曲线,超高115mm(实际为120mm),5.5的上坡段.立交桥为5孔分离式箱室,自东向西5孔箱室正交孔径为:第1孔6.5m+第2孔12.75m+第3孔12.75m+第4孔12.75m+第5孔12.75m.箱身设计为C35混凝土,抗渗指标为P8.现在第3孔已经按照设计位置顶进就位,下一步计划顶进第2孔.原计划是:顶进第2孔时将D24型便梁一端架设位于1#孔位置上的挖孔桩(挖孔桩直径1.5米)上,另一端架设在3#孔箱身项上.但现在已经施工的挖孔桩位置向外(1#孔方向)远离便梁支点(图1)造成D24便梁无法正常架设,现从挖孔桩中心到3#箱边为24.8米,造成24.9米的便梁(已焊接接长40cm)无法架设.为此采用工字钢支撑D24便梁(工字钢固定在3#孔箱身顶上)的办法进行线路加固,从而确保2#箱的顶进作业.图12#框架桥挖孔桩支点与3#框架桥平面位置尺寸(单位:cm)22便梁端部位置布置根据现场实际情况调整便梁支座位置.D24m便梁全长24.9m(便梁已焊接接长40cm),原D24便梁全长24.5米,支座纵向中心距24.12m,支座横向中心距4.46rR.调整后的便梁端部架设尺寸如下:(1)挖孔桩上便粱端部位置布置:该端便梁已焊接40cm长,焊接的便梁端部经检算各项指标均满足便梁架设的各项技术要求,在此不在叙述,焊长后的D24型便梁端部搭在挖孔桩(挖孔桩直径1.5米)上总长度为67cm,保证便梁端部架设要求,同时也满足2#框架桥顶进作业施工的各项技术要求,如图2所挖孔桩中心线原便檠支痿中心线便焊接40公分后的端都,Jlj0图2挖孔桩上的便梁支座中心线位置(单位:Cfl1)(图中右侧为便梁跨巾)不o(2)3#框架桥上便梁端部位置布置:该端便梁搭设长度也为67cm,由于孔径过大,该端便梁端部无法正常架设在框架箱身项上,为保证该端便梁的正常架设,采用工字钢支撑便梁方案,工字钢支撑后的便梁架设满足2#框架桥顶进作业施工的各项技术要求,该端部详细架设尺寸如图3所示.23框架桥上工字钢支撑方案布置(详见图4图7)24支撑工字钢方案实施说明为加强组合工字钢的整体性和稳定性,作如下处理:图3框架桥上的便梁支座中心线位置(单位:am)(图中左侧为便梁跨中)图43#框架桥上便梁支座支撑工字钢平面布置图(单位:cm)图53#框架桥上支撑工字钢固定在箱顶上正面图(单位:cm)车串技博览141科学论坛lGhinasciencear,dTechrlolOg,yReview(1)钢板下方由4片长度为6000mm的560c型工字钢组成,从便梁支座中心向外190mm即为便梁端部.如图4所示.(2)便梁下分别为lO00mm宽(便梁纵向),660mm长(便梁横向),高20mm的硬木和lO00mm宽(便梁纵向),660mm长(便梁横向),高40mm钢板,保证便梁支座的荷载通过硬木和钢板安全传到工字钢,钢板与下方的工字钢四周焊接.硬木中心,钢板中心应该和便梁支座中心重合.如图5所示.(3)在靠近框架桥边缘的一端工字钢下面垫700.700.20rm厚的橡胶板,以防止荷载通过工字钢传递对箱体砼的破坏.如图5所示.(4)工字钢靠箱体跨中一端采用6根直径为32mm的高强螺栓穿入框架桥顶板,拉紧螺栓进行加固,螺栓与箱体间的空隙用环氧树脂砂浆填实.如图5和图6所示.在工字钢两边的箱体上植入直径为32mm的钢筋,深度为300m,位置为框架桥边缘向内500mm处,防止工字钢横向位移.(5)工字钢之间的空隙全部填入枕木,不留空隙.工字钢截面沿高度方向穿入2个螺栓(222,直径22mm)并且拉紧螺栓,如图7所示.(6)32螺栓贯穿框架顶板,顶板下缘锚固点应设100.68.4mm厚钢垫板.(7)在顶进工程中必须控制好标高,防止在顶进的过程中碰到工字钢.同时安排专人负责便梁两个支点的观测.3工字钢支撑D24型藏工便粱的检算3.1计算依据24mD型便梁一侧加长40am,全长24.9m,支点间距1p:24.52m,超高75mm,框架桥轴线位于集贤路中心线和合武铁路中心线交点处切线向曲线内侧偏25mm,对加长后便梁一侧纵梁进行强度及稳定检算.便梁材质为161fnq(对应新规范的Q345C).计算依据:D型便梁设计图铁路桥涵设计基本规范TBl0002.1铁路桥梁钢结构设计规范TBl0002.2铁路桥涵钢筋混凝和预应力混凝土结构设计规范TBi0002:33.2计算荷载(1)便粱自重原D24施工便梁自重469t,计算得46.924.5=i.914t/mo故施工便梁自重按Fl:19.14kN/m线荷载考虑:(2)钢轨自重钢轨为60kg/m轨道,即F2=2x0.6kN/m=1.2kN/m:(3)轨枕自重轨枕自重3.7kN/根,间距0.55m,换算为F3=3.70.55=6,73kN/m:(4)列车荷载F4根据铁路桥涵设计基本规范(TB10002.卜2005)4.3.1条522OkN92kH/皿liiii=工=壶I.!:.L.I一一一l(5)冲击系数图63#框架桥上支撑工字钢拼装加固侧面图(单位:cm);图7支撑工字钢拼装横向螺栓连接布置图(单位:cin)142l科技博览1+:1+_:1+:14340+L40+(2412+0.4)(6)超高及偏心影响铁路线路位于R=16OOm曲线,外侧轨超高75mm,考虑偏心25mm,活载作用下,两片主梁分担荷载不同.2385.23/(2385.23+2095.59)=53%2095.69/(2385.23+2095.69)=47%另考虑偏心后,计算得便梁两侧主梁分配的荷载比例为54%(曲线内侧),46%(曲线外侧).恒载为两片主梁均担,各分担5O%.3.3强度检算3.3.1剪应力检算(1)恒载:F1;i914kN/m计算得:Vl=337.02kN(2)活载:计算得:V2=1529.52kN(反力较大一侧)考虑冲击系数,得V2=1529.52X1.43=2187.21kN(3)恒载活载合计考虑两片主梁承受荷载比例不同,单个支点最大反力:Vmax=V1X5O%+V254%=l349.6kN即为便梁最大剪力值,发生在便梁曲线内侧支点.(4)剪应力:根据规范:4.2-6:=q【f】-mu4片I56c工字钢腹板剪切应力:1:55.6咿8s1xl20肝a.maX一一d4-1000?0.17-.144?l0.计算剪应力最大值小于规范容许值.3.3.2框架身局部承压检算4片I56c工字钢横向宽度68Cm,高56Cm,板式橡胶桥梁支座尺寸400.350.35.5u,支座中心距离梁端19cm.梁端局部承压核心面积在I56c工字钢上按照45度角扩散,受压核心面积如图:梁端矩形承压面积Ac:墨堡萼上:1,34m局部承压核心面积09039一068.(.+.)-.=一o.啪sc35混凝土局部承压容许应力.gl4=5.385a局部压应力.=Vmax-L007砰as11混凝土结构常见裂缝成因与防治陈韬(河南神火建筑安装工程有限公司河南永城476600)中图分类号:TV331文献标识码:A文章编号:1009914X(2009)350143一Ol表面龟裂,纵向和横向裂缝以及斜向裂缝,这些都是混凝土结构裂缝的表现形式.裂缝不仅有损外观,而且会引起钢筋腐蚀,破坏整体结构,降低刚度,影响强度和耐久性.实践证明,建筑混凝土结构裂缝可以通过设计手段,施工措旅来克服,下面就引发裂缝产生的原因进行归纳,并提出相应的防治措施.1混凝土裂缝原因分析1.1材料因素水泥.水泥是一种水硬性的胶凝材料,其品种很多,在我国主要有硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥等,他们都是由水泥熟料加上各种不同的添加材料生成的.水泥熟料一般为硅酸三钙,硅酸四钙,铝酸三钙,铁铝酸四钙组成.不同品种水泥的收缩值取决于C3A,S03,石膏的含量及水泥细度等.一般说,C3A含量大,细度较细的水泥收缩较大.石膏含量不足的水泥,具有较大的收缩,而S03的含量对混凝土收缩的影响显着.骨料.混凝土收缩随骨料含量的增加而减小,随骨料弹性模量的增加而减小,同时I又随骨料中粘土含量的增加而增大.混凝土配合比.在原料一定的条件下,混凝土配合比对收缩有很大的影响,包括单位用水量,单位水泥用量,水灰比,砂率及灰浆比等参数.混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量,而用水量的影响比水泥用量大.外加剂的种类和掺量.掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大.掺减水剂用于改善混凝土和易性,增大坍落度.掺减水剂用于减水,提高强度或节约水泥,混凝土掺减水剂后收缩接近或小于不掺的收缩值.掺氯化钙早强剂的混凝土收缩比不掺的明显增大,随氯化钙掺量的增大而成倍增长.1.2设计构造在设计时因考虑不周是造成钢筋混凝土开裂的另一个原因.,结构构件断面突变或因开洞,留槽引起应力集中:在构造处理不当时,现浇主梁在搁次梁处如果没有设置附加箍筋或附加吊筋:以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂.1.3施工方面:由于旌工原因造成裂缝出现的因素很多,主要有:混凝土的搅拌,运输,浇灌,振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂缝产生的直接或间接原因.水分蒸发,水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因.混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝关系密切.早期表面干燥可使其内外温度较大更容易产生裂缝.模板施工中梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,造成模板支撑下沉变形过大.旌工期问过度震动和其他人为因素使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移.拆模过早,混凝土硬化前过早承载或受到振动.模板缝隙不严实造成漏浆,渗水.暗埋管线.由于暗埋管线过多,使钢筋混凝土的粘结度降低,从而造成现浇楼板在混凝土成型后应力不均,呈现一些细小的不规则裂.2预舫措旆2.1材料选用科学论坛l水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安全性不合格水泥.粗骨料:宜用表面粗糙,质地坚硬的石料:级配良好,孔隙率小,无碱性反应:有害物质及粘土含量不超过规定.细骨料:宜用颗粒较粗,孔隙较小,含泥量较低的中砂.外掺料:宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩.22混凝土搅拌为了拌制出均匀优质的混凝土,除合理地选择搅拌机外,还必须正确地确定搅拌制度,即一次投料量,搅拌时间和投料顺序等.在混凝土浇筑前,应检查模板的标高,位置,尺寸,强度和刚度是否符合要求:检查钢筋和预埋件的位置,数量和保护层厚度,并将检查结果填入隐蔽工程记录表:清除模板内的杂物和钢筋的油污:对模板的缝隙和孔洞应堵严:对木模板清水湿润,但不得有积水.混凝土的浇筑,应由低处往高处分层浇筑.每层的厚度应根据捣实,结构的配筋情况等因素确定.混凝土浇筑时应防止离析显现,振捣应均匀,适度.23浇筑顺序合理安排施工程序,不盲目赶工.杜绝过早上人,上荷载和过早拆模,避免楼板混凝土终凝初期,出现较大的施工荷载和震动.在浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生.通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝.3混凝土囊奠的处理方法3.1对于一般混凝土表面的龟裂可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭.施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理.3.2当裂缝较大时应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2或1:1水泥砂浆抹平裂缝,也可以采用环氧胶泥嵌补.必要时应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,也可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性.3.3对受力产生的宽度大于0.3m的贯通结构裂缝可根据裂缝产生的原因,有针对性的采取加固补强措旖,并对已影响到结构安全的裂缝,在对裂缝进行封闭的基础上,采用结构胶粘扁钢或碳纤维布等措施对楼板进行加固补强.板缝用灌缝胶高压灌胶.结语裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行原因分析,区别对待,采用适当的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现,保证建筑物和混凝土构件的质量.局部压应力小于局部承压