新型砂袋在高墩大跨度剛構橋中的應用

新型砂袋在高墩大跨度剛構橋中的應用

1砂袋法降低著重量將重量降到給定高度（梁、梁、拱等）是土木工程建設中常見的步驟。實現(xiàn)這一工況的方法有多種,以往最常用的有楔塊(木或鋼)、砂體(砂袋、砂箱或砂筒)、千斤頂和燃燒硫磺砂漿墊塊等方法。以前被降落的重物一般較輕,砂袋法降落重物還經(jīng)?？梢姟Ｔ诂F(xiàn)代土木工程建設中,被降落的重物噸位越來越大,有數(shù)百t甚至于上千t或上萬t。顯然,應用抗脹力小、承壓噸位不足的砂袋降落重物越來越少見,久而久之,甚至于被工程技術人員和建設者們所遺忘。最近,在吳家嘴拱橋和北京市西北四環(huán)藍靛廠立交橋的施工中,成功的應用一種新型砂袋降落了1000t以上的模板和數(shù)百t鋼梁,獲得顯著的經(jīng)濟效益。現(xiàn)將這種新型砂袋做一簡單介紹。2確定形設可以確定該砂袋是由具有高抗脹力的丙綸帆布和粗丙輪線縫制成的方形扁袋,長、寬、高根據(jù)需要的大小自行確定。內(nèi)裝烘炒干的高強度石英砂,外罩采用防潮性能良好的厚塑料袋,以防在使用過程中,石英砂受潮結(jié)團,造成卸落困難。3砂袋壓力和壓縮量的選擇要科學地確定砂袋壓縮量砂袋壓縮量與砂袋受到的壓力大小和其外形尺寸(長、寬、高)有直接的關系。其高度影響尤為明顯。即使在砂袋外形尺寸基本相同的情況下,砂袋壓縮量也受其內(nèi)裝砂質(zhì)量(強度、級配、顆粒大小等)及內(nèi)裝砂的密實度的影響。它的影響因素很多,一般不能通過計算確定,必須進行試驗,得出砂袋壓力與壓縮量之間的關系曲線,由試驗曲線確定某一壓力下的砂袋壓縮量。對于高程控制不太嚴的個別工程也可借用既有同類型砂袋試驗資料確定。像吳家嘴大橋使用的砂袋,內(nèi)裝干砂質(zhì)量好,含泥量少,搗實密度高,該砂袋在壓力12t時,其壓縮量為10～13mm。北京市西北四環(huán)藍靛廠立交橋使用的砂袋,內(nèi)裝昌平砂質(zhì)量稍差些,含泥量大些,內(nèi)裝砂密實度差。在12t壓力時,砂袋壓縮量:砂袋高度小于11.5cm者為14mm;11.5～12.0cm者為17.4mm;大于12cm者為21.1mm。2座橋所用砂袋尺寸不同,內(nèi)裝砂質(zhì)量及裝砂密實度有差異,在同一壓力下,砂袋壓縮量也有較大差別。同一橋上同類型砂袋,因高度有區(qū)別,其壓縮量也有較大差別。因此,使用新型砂袋降落重物前,均應通過試驗確定其壓縮量。4新型砂袋的主要特點新型砂袋具有承載力大、便于制作、易于卸落、成本低等特點,其壓縮量通過試驗可以確定,并有一定的規(guī)律性。4.1砂袋承載力試驗吳家嘴大橋拱橋落模和北京市西北四環(huán)藍靛廠立交橋落梁,均采用了新材料制作的新型砂袋,使用前均進行了砂袋壓縮量與承載噸位間關系和破壞試驗。在北京市西北四環(huán)藍靛廠立交橋施工中對22個砂袋進行了破壞試驗,砂袋承載力試驗結(jié)果為:除35t和40t時各有一個砂袋破壞外,其余砂袋破壞荷載均在45t以上,其中有6個砂袋破壞荷載超過70t。在吳家嘴大橋?qū)ν愋偷纳按策M行過試驗,砂袋破壞荷載也均在35t以上。其中一個砂袋施加壓力到148t,壓縮量達6cm,該砂袋在粗丙綸線縫合處發(fā)生破壞,并非是在丙綸帆布位置撕裂破壞。試驗證明,新型砂袋承載力較大,均在35t以上。砂袋破壞一般發(fā)生在粗丙綸線縫合部位。4.2做實幼血特征的家.大橋橋墩砂袋是由丙綸帆布和粗丙綸線縫制而成,便于制作。吳家嘴大橋拱橋落模實踐證明,罩一般厚塑料袋防潮,效果很好。施工半年后,砂袋內(nèi)裝砂均未受潮,落模時很容易卸落并可分層割破砂袋,實現(xiàn)多次卸落模板的要求。4.3裝砂及包裝材料上述2座橋使用的砂袋,均使用金礦用過的舊丙綸帆布制作,每個砂袋費用不足10元(不含內(nèi)裝砂及外罩塑料袋),采用新丙綸帆布制作,其費用也不超過20元。連同砂和塑料袋,每個舊丙綸帆布砂袋總費用在15元以內(nèi);新帆布砂袋在25元以內(nèi)。此費用可能僅為同噸位砂箱、砂筒費用的1/3～1/5;是同噸位千斤頂費用的1/10;比鋼楔、木楔和硫磺砂漿墊塊降落重物還經(jīng)濟。4.4壓縮量可通過測試確定上述2橋的砂袋試驗和應用實踐證明,砂袋在某承載噸位的壓縮量可以通過試驗確定,所做出的壓力與壓縮量之間的關系曲線,很有規(guī)律性。5新型砂袋的應用5.1施工中的何落模問題吳家嘴大橋拱橋是采用雙層六四式軍用梁拱架施工,如何落模,采用什么方法落模,是該拱橋施工中的一個技術難題。根據(jù)本拱橋和六四式軍用梁拱架的特點,在選擇落模方法中,對多種落模方法進行了研究和試驗。(1)砂袋法落模難度根據(jù)中鐵第十七工程局四處在山西省晉州市146m丹河石砌拱橋的落模經(jīng)驗,每個楔形木落模高度小(5cm左右),而本橋所需落模最大高度超過30cm,最大落模點需要多層楔形木,落模點很多(超過1000個),使用楔形木數(shù)量極大,不經(jīng)濟。與砂袋法落模相比,它落模難度大,落模時勞動強度高,落模時間長。同時,安全性比較差。(2)真空燃燒硫干聚酯纖維采用硫磺砂漿墊塊落梁是一種成功的方法,曾多次被應用。為慎重起見,對該方法也進行了試驗。本橋硫磺砂漿墊塊最大高度達35cm,采用雙電爐絲點燃燃燒,發(fā)現(xiàn)墊塊的8個角處不燃燒,使落模高度得不到保證,很可能出現(xiàn)模板被頂住,落不下模板的現(xiàn)象。硫磺砂漿墊塊燃燒時,火焰很大,易于引起火災,不適用于木模落模。同時,燃燒時產(chǎn)生刺鼻的硫磺氣味,污染嚴重。(3)其他落模型方法對于上千個落模點的拱橋,采用砂箱、砂筒和千斤頂落模法落模,顯而易見,是不經(jīng)濟的,也是不可取的。5.2多點落模的特點使用前對新型砂袋落模法進行了試驗,認為它具有前文所述的特點及優(yōu)點,是多點落模的最佳方法。吳家嘴拱橋最后采用了新型砂袋落模法落模,并一次獲得成功。2000年上半年,新型砂袋落模法又被應用到北京市四環(huán)藍靛廠立交橋落梁工程中。6結(jié)論(1)新沙袋具有很高的耐用性2座橋的試驗證明,砂袋承載力可達35t。若改進加工工藝,提高加工質(zhì)量,每個砂袋承載力可達到50t。(2)試驗結(jié)果