空心墩墩帽支撐施工工藝

1、<p>　　空心墩墩帽支撐施工工藝</p><p>　　摘要：新建蘭新鐵路第二雙線站前工程中，空心墩墩高一般在20米以上。墩帽施工一般需在空心墩內(nèi)部搭設(shè)腳手架，然后進(jìn)行墩帽底模的鋪設(shè)，方可進(jìn)行混凝土的澆筑。本論文中主要介紹在空心墩頂部預(yù)埋工字鋼代替高支撐腳手架搭設(shè)，不僅節(jié)省搭設(shè)及拆除腳手架工期，并且使空心墩墩帽施工更加方便，可操作性強(qiáng)。 </p><p>　　關(guān)鍵字：空心墩、墩帽

2、、施工工藝、結(jié)構(gòu)計(jì)算、結(jié)束語。 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　一、工程簡(jiǎn)介 </b></p><p>　　我單位負(fù)責(zé)施工的新建蘭新鐵路第二雙線平安湟水河特大橋起始里程為147+729.54～DK163+833.52。施工地點(diǎn)位于青海省海東地區(qū)樂都縣和平安縣，跨越湟水河，地形

3、較為平坦開闊，變化不大，地面高程在2050～2105m之間，沿線多為耕地、村莊，沖溝、灌溉渠分布較多。區(qū)段內(nèi)共有空心墩154個(gè)，連續(xù)梁空心墩7個(gè)，墩身高度在20～31m，空心墩一般構(gòu)造見圖1。 </p><p>　　圖1空心橋墩一般構(gòu)造圖 </p><p><b>　　二、施工方法 </b></p><p>　　1、預(yù)埋件制作及安裝 </

4、p><p>　　支點(diǎn)預(yù)埋件作為支撐系統(tǒng)的主要構(gòu)件，采用單根22a型工字鋼。埋設(shè)時(shí)，以墩縱橋向中心為軸，沿兩側(cè)分布，間距90cm。并以橫橋向中心線為軸，兩側(cè)對(duì)稱分布。預(yù)埋件安裝位置設(shè)置在離墩帽底面87.6cm處。預(yù)埋件按設(shè)計(jì)埋入45cm，外露25cm，混凝土施工時(shí)隨時(shí)觀察預(yù)埋件的位置是否移動(dòng)。 </p><p>　　預(yù)埋件安裝必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的高程和平面位置進(jìn)行埋設(shè),同時(shí)預(yù)埋件必須與空心墩的雙層鋼

5、筋網(wǎng)焊接牢固。 </p><p><b>　　2、支撐系統(tǒng)安裝 </b></p><p>　　預(yù)埋工字鋼上部采用單根22a型工字鋼搭設(shè)在預(yù)埋工字鋼上，該工字鋼需與預(yù)埋工字鋼焊接牢固。墩帽施工結(jié)束后，此工字鋼可反復(fù)利用。底模的支撐系統(tǒng)采用單塊厚度15cm的既有C40混凝土墊塊，搭設(shè)高度45cm（共3塊），縱橋向間距為40cm。 </p><p>

6、<b>　　3、底模系統(tǒng)安裝 </b></p><p>　　混凝土墊塊上部首先在縱橋向搭設(shè)150*150mm方木，縱向方木上部滿鋪橫橋向150*150mm方木，木方不允許截?cái)啵o裂紋存在。之后進(jìn)行底模鋪設(shè)，底部模板采用6mm厚鋼模，底模鋪設(shè)前應(yīng)檢查底部支撐系統(tǒng)的平整度及模板表面是否平整。 </p><p>　　墩帽底部支撐系統(tǒng)立面圖 </p><

7、p>　　墩帽底部支撐系統(tǒng)側(cè)面圖 </p><p><b>　　三、結(jié)構(gòu)計(jì)算 </b></p><p>　　1、底模及橫縱向方米計(jì)算 </p><p><b>　　模板支架參數(shù) </b></p><p>　　橫向間距或排距(m):0.40；縱距(m):0.90； </p><

8、p><b>　　荷載參數(shù) </b></p><p>　　模板與木板自重(kN/m2):3.000；混凝土與鋼筋自重(kN/m3):26.500； </p><p>　　施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):2.500； </p><p><b>　　材料參數(shù) </b></p><p>　　面板采用

9、鋼面板，厚度為6mm；板底支撐采用方木； </p><p>　　面板彈性模量E(N/mm2):210000；面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2):205； </p><p>　　木方彈性模量E(N/mm2):11000.000；木方抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2):13.000； </p><p>　　木方抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2):1.400；木方的間隔距離(mm):3

10、00.000； </p><p>　　木方的截面寬度(mm):150.00；木方的截面高度(mm):150.00； </p><p>　　托梁材料為：木方 : 150×150mm； </p><p><b>　　模板計(jì)算 </b></p><p>　　模板面板為受彎構(gòu)件,按三跨連續(xù)梁對(duì)面板進(jìn)行驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛

11、度 </p><p>　　模板面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為： </p><p>　　W = 90×0.62/6 = 5.4 cm3； </p><p>　　I = 90×0.63/12 = 1.62 cm4； </p><p>　　模板面板的按照三跨連續(xù)梁計(jì)算。 </p><p><

12、b>　　面板計(jì)算簡(jiǎn)圖 </b></p><p><b>　　荷載計(jì)算 </b></p><p>　　(1)靜荷載為鋼筋混凝土樓板和模板面板的自重(kN/m)： </p><p>　　q1 = 26.5×3×0.9+3×0.9 = 74.25 kN/m； </p><p>　

13、　(2)活荷載為施工人員及設(shè)備荷載(kN/m)： </p><p>　　q2 = 2.5×0.9= 2.25 kN/m； </p><p><b>　　強(qiáng)度計(jì)算 </b></p><p><b>　　計(jì)算公式如下: </b></p><p><b>　　M=0.1ql2 <

14、/b></p><p>　　其中：q=1.2×74.25+1.4×2.25= 92.25kN/m </p><p>　　最大彎矩M=0.1×92.25×3002= 830250 N?mm； </p><p>　　面板最大應(yīng)力計(jì)算值σ =M/W= 830250/5400 = 153.75 N/mm2； </p>

15、<p>　　面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205 N/mm2； </p><p>　　面板的最大應(yīng)力計(jì)算值為 153.75 N/mm2 小于面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205 N/mm2,滿足要求。 </p><p><b>　　撓度計(jì)算 </b></p><p><b>　　撓度計(jì)算公式為： </b></p&

16、gt;<p>　　ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 </p><p>　　其中q =q1= 74.25kN/m </p><p>　　面板最大撓度計(jì)算值 ν= 0.677×74.25×3004/(100×210000×1.62×104)=1.197 mm； </p><p>　　

17、面板最大允許撓度[ν]=300/ 250=1.2 mm； </p><p>　　面板的最大撓度計(jì)算值 1.197 mm 小于 面板的最大允許撓度 1.2 mm,滿足要求! </p><p><b>　　支撐方木的計(jì)算 </b></p><p>　　方木按照三跨連續(xù)梁計(jì)算，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: </p><p&g

18、t;　　W=b×h2/6=15×15×15/6 = 562.5 cm3； </p><p>　　I=b×h3/12=15×15×15×15/12 = 4218.75 cm4； </p><p>　　方木楞計(jì)算簡(jiǎn)圖（mm） </p><p><b>　　荷載的計(jì)算 </b>&l

19、t;/p><p>　　(1)靜荷載為鋼筋混凝土樓板和模板面板的自重(kN/m)： </p><p>　　q1= 26.5×0.3×3+3×0.3 = 24.75 kN/m ； </p><p>　　(2)活荷載為施工人員及設(shè)備荷載(kN/m)： </p><p>　　q2 = 2.5×0.3 = 0.75

20、kN/m； </p><p><b>　　強(qiáng)度驗(yàn)算 </b></p><p><b>　　計(jì)算公式如下: </b></p><p><b>　　M=0.1ql2 </b></p><p>　　均布荷載 q =1.2 × q1+ 1.4 ×q2 = 1.2&#

21、215;24.75+1.4×0.75 = 30.75 kN/m； </p><p>　　最大彎矩 M = 0.1ql2 = 0.1×30.75×0.92 = 2.491 kN?m； </p><p>　　方木最大應(yīng)力計(jì)算值σ= M /W = 2.491×106/562500 = 4.428 N/mm2； </p><p>　　

22、方木的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=13.000 N/mm2； </p><p>　　方木的最大應(yīng)力計(jì)算值為 4.428 N/mm2 小于方木的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 13 N/mm2,滿足要求! </p><p><b>　　抗剪驗(yàn)算 </b></p><p>　　截面抗剪強(qiáng)度必須滿足: </p><p>　　τ = 3V/2bhn

23、< [τ] </p><p>　　其中最大剪力: V = 0.6×30.75×0.9 = 16.605 kN； </p><p>　　方木受剪應(yīng)力計(jì)算值 τ = 3 ×16.605×103/(2 ×150×150) = 1.107 N/mm2； </p><p>　　方木抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 [τ] = 1

24、.4 N/mm2； </p><p>　　方木的受剪應(yīng)力計(jì)算值 1.107 N/mm2 小于 方木的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 1.4 N/mm2，滿足要求! </p><p><b>　　撓度驗(yàn)算 </b></p><p><b>　　計(jì)算公式如下: </b></p><p>　　ν=0.677ql4/(10

25、0EI)≤[ν]=l/250 </p><p>　　均布荷載 q = q1 = 24.75 kN/m； </p><p>　　最大撓度計(jì)算值 ν= 0.677×24.75×9004 /(100×11000×42187500)= 0.237 mm； </p><p>　　最大允許撓度[ν]=900/ 250=3.6 mm； &l

26、t;/p><p>　　方木的最大撓度計(jì)算值 0.237 mm 小于 方木的最大允許撓度 3.6 mm,滿足要求! </p><p><b>　　托梁材料計(jì)算 </b></p><p>　　托梁按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算； </p><p>　　托梁采用：木方 : 150×150mm； </p>

27、<p>　　W=562.5 cm3； </p><p>　　I=4218.75 cm4； </p><p>　　集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力，P＝27.675kN; </p><p><b>　　托梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 </b></p><p>　　托梁計(jì)算彎矩圖(kN?m) </p><p>

28、;　　托梁計(jì)算變形圖(mm) </p><p>　　托梁計(jì)算剪力圖(kN) </p><p>　　最大彎矩 Mmax = 1.557 kN?m ； </p><p>　　最大變形 Vmax = 0.021 mm ； </p><p>　　最大支座力 Qmax = 38.497 kN ； </p><p>　　最大應(yīng)力

29、σ= 1557456.75/562500 = 2.769 N/mm2； </p><p>　　托梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 [f]=13 N/mm2； </p><p>　　托梁的最大應(yīng)力計(jì)算值 2.769 N/mm2 小于 托梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 13 N/mm2,滿足要求! </p><p>　　托梁的最大撓度為 0.021mm 小于 400/250,滿足要求! <

30、/p><p><b>　　混凝土塊受力計(jì)算 </b></p><p>　　⑴模板的自重(kN)： </p><p>　　NG1 = 3×0.9×0.4 = 1.08 kN； </p><p>　　⑵鋼筋混凝土自重(kN)： </p><p>　　NG2 = 26.5×3&

31、#215;0.9×0.4 = 28.62 kN； </p><p>　　靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG2+NG3 = 29.7kN； </p><p>　　2.活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載 </p><p>　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = (2.5+2 ) ×0.4×0.9 = 1.62 kN； </p>&l

32、t;p>　　3.立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 </p><p>　　N = 1.2NG + 1.4NQ = 38.087 kN； </p><p>　　σ=38.087/0.07=544.1Kpa<40Mpa </p><p>　　2、支撐工字鋼計(jì)算 </p><p>　　根據(jù)上一步計(jì)算得出結(jié)構(gòu)受力形式如下： </p>

33、<p>　　得出支撐工字鋼所受的做大彎矩值為: </p><p>　　σ=M/W=33516280/309000=108.47N/mm &sup2;<140 N/mm &sup2; </p><p>　　根據(jù)計(jì)算模型所得出結(jié)果，位移可忽略不計(jì)。 </p><p>　　3、預(yù)埋工字鋼計(jì)算 </p><p>　

34、　K1Vj≤μ(AS1+AS2)fsv </p><p>　　Vj――作用于預(yù)埋件的剪切荷載，Vj=95.2171kN </p><p>　　K1――抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)，設(shè)計(jì)K1=2.0 </p><p>　　μ――摩擦系數(shù),取μ=1.0 </p><p>　　AS1+AS2――預(yù)埋件的橫截面積，對(duì)22a普通工字鋼，AS1+AS2=42&#

35、215;2=84cm2 </p><p>　　fsv――鋼材在混凝土中的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,取fsv=0.7 fst，fst=106MPa </p><p>　　μ(AS1+AS2)fsv÷Vj=1.0×82×10∧-4×0.7×106×10∧6÷95217=6.39＞2.0 </p><p>　　支