文摘:本文着重介绍了汾河二库老虎嘴大桥桥墩施工中无爬杆滑模的应用。
关键词:汾河二库; 桥墩; 无爬杆滑模
引言
老虎嘴公路大桥位于汾河二库大坝下游2km处,是汾河二库进库公路的关键工程,大桥全长154•37m,为4孔30m跨双曲拱桥。桥墩为片石混凝土重力式桥墩,墩高22•3m,底部尺寸12•7m×4•75m(长×宽),顶部尺寸10•5m×2•5m,坡度20∶1,两端为半圆形。施工时考虑到采用普通拼装大模板,内拉锚筋较多,影响片石入仓,且两端半圆变截面采用普通拼装模板工料消耗很大,而采用普通爬杆滑模,需用穿心式千斤顶,加工制作费用大、时间长、操作复杂,爬杆
受片石入仓冲击容易产生倾斜,加之工期要求很紧,最终提出无爬杆滑模方案,经设计与应用,收到满意效果。
1 滑模设计
1.1 设计原则
(1)结构整体性要好,各种使用工况和移动时强度和刚度要满足要求,操作应简便,调节灵活,混凝土施工操作空间大。
(2)滑模各部件尽量避免精加工件,制作加工和组装使用时间要短,施工速度快,成本低。
1.2 滑模构造
滑模基本结构由模板、提升架、横梁、纵梁、千斤顶和收缩装置组成。模板:直段用3012定型钢模,圆弧段用1012定型钢模。直段模用两道2根〔8槽钢做围梁卡扣成整体,固定在提升架上;圆弧段收分模板为钢模中间夹铁皮,用两道扁钢连接,固定在圆弧提升架上。提升架:两侧直段用8个提升架,两端圆弧用10个提升架,均用∠75×7和∠50×5角铁加工而成。提升架连接模板并安装在横梁和幅射梁端头,其在横梁上可以滑动以收缩模板。横梁:用2根〔槽钢拼装而成,用于连接两侧提升架,四道横梁与两道纵梁用钢筋箍连接成整体,两端圆弧部分幅射梁与横、纵梁连成整体。纵梁:用两节5m长∠63×5角钢龙门架支腿改制而成,纵梁将所有横梁、辐射梁连成整体。千斤顶:共配置8t手动千斤顶12个,用于顶升模板,千斤顶下部用混凝土预制块支垫。模板收缩装置:在横梁上通过螺杆将提升架作内外丝移动,设在横梁下部的216对拉螺杆为调节杆件,调整完毕后用顶丝压紧滑动滚珠以固定提升架在横梁上的一定位置。
2 结构计算
模板结构强度和刚度应满足施工要求,杆件截面的选择大多由变形控制,分以下三个工况进行内力计算和杆件验算。
(1)混凝土浇筑至模板顶处,此时侧压力最大;
(2)模板在开始提升时克服模板摩阻力,此时横梁受力最大,千斤顶承载力最大;
(3)特殊提升状态,由于采用手动千斤顶顶升,在行程达到时,需交替垫混凝土块顶升,考虑有50%千斤顶脱离,模板结构容许变动较大,但应力不应超过容许应力。计算要求:(1)所有杆件强度满足钢结构设计规范,模板最大变形δmax<5mm;(2)验证千斤顶的承载能力;(3)对连接固定件强度进行验算;(4)计算滑动连接部分摩阻力,验算收缩装置强度。由于计算内容较多,仅就第一工况(混凝土浇满)时骨架结构计算简述如下:结构简化,将整个结构分为两部分分析。
(1)对圆弧部分支架内力单独作计算,将其在纵横梁的连接点作为支座(VB),验算杆件强度和支座反力,其支座反力为作用在纵横梁上的外力。
(2)对其余骨架结构(包括纵横梁、提升架、围梁)进行整体(空间体系)内力计算,混凝土荷载简化作用在围梁上,将千斤顶位置作为支座(VA),验算所有杆件强度和变形,并计算支座反力,复核千斤顶承载能力。
2.1 圆弧部分支架内力计算
(1)对中间圆弧提升架结构简化如下:
图注:FC、FD为围梁作用在模板上的力,数字1~18为
结构计算节点编号,①~○11为杆件编号,VA为千斤顶支座反
力,VB为纵横梁连接点支座反力。
图1 中间圆弧提升架结构计算简图
(2)模板侧压力计算
根据混凝土浇筑强度,流态混凝土按铺筑2层70cm高考虑,插入振捣棒影响半径按0•75m,混凝土容重取2•4t/m,侧压力分布图如图2:
图2 中间圆弧段模板侧压力分布图
