拉锚型剪力键在高空现浇支架中的应用祝平华

拉锚型剪力键在高空现浇支架中的应用祝平华

祝平华

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中新建设股份有限公司

摘要：随着我国“一带一路”工程建设，解决中西部地区经济发展不平衡问题，西南山区铁路、公路等基础设施建设不断发展和推进，将面临大批山区桥梁建设工作任务。山区高墩桥梁支架现浇施工存在高大支架模板稳定性差，竖向变形大，增加线形控制技术难度和施工安全风险。如何适应山区桥梁施工的特殊地形地貌，合计设计优化桥梁支架结构形式，是解决山区高大现浇支架稳定性差，减少支架变形的关键因素，本文简要阐述拉锚型剪力键在玉磨铁路高空现浇支架中的施工技术应用，为以后类似工程施工提供经验依据。

关键词：拉锚型剪力键；稳定性；高空现浇支架；变形

1工程概况

玉磨铁路土锅寨大桥全长177.25m，孔跨布置为（32+2*32.7+32）m道岔连续梁。主梁为单箱单室结构，梁高2.8m，腹板厚度为0.35m，顶板厚度为0.35m，腹板厚度为0.4m，采用支架现浇施工。梁体采用梁柱式贝雷膺架法现浇施工，支架结构自下而上分别Φ1250mm挖孔桩基础、钢筋混凝土桩帽、Φ630mm×8mm螺旋钢管桩立柱、墩旁剪力键、横梁、贝雷纵梁、I20分配梁，底模系统，支架构造如图1。支架基础采用人工挖孔施工，现场浇筑桩身钢筋混凝土和桩帽结构，分节安装钢管立柱，逐榀吊装横梁和贝雷纵梁，然后进行分配梁和模板安装，支架模板验收合格后，逐跨进行支架预压，进行预拱度设置。

图2剪力键设计图（单位：mm）

3.2墩旁剪力键计算分析

墩旁剪力键承担支架支点竖向反力，两侧剪力键通过精轧螺纹钢对拉连接。剪力键竖向反力最大值为第四跨支架墩旁剪力键，最大竖向反力。

考虑竖向力全部由剪力键钢板与混凝土之间静摩阻力平衡，最大静摩阻系数，剪力键设置4道精轧螺纹钢拉杆。

精轧螺纹钢张拉力，则有单根精轧螺纹钢张拉力，故考虑单根精轧螺纹钢张拉力为300kN。

剪应力

Φ32mm精轧螺纹钢拉杆应力

建立剪力键有限元模型，分析其应力分布如下图3

图3剪力键应力分布图（单位：kpa）

剪力键最大应力为310.2Mpa，其分布位置为张拉承压板处，承压局部进行加劲处理，增加张拉锚固钢板，使承压板应力均匀分布，减小应力集中。

3.3墩旁剪力键安装施工

墩柱施工时在墩身内设置张拉锚固盒，采用Φ57×3mm声测管作为张拉预留孔道，孔道采用定位钢筋固定，确保预留孔道定位安装准准确，防止剪力键安装时出现拉杆无法安装现象。剪力键底部及张拉锚固承压面设置钢筋网片，提高混凝土局部承压承载力，防止砼局部承压应力过大，出现混凝土开裂现象。精轧螺纹钢拉杆采用YDC60穿心式千斤顶进行张拉，采用钢板自制撑脚张拉锚固。

4、结束语

剪力键构件轻便，安拆方便，在高空现浇支架中应用的经济、安全、工期效益较型钢临时支墩结构尤为明显。可避免高临时支墩钢管桩、连接系等型钢构造的安拆，有效降低了施工安拆风险；缩短施工工期；节省周转料使用，节省工程成本；可避免高临时支墩结构稳定性差，竖向变形大，利于梁部线形控制，技术效应显著。

参考文献：

[1]范立础主编．桥梁工程[M]．人民交通出版社，2001．

[2]刘鸿文主编．材料力学[M]．高等教育出版社，1991．

[3]包世华主编．结构力学[M]．武汉工业大学出版社，2000．

[4]范立础主编．预应力混凝土连续梁桥[M]．人民交通出版社，1985．

[5]王卫东、王凤喜、胡晓燕编．非落地支撑系统在高塔横梁中的应用[B]．华东公路，2008．