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1工程簡(jiǎn)介
撫河大橋全長(zhǎng)2653.6m,橋位處河面寬度約500m。主橋?yàn)?55808045)m(左幅橋)、(45808055)m(右幅橋)變截面懸澆連續(xù)箱梁,場(chǎng)地水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單,地表水系發(fā)育,沿線有撫河水系,溝塘及水渠分布,主要受贛江、撫河水下滲和側(cè)向補(bǔ)給,穩(wěn)定水位埋深1.5~11.3m,水位高程8.22~17.65m。撫河大橋所在河段年最高水位主要受鄱陽(yáng)湖洪水的頂托影響,每年4~8月為主汛期,撫河最低通航水位13.8m,最高通航水位19.96m,最大流速0.28m/s。經(jīng)綜合比較分析,主橋墩57#、58#、59#承臺(tái)垮臺(tái)采用組合單壁錘子膠圍施工。
2組合錘子膠圍的結(jié)構(gòu)構(gòu)造
根據(jù)錘子膠圍的使用功能,將其分為側(cè)板、接口止水槽(灌縫)、外垮崩三大部分,錘子膠圍的設(shè)計(jì)所示。其中側(cè)板是錘子膠圍的主要阻水結(jié)構(gòu)并兼作承臺(tái)模板。封底混凝土作為承臺(tái)施工的底模板,接口止水槽灌縫處理采用嚴(yán)密止水措施,錘子膠圍剖面所示。接口止水槽利用工字鋼和槽鋼制作成陰頭、陽(yáng)頭。板接縫止水結(jié)構(gòu)之間止水混凝土施工時(shí)用五彩布做成周長(zhǎng)不小于66cm,長(zhǎng)度為750cm的布袋子,內(nèi)用鐵絲綁成20cm×15cm骨架,一起放入之間,然后用料斗和導(dǎo)管(89mm×6mm無(wú)縫鋼管)像鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工一樣灌筑C20細(xì)石混凝土,錘子膠圍接頭止水結(jié)構(gòu)。
3組合錘子膠圍設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1設(shè)計(jì)條件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件
確定錘子膠圍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件(57#、58、59#墩):垮臺(tái)平面內(nèi)凈尺寸為12m×7.5m(與承臺(tái)平面尺寸相同,垮臺(tái)側(cè)板兼做承臺(tái)模板);設(shè)承臺(tái)底標(biāo)高為0.00m。最高水位為5.5m,此時(shí)預(yù)計(jì)施工水位在3m左右??迮_(tái)側(cè)板設(shè)計(jì)高度7.5m。垮臺(tái)內(nèi)清底后河床標(biāo)高-1m,封底混凝土厚度為1m;內(nèi)支承水平位置,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水位情況,在水平面上0.5m處設(shè)置一道,固定在樁基施工的護(hù)筒上,兼做套箱下放的導(dǎo)向架。
3.2錘子膠圍的結(jié)構(gòu)形式
錘子膠圍既是承臺(tái)施工的擋水結(jié)構(gòu),又是澆筑封底和承臺(tái)砼時(shí)的外模板。主墩施工采用單壁錘子膠圍,內(nèi)框平面尺寸為12m×7.5m,高度取7.5m,即錘子膠圍尺寸與承臺(tái)輪廓尺寸相吻合,不考慮富余寬度。錘子膠圍結(jié)構(gòu)特點(diǎn):垮臺(tái)共設(shè)2道內(nèi)撐,內(nèi)撐結(jié)構(gòu)布置為圈梁加棱形內(nèi)撐,均采用HN35cm×175mm型鋼,壁板采用6mm厚鋼板,壁板豎向加勁肋采用I32b工字鋼間距1m,橫向加勁肋為∠75mm×50mm×6mm角鋼,周向分12塊制作。接頭處制作成牛腳形式。采用陰陽(yáng)鎖扣搭接,所用材料為I10工字鋼、∠75mm×50mm×6mm角鋼、槽鋼及鋼板。按此結(jié)構(gòu)計(jì)算12m×7.5m×7.5m尺寸鋼套箱總重約50t。
3.3單壁錘子膠圍受力驗(yàn)驗(yàn)算原則
采用陰陽(yáng)鎖扣搭接,所用材料為I10工字鋼、∠75mm×50mm×6mm角鋼、槽鋼及鋼板,建模時(shí)簡(jiǎn)化成豎向加勁肋。荷載組合考慮錘子膠圍抽水最不利工況設(shè)計(jì)荷載組合,水平荷載:∑Hj﹦靜水壓力流水壓力風(fēng)力其他;其中,單位面積上的靜水壓力按10kN/m2計(jì),水壓隨高度按線形分布,流水壓力按橋址處實(shí)測(cè)流速,風(fēng)速很小,在此可忽略。豎向及橫向加勁肋最大組合應(yīng)力和位移利用MIDASCIVL軟件建立模型。從總體位移圖可看出結(jié)構(gòu)最大位移為2.4cm,從總體應(yīng)力圖看出結(jié)構(gòu)體系最大組合應(yīng)力在垮臺(tái)底部水平加勁肋處為163MPa<1.3×[145MPa]=188MPa。側(cè)板各個(gè)部件的內(nèi)力和位移具體為:從內(nèi)撐位移圖可看出內(nèi)撐最大位移為1.27cm<1200/250=4.8cm,從內(nèi)撐位移圖可看出內(nèi)撐最大組合應(yīng)力為84MPa<1.3×[145MPa]=188MPa;從豎肋應(yīng)力圖可看出豎肋最大組合應(yīng)力為136MPa<1.3×[145MPa]=188MPa;從豎肋位移圖可看出豎肋最大位移為2.4cm<750/250=3cm。綜上所述,單壁錘子膠圍結(jié)構(gòu)受力和位移滿足要求。封底混凝土厚度確定取最不利情況下水深6m,封底厚度1.0m,封底砼最大跨度為12m,最大彎矩M=1/8ql2=1/8×60×122=1080kN·m,&max=6M/bh2=6×1080/5.2/1.02/1000=1.24MPa<30MPa×10%=3MPa(取抗折強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的10%),即C30封底砼抗折沒(méi)有問(wèn)題。錘子膠圍內(nèi)封底厚取1.0m,砼標(biāo)號(hào)C30,封底砼澆筑方量約90m3。
作者:裴玉良 單位:中鐵十三局集團(tuán)第三工程有限公司