新型轻质结构装配式桥梁施工工法研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

周同生、杨飚、朱成

广东交通实业投资有限公司 广东省清远市511500

摘要

文章提出采用新型轻型装配构件,实现桥梁主体全预制装配施工,主要对该工艺的特点、适用范围、原理及操作要点进行研究,最后将其应用在德上高速合枞段HZTJ-03标工程施工中,探讨其经济效益、社会效益和环保效益,取得了良好的应用效果。


关键词

装配式桥梁;轻质结构;桥梁施工

正文


引言

随着城市化进程的推进以及时代的发展,我国的人口日渐增多。为了有效的满足社会居民的居住、工作需求,建设部门在工程建设的过程中逐步加强了高层建筑的设计与构建。在此情况下,为了进一步促进工程项目质量以及效益的提升,建设人员加强了对于新型轻钢结构的运用。由于新型轻钢结构主要处在起步阶段,为了进一步促进相关效益的取得,需要建设单位以及人员加强对于新型轻钢结构体系的设计以及运用。

1新型轻钢装配式结构研究现状

关于冷弯薄壁型钢墙体抗震性能的研究已经较为成熟了,鉴于该类墙体的抗震性能较好,能够匹配钢框架较柔的特性,新型轻钢装配式结构应运而生,即钢框架-冷弯薄壁型钢墙体结构。现将新型轻钢装配式结构的研究现状作以下综述。通过有限元研究分析表明,冷弯薄壁型钢墙体与钢框架可以实现良好的协同工作,二者之间的剪力分担关系可以按照抗侧刚度的大小计算,并给出剪力分担率公式;提出等代拉杆简化模型和交叉支撑简化模型,弹性阶段的承载力、刚度吻合较好,进入弹塑性阶段后由于显著的非线性特征导致拟合效果不理想。对单层钢框架-冷弯薄壁型钢墙体结构进行有限元分析,发现该类结构的承载能力约为纯钢框架结构的1.16~1.50倍,钢框架与冷弯薄壁型钢墙体之间存在耦合效应,使得该类结构的承载力要高于钢框架与墙体单独工作的承载力之和。通过钢框架-冷弯薄壁型钢墙体结构与钢框架-砌体填充墙结构的比较,发现前者的延性性能和耗能能力均要明显高于后者,适合应用于抗震工程中。进行两层单跨的钢框架-龙骨桁架式复合墙体结构抗震性能试验研究,得到结论:由于自攻螺钉连接失效致使内部墙体先发生破坏,而后钢框架因为框架柱柱底翼缘发生局部屈曲导致结构破坏,结构破坏模式合理,抗震性能优良。加载试验前中期,主要耗能构件为墙体,滞回曲线带有一定的捏缩效应;峰值荷载后,钢框架承担受力的比例愈来愈大,滞回曲线逐渐趋于饱满;内嵌于钢框架的冷弯薄壁型钢墙体可以当作剪力墙。

2新型轻质结构装配式桥梁施工工法研究

2.1预制轻质墩柱施工

对承台杯口底凿毛处理,均匀涂刷基液后使用C50环氧砂浆座调平层,反复压实避免空洞或缝隙,施工完成后养护2d。养护完成后,在承台杯口连接预制墩柱,墩柱采用空心墩柱,在保证质量的同时,去除掉墩柱芯中几乎不受力的混凝土,形成空心轻质墩柱。预制轻质墩柱与预制管桩采用预埋法兰盘M27六角螺栓连接。在浇筑前,为了保证垂直度,使用三角液压可调节固定抱箍支架,支架整体以钢结构+液压系统组成,底座脚部有孔洞,使用实心铁棒插入地下,保证设备稳定,支架通过控制多个液压装置来调节墩柱垂直度及平面位置,还可确保墩柱与承台连接杯口混凝土浇筑完成后不受外力、风力影响垂直度。墩柱安装合格后,杯口采用滑槽溜入法浇筑C40混凝土,墩高>14m的墩柱采用法兰连接,横向通过钢横梁连接。

2.2钢管构造柱

在外围护墙体两侧设钢管构造柱,新型轻钢龙骨框架中间的横向矩形钢管可作为柱间支撑,以约束墙体平面内的侧向变形。钢管构造柱设在建筑空间的角部,与外围护墙体龙骨宽度相等,墙板在该处进行连接。由于钢管构造柱在建筑层间进行二次拼接,致使节点复杂,施工难度大,为此上下层通长布置钢管构造柱。构造柱与各层围护墙体边柱连接,增强了上下层的整体性,在水平荷载作用下,可实现构造柱与上下层承重墙体协同受力,进一步提高抗震性能。

2.3建筑楼面屋盖结构的设计

为了满足建筑队强度和结构可靠度的要求,设计人员在实际的操作过程中需要加强对于建筑楼面屋盖结构的设计,在这一过程中,一方面需要加强对于楼板厚度的削减,另一方面还需要加强对于压型钢板一混凝土组合的运用。在实际的操作过程中,需要设计人员在建筑物的钢梁构件上铺设压型钢板,随后进行混凝土的浇筑。一般而言,为了确保整个结构的稳定性以及质量的提高,浇筑的厚度需要控制在100~150mm之间,最后将剪力连接件焊接在钢梁上,确保整个钢梁结构能够与混凝土协同组合形成可靠度高的楼盖。相关的设计实践显示:该种设计方法在运用的过程中往往存在钢材消耗量大的缺点,故而在实际的设计过程中,作业人员需要借助预应力钢筋混凝土薄板进行设计的优化,促进相关效益的取得。此外,工作人员在进行柱结构形式设计的过程中,需要加强对于弯矩以及强柱弱梁要求的考量。在实际的操作过程中,需要设计人员加强对于双轴等强钢管柱的运用,继而由此促进框架侧向刚度的提升,促进工程建设的高效开展。

结语

通过对轻质结构装配式桥梁施工关键技术的研究,要掌握管桩植入法、打入法施工垂直度及贯入度控制、桥梁下部预制构件不同的拼接方式、轻型T梁安装施工平整度控制等质量控制要点。明确得出装配式桥梁技术质量保证措施,选用最高效的施工方法,实现工期进度缩短及成本降低的优势,积累施工经验。

参考文献

[1]陈杰.装配式钢筋混凝土桥梁施工工艺研究[J].工程技术研究,2019,4(24):74-75.

[2]朱晓辉.新型装配式钢筋混凝土桥梁施工工艺与质量控制分析[J].资源信息与工程,2017,32(1):158-159.

[3]姚行友,郭彦利,康轶涛,等.冷弯薄壁型钢复合墙体基于弹簧连接单元模型分析合理性[J].建筑技术,2017(5):556–559.

[4]董仲悦,刘美霞.澳大利亚冷弯薄壁轻钢结构体系[J].应用科技,2005(40):90–91.

[5]钱稼茹,杨新科,秦珩,等.竖向钢筋采用不同连接方法的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验[J].建筑结构学报,2011,32(6):51-59.

 

 


...


阅读全文