锚固环抱箍拆除法在桥梁工程施工中的应用论文_高树青,张凡,刘书明

中国建筑土木建设有限公司 北京 100070

摘要:通过优化抱箍拆除工艺,为项目抱箍拆除施工提供参考。

关键词:效益;施工;抱箍;拆除

引言

西部地区既是全面建成小康社会的重点难点,西部发展是提升全国平均发展水平的巨大潜力所在。十五年来,西部大开发取得巨大成就。“十三五”时期,在党中央坚强领导下,西部大开发战略持续实施。

近年来,随着经济发展,高速公路、高速铁路在全国各地大规模兴建,在西南山区由于地势起伏较大,出现大量规模较大,结构复杂,施工难度较高的桥梁工程,桥梁墩柱高度较高,为上部结构施工提供支撑更为重要,抱箍法系用一定厚度的钢板箍于墩柱上,并通过之间的摩阻力来支撑上部结构的一种施工方法。抱箍法由于强适应性、施工简单、施工周期短、成本低廉等优点被广泛应用。上部结构施工完毕后抱箍如何拆除也随之而来。下面本人根据施工经验,浅谈抱箍拆除施工方法。

抱箍拆卸属于危险性较大的施工工序,必须在施工中提高专业安全意识,提前采取防范措施,降低安全事故发生的几率,减少危害,预防事故,尽量避免生产过程中的人身伤害、财产损失。在保证安全施工的同时保证墩身不被破坏污染。

工程中常用抱箍拆除方式为起重机拆除与上部悬挂拆除。

起重机拆除是采用轮胎起重机或塔式起重机通过钢丝绳与抱箍连接,逐步拆除抱箍螺栓,分片移除抱箍。当上部结构为桥梁时,上部结构施工完毕,轮胎起重机大臂无法伸展、无作业空间,塔式起重机距离抱箍横向距离过大,拆除无法实现;

上部悬挂拆除是将抱箍与上部结构承力部位或预埋吊钩连接,通过手拉葫芦等小型机械将抱箍拆除,当未预留吊钩或上部承力部位局抱箍横向距离较远时,拆除难以实现。

抱箍拆除的关键点在于寻找支点,为抱箍拆除工作提供可靠的承力位置,当常规工作方法难以实现时应另行设置承力点。

在抱箍上方安装小型抱箍—锚固环,通过锚固环提供抱箍拆除时的拉力。锚固环形状与墩身尺寸相同,锚固环可采用与抱箍同厚度钢板制作,以保证锚固环有足够的刚度,在使用时方不致产生变形,确保摩擦面有效发挥作用。抱箍的截面拼装尺寸(内侧)应略小于墩柱的截面尺寸,所以连接法兰必须有适当的压紧间隙,以3-5cm为宜,法兰板处设置加强板,防止法兰弯曲变形。锚固环与墩身之间铺垫橡胶垫,以增大摩擦阻力。锚固环采用高强螺栓连接,通过受力验算,计算高强螺栓拧紧力矩,采用力矩扳手拧紧,保证锚固环产生摩擦力足以抵抗抱箍产生的拉力,锚固环设置两个吊点,吊点中轴采用圆钢,与钢板内外两侧贴边围焊,吊挂定滑轮,定滑轮应带有防脱钩装置。钢丝绳与抱箍相连,穿过定滑轮与地面卷扬机相连。操作时,人员远离抱箍下方,可最大程度保证施工作业安全。

螺栓允许承载力计算:

根据墩柱处抱箍受力情况,抱箍承受的竖向力:N = 58KN(预拆除抱箍自重)。

依据《路桥施工计算手册》对螺栓能使钢板提供的摩擦力:,采用Φ20、S10.9级高强螺栓,每根高强螺栓提供轴向紧固力p为155KN,抱箍与砼之间的摩擦系数取μ=0.3,n=1,安全系数K=1.7。 = 155×0.3×1/1.7 = 27.4KN。螺栓数目:m = N/ = 58/27.4 = 2.1,考虑结构稳定性,螺栓数目m取为4。单个螺栓对抱箍钢板提供的摩擦力为:N1 = 58/4 = 14.5KN,依据手册,单个螺栓需施加的轴向紧固力:P1 = 14.5x1.7/0.3 = 82.2KN < 155KN。抱箍壁面板所受拉力:Pb =4×82.2 =328.7KN。抱箍壁面板采用12 mm厚的钢板,抱箍高度0.16 m,抱箍竖向截面积为A =0.012×0.16 =0.00192 m2。抱箍体拉应力:σ= Pb/A= 328.7/0.00192= 171.2N/mm2 < [σ]= 210N/mm2,满足要求。抱箍体剪应力:τ= [(1/2)N/2A]= [(1/2)×58/(2×0.00192)= 7.6N/mm2 < [τ]= 125N/mm2,满足要求。根据第四强度理论:σW =(σ2+3τ2)1/2 = 171.7N/ mm2 < [σ] = 210 N/mm2,满足要求。

销孔承压计算:

依据《钢结构设计规范》第7.2.1条普通螺栓、锚栓和铆钉应按下列规定计算:在普通螺栓或铆钉受剪的连接中,每个普通螺栓或铆钉的承载力设计值应取受剪和承压承载力设计值中的较小者:受剪承载力设计值:普通螺栓:Nbv= nv fbrπd2 /4,铆钉:Nvv= nv fvrπdv2 /4,承压承载力设计值:普通螺栓:Nbv= d ? ∑ t ? fbv,铆钉:Nvv= d ? ∑ t ? fvv。其中:nv - 受剪面数目,d - 螺栓杆直径,dv – 铆钉孔直径,∑ t – 在统一受力方向的承压构件的较小总厚度,fbv,fbr,- 螺栓的抗剪和承压强度设计值,fvr,fvv – 铆钉的抗剪和承压强度设计值。

螺栓杆采用取HPB300钢筋,直径为40mm,耳板厚取20mm,锚栓承压设计值取205 n/mm2,抗剪强度设计值取120N/mm2,销孔处压力值取抱箍重量58KN,螺栓受剪承载力设计值为:3.14×40×40×120/4= 150.7KN > 58/2= 29KN,耳板销孔承载压力设计值为:205×40×20=164KN > 58/2= 29KN。满足要求。

锚固环可广泛适用于抱箍拆卸,不受地基条件的影响,施工工序较为简单。抱箍、型钢等材料可以循环利用,节约成本。不受墩柱高度的影响同时能保证墩柱的外观质量。

结语

“工欲善其事,必先利其器”,面对日益复杂的工程实际,唯有扎根现场,坚持创新才是新时代建设工人发展的方向。通过新技术、新应用的实施保证工程结构更好、更快的发展。

参考文献

[1]《钢结构设计规范》GB50017-2017[R]中国建筑工业出版社。

作者简介

高树青,中国建筑土木建设有限公司,桥梁工程师。

论文作者:高树青,张凡,刘书明

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期

论文发表时间:2019/1/7

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