03超厚软土地基现浇砼箱梁支架搭设.doc

超厚软土地基现浇混凝土连续箱梁支架搭设孟祥光 范春生广州分公司【摘要】北江特大桥南岸现浇混凝土连续箱梁2#3#墩间为超厚软土地基，施工中支架采用钢管桩施工平台与满堂门架相结合的支架施工方法。承载力好，确保了安全，成本低，施工工期短，效益显著。【关键词】超厚软土地基 现浇混凝土连续箱梁 支架搭设一、工程概况北江特大桥南引桥跨河堤墩位（0#3#）上部结构为（33+50+33）m预应力混凝土连续刚构，采用分离式单箱双室断面，箱梁采用C50混凝土。每幅箱梁顶宽20.25m，底宽13.25m，两侧悬臂各3.5m，箱梁梁高和底板厚度均按二次抛物线设计：梁高变化方程为H=1.8+2.268410-3X2(m),从跨中的1.8m变化至根部的3m；底板厚度变化方程为=0.25+3.099210-4X2(m)，从跨中的0.25m变化至根部的0.6m；悬臂板厚度从翼缘18cm变化至根部50cm。跨中腹板厚度50cm，支点腹板厚度70cm，中间设2m过渡段。箱梁顶、底板均为2%的横坡。二、总体施工方案每半幅现浇连续箱梁共3跨一次施工完成，采用支架现浇法施工，0#2#墩间由于原地基情况较好，支架采用满堂门式支架。2#3#墩间地基处于原北江河滩内支流，地面高低不平，地表常年有水，地基表层淤泥厚24m，淤泥以下为承载力较低的深度45m的细砂，再向下依次为中砂、砾石，中间夹杂粗砂和亚粘土（如图1）。该段支架施工采用钢管桩作为地面支承，架设贝雷纵梁，在贝雷上排放工字钢和一层调节门架组成满堂支架（如图2、图3）。三、施工工艺1、钢管桩的施工两排墩柱间由4排钢管桩承载，每排设5根800*8mm钢管桩，在2#和3#桥墩四个角设四根钢管桩，钢管桩用振动锤沉入，入土深度视情况而定。由计算得单桩所需最大荷载136吨。沉入地基的钢管桩承载力通过钢管桩在承受振动锤沉入时的激振力来实现，钢管桩沉入极限以钢管桩最终贯入度来判定，用90KW振动锤沉入钢管桩以贯入度为准，要求振动沉桩时最小贯入度控制在2cm/min以内，入土深度视情况而定。但沉桩时也必需记录观察入土情况，如入土太浅则应分析原因，承载力不足需进行处理。由于地质条件的原因，对土壤特性的分析比较难以把握，摩檫系数也较难确定。因而在实际施工过程中具体控制是保证一定入土深度的情况下用90KW振动锤打到打不下为止。相邻钢管桩之间用10号槽钢横联并加焊剪力撑，从而保证其在各个方向的稳定性。此外，分别在2#和3#墩的两墩柱间各增设两根钢管桩，钢管桩基础落在已施工完成的系梁上，作为该处贝雷纵梁的支撑。每根钢管桩在安装完成后都进行灌沙，在灌水密实之后用混凝土封顶，保证了钢管桩能承受较大的扭曲，不会因扭曲变形而失稳。2、钢管桩顶2I36a工字钢横梁施工每组钢管桩顶设置一组工字钢横梁，工字钢横梁采用双I36a工字钢。2I36a工字钢与钢管桩之间用10号槽钢剪刀联结。由计算结果可得出工字钢的受力情况分布，采取适当的方式保证工字钢各点受力情况都能够满足受力要求。3、抱箍的施工2#墩柱采用1600mm钢抱箍，3#墩柱采用1300mm钢抱箍，抱箍顶面与工字钢横梁顶在同一平面上，作为贝雷纵梁的支撑平台。每个抱箍的螺栓均为10.9级22高强螺栓，采用TG型预制式扭力扳手施加预拉力拧紧，施工时扭矩均达到600Nm以上。4、贝雷纵梁的施工贝雷纵梁顺桥向排放，根据载荷的分布，结合抱箍位置和钢管桩的布设，在每组抱箍两侧和最外侧两排钢管桩顶及每两个墩柱中间共布设十组贝雷纵梁。贝雷纵梁排列安装好之后，用骑马螺栓将其与钢管桩顶的2I36a工字钢横梁固定。5、I25工字钢横梁施工在贝雷纵梁施工完毕之后，在贝雷纵梁上排放I25工字钢，做为门架底托的支撑。根据门架的布设间距，靠近2#桥墩段受力较大的地方间距61cm，靠近3#桥墩段受力较小的地方间距60cm和122cm间隔布置,为门架搭设做好准备。工字钢横梁与贝雷之间亦用骑马螺栓固定。6、门式脚手架及模板的施工模板采用门式脚手架支撑，优点是可通过门架的底托、顶托来调整箱梁底的横坡与纵坡，并通过门架的间距来调节支架的曲线。在脚手架拼装完成后，安装顶托，在顶托上摆放纵横双层10*10cm方木。测量放样箱梁底标高，然后在方木上安装组合模板，作为底模。门架的整体稳定性用48*3.25mm钢管通过纵横连接来保证，并用钢管做剪力撑连接，形成一个整体。四、结构检算（一）25a横梁检算根据梁段的图纸设计及横梁的布设，最大受力处在2#墩位置的4根横梁，此4根横梁共同承受横隔板位置梁体混凝土荷载。通过受力分析可知： 弯曲正应力（满足要求）剪应力检算： （满足要求）挠度检算：最大挠度在第三跨，挠度值为0.55mm,挠跨比为1/38331/400 （满足要求）（二）贝雷纵梁检算根据对所有工字钢支座反力分析，中间两根贝雷纵梁受力最大。通过受力分析，可得： 弯曲正应力检算：（满足要求）剪应力检算： （满足要求）挠度检算：最大挠度，挠跨比=1/11231/400（满足要求）（三）2I36工字钢横梁检算根据对所有贝雷梁支座反力分析，靠近2#墩一排2I36工字钢横梁受力最大。通过受力分析，可得：可得： 弯曲正应力检算：（满足要求）剪应力检算： （故满足要求）挠度检算：最大挠度，挠跨比=1/35001/400（满足要求）（四）抱箍检算通过对所有贝雷梁支座反力分析，2#墩和3#墩中间墩柱的抱箍受力最大。2#墩抱箍受力P=2620=1240KN。共需10.9级 M22高强螺栓数目为12401.05/44.7=29.1（个）。每个抱箍实际高强螺栓数目为32个，满足要求。3#墩抱箍受力P=2475=950KN。共需10.9级 M22高强螺栓数目为9501.05/44.7=22.3（个）。每个抱箍实际高强螺栓数目为28个，满足要求。（五）钢管桩检算通过对所有2I36工字钢横梁支座反力分析，靠近2#墩中间墩柱的钢管桩受力最大。P=1360KN。钢管桩打入深度22m，其中入淤泥层3.4m，细砂层6.6m，中砂层6m，砾石层6m。端桩轴向受压容许承载力P=1/2（Uilii+AR）式中：U钢管桩周长，m；i、桩周摩阻力和桩底承载力的影响系数，计算均取1；li地面以下各土层厚度，m；i各土层与桩壁的极限摩阻力，对细砂层取35KP，对中砂层取40KP，对粗砂层取60KP，对砾石层取120 KP；R桩尖处土层（砾石）的极限承载力，取5000KPP=1/2（2.5131（6.635+640+6120+10.01995000）=1622KN1360KN其它各桩均入土深度1621m不等，经检算均满足受力要求。五、结语该支架搭设方案具有以下优点：1、承载力好。采用钢管桩作为地面支承，能够提供足够的承载力,保证支架不会产生大的沉降，确保了结构安全。2、成本低。23#、24#水中桩施工平台积累了很多钢管桩、贝雷架及工字钢等材料，该方案有效合理的利用了我们所现有的材料，避免了大量购买新材料带来的资金投入。3、施工工期短。打入钢管桩仅用了两天时间，而若采用满堂支架方案，单是地基处理（清淤后换填）就至少需要10天时间，且需要大量换填材料和机械台班。从而有效加速了工程进度。通过北江特大桥实践，该