基于吊装运输条件的预制箱涵结构合理划分的研究.pdf
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1、现 代 交 通 技 术2023 年基于吊装运输条件的预制箱涵结构合理划分的研究钱晓彬1,冯晓楠2,吕成林1,田继源3,张建东2,31 南通绕城高速公路有限公司,南通 226007;2 苏交科集团股份有限公司,南京 210019;3 中建三局集团(江苏)有限公司,苏州 215104采用日期:2023 04 10第一作者:钱晓彬(1970),男,高级工程师,主要从事公路工程建设管理工作。摘 要:为指导预制装配式混凝土箱涵(以下简称“预制箱涵”)结构的合理划分,依据现有规范、标准及工程应用分析,开展预制箱涵结构纵向及横向合理划分的研究。结果表明:预制箱涵构件重量宜控制在 2025 t,其结构尺寸应满
2、足运输尺寸限值要求,节段划分长度宜为 1 m、1 5 m、2 m、3 m 和 6 m;据此提出各截面尺寸型式的预制箱涵构件结构合理划分结果及运输方式。为小型装配式桥涵的标准化设计与施工提供了技术支撑。关键词:吊装运输;预制箱涵;结构划分;标准化;截面尺寸中图分类号:U449 文献标识码:A 文章编号:1672 9889(2023)04 0032 05Study on Reasonable Division of Prefabricated Box Culvert Structure Based onHoisting and Transportation ConditionsQIAN Xiaob
3、in1,FENG Xiaonan2,LV Chenglin3,TIAN Jiyuan2,ZHANG Jiandong2,31 Nantong Belt Highway Co.,Ltd.,Nantong 226007,China;2 JSTI Group Co.,Ltd.,Nanjing 210019,China;3 China Construction Third Bureau Group(Jiangsu)Co.,Ltd.,Suzhou 215104,ChinaAbstract:In order to guide the rational division of the prefabricat
4、ed concrete box culvert(hereinafter referred to as the prefab-ricated box culvert)structure,the research on the vertical and horizontal rational division of the prefabricated box culvert struc-ture is carried out base on the existing specifications and standards and the engineering application analy
5、sis.The results showthat the weight of the prefabricated box culvert components should be controlled at 2025 t,and the structure size should meetthe requirements of the transportation size limit,and the segments should be 1 m,1 5 m,2 m,3 m and 6 m in length.Basedon this,the reasonable division resul
6、ts and transportation methods of prefabricated box culvert component structures with dif-ferent section dimensions and types are proposed.Provide technical support for the standardized design and construction of theprefabricated box culvert.Key words:hoisting and transportation;prefabricated box cul
7、vert;structure division;standardization;section dimensions 预制箱涵的跨径最大可达 6 m,属于一种小型桥梁,随着其在工程中得到大量的推广应用,面临的大截面、重载交通等关键技术问题也逐渐凸显1 3。因此,相关工程技术人员为解决大截面预制箱涵构件的吊装运输问题,进行了轻型化和小型化方面的应用研究。邹正明4在徐明高速公路建设中考虑皖北农业收割机通行的需求,将预制箱涵节段进行标准化设计,共分为 4 m2 7 m、4 m3 5 m、6 m3 5 m 和 6 m4 m 4 种规格;其中 4 m2 7 m 规格的箱涵采用全断面预制,其他 3 种规格
8、的箱涵采用上下分块预制,单个预制构件的吊装重量不超过 20 t,外形尺寸便于公路运输。预制箱涵的两种常用结构形式如图 1 所示。(a)整体预制(b)上下分块预制图 1 预制箱涵的两种常用结构形式第 20 卷 第 4 期2023 年 8 月现 代 交 通 技 术Modern Transportation TechnologyVol 20 No 4Aug.2023第 4 期钱晓彬,等.基于吊装运输条件的预制箱涵结构合理划分的研究骆强等5 6针对上下分块预制箱涵的连接构造选型、接头抗弯性能及整体力学性能等方面进行了大量的试验研究及有限元分析。目前,业内学者多重点针对实际工程的预制箱涵结构及构造进行研
9、究,但针对其标准化纵向节段及横向截面划分方面的研究尚较少。随着预制箱涵截面尺寸的增大,一方面其单位长度的节段重量增大,导致运输及吊装成本增加;另一方面可能导致预制箱涵超出预制构件公路运输限制条件,带来诸多不便。现有工程应用中,往往将预制箱涵结构进行上下或左右分块预制,或采用顶板及侧墙单独预制、底板现浇工艺。调研过往工程应用发现,预制箱涵采用分块预制工艺,对其连接构造的制造精度要求更高,且在施工过程中容易出现质量问题。因此,应尽量避免采用箱涵分块预制工艺。通过广泛调研现有规范标准对于箱涵规格尺寸的要求,本文初步提出预制箱涵的标准化截面尺寸;结合超限运输车辆管理规定、预制箱涵吊装运输条件,考虑车辆
10、运输方式,明确预制箱涵纵向节段及横向截面的划分要求,并形成预制箱涵结构合理划分及运输方式表格,为预制箱涵的标准化设计与施工提供了数据支撑。1 预制箱涵结构尺寸标准化研究依据相关规范和标准7 11,针对混凝土涵洞或预制箱涵标准跨径及内高的规定如表 1 所示。由表 1 可知,现有规范和标准对预制箱涵的规格尺寸要求不统一,无法明确指导工程施工中预制箱涵的结构选型。表 1 针对混凝土涵洞或预制箱涵标准跨径及内高的规定(m)规范公路涵洞设计规范(JTG/T3365 022020)预制混凝土箱涵(JC/T 24562018)预制装配式钢筋混凝土涵洞(DB43/T 7572013)预制混凝土箱涵生产企业质量
11、管理规程(DB5101/T 442019)公路桥涵设计通用规范(JTG D602015)标准跨径1 50、2 00、2 50、3 00、4 00、5 001 2、1 5、1 8、2、2 2、2 3、2 4、2 5、2 6、2 8、3 0、3 2、3 5、4 0、4 5、5 0、5 5、6 02 0、2 5、3 0、4 0、5 0、6 00 6、0 9、1 2、1 5、1 8、2 0、2 4、2 5、2 7、3 0、3 5、3 6、4 0、4 2、4 8、5 4、6 0、6 6、7 20 75、1 0、1 25、2 0、2 5、3 0、4 0、5 0、6 0标准净高1 2、1 5、1 8、2、2
12、 2、2 3、2 4、2 5、2 6、2 8、3 0、3 5、4 02 0、2 5、3 0、3 5、4 0、4 5、5 0、5 5、6 0 预制箱涵既用于排水,又用于行人、汽车的通行。为便于实现预制箱涵的工业化生产,其规格尺寸不宜过多;同时,当用作通道时,也应满足公路桥涵设计通用规范(JTG D602015)中桥涵净空的规定,预制箱涵用作通道时的桥涵净空规定如表 2 所示。表 2 预制箱涵用作通道时的桥涵净空规定(m)项目净高净空农村道路从公路下穿过2 24 0畜力车及拖拉机通道2 74 0农用汽车通道3 24 0汽车通道3 56 0 综合考虑现有规范的相关规定,本文提出,当预制箱涵的跨径及净
13、高小于 4 0 m 时,应以 0 3 m为一个模数增长;在净高大于等于 4 0 m 时,应以 0 5 m 为一个模数增长。预制箱涵的壁厚及腋角尺寸应按预制混凝土箱涵(JC/T 24562018)的相关规定进行设置。2 预制箱涵公路运输条件分析2 1 超限运输车辆管理规定根据中华人民共和国交通运输部于 2016 年公布的超限运输车辆行驶公路管理规定,预制箱涵在运输过程中的宽度方向不能大于 2 55 m,为保证一定的安全储备,建议不大于 2 5 m。同时,预制箱涵运输的总高度不应大于 4 m,否则就属于超限运输车辆。因此,预制箱涵的结构尺寸不宜过大,否则一旦超限,需要办理相应手续。2 2 公路运输
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