略說橋梁新型圍合的辦法

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1工程簡介

撫河大橋全長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，場地水文地質(zhì)條件較簡單，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)用五彩布做成周長不小于66cm，長度為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封底砼抗折沒有問題。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