¿Aplicación del refuerzo de fibra de vidrio en la ingeniería de puentes?
El hormigón de fibra de vidrio se utiliza a menudo en estructuras envolventes de tránsito ferroviario, pero es poco común en estructuras de puentes. Basado en el proyecto de cimentación de pilotes de la Línea 15 de tránsito ferroviario de Shanghai que cruza el puente Zhangjiagang, se presentan y analizan las propiedades físicas y mecánicas de los materiales reforzados con fibra de vidrio. El uso de cimientos de pilotes de hormigón armado con fibra de vidrio para reemplazar los cimientos de pilotes de puentes de hormigón armado ordinarios resuelve el problema de la capacidad de carga estructural durante la reconstrucción del sistema de cimientos del puente. Esto puede proporcionar una referencia para proyectos similares.
Con la continua expansión de la red de transporte ferroviario de Shanghai, el entorno de construcción de proyectos de transporte ferroviario se enfrenta a una serie de problemas como la intersección de líneas nuevas y antiguas y el paso de escudos a través de edificios existentes. En la construcción de ingeniería, se deben utilizar plenamente las nuevas tecnologías, los nuevos métodos de construcción y los nuevos procesos para resolver este problema.
1 Descripción general del proyecto
La Línea 15 de Transporte Ferroviario de Shanghai en construcción tiene una longitud total de aproximadamente 42,6 km, todas las cuales son líneas subterráneas. La sección protectora de toda la línea pasa por ella. 8 cimentaciones de pilotes de puente. Tomando como ejemplo la máquina de escudo que cruza los cimientos de pilotes del puente del puerto de Zhangjiatang, se presenta y analiza la aplicación técnica del refuerzo de fibra de vidrio en la transformación del sistema de estructura del puente. La sección protectora de la Línea 15 desde la Estación Sur de Shanghai hasta la Estación de Baise Road pasa por el Puente del Puerto de Zhangjiatang en forma de arco. Las vías de superficie en este tramo son vías arteriales secundarias urbanas. La combinación de luces del puente existente es (8+18) m, el ancho del puente es 39 m, la plataforma del puente tiene siete carriles en dos direcciones y está dispuesta en cuatro bloques. ¿Hay 90**? Cimentación de pilotes perforados de hormigón armado de 600 mm, 55 de los cuales están afectados por el espaciamiento. De acuerdo con los requisitos de control de agua y inundaciones, el puerto de Zhangjiatang no debe cortar el flujo durante la construcción; la esquina sureste del puente del puerto de Zhangjiatang es la tubería que funciona bien para el proyecto de descarga de aguas residuales. Las tuberías municipales son complejas y el entorno de construcción es muy complejo.
El plan de reconstrucción del puente es conservar un puente en el lado este y reconstruir tres puentes en el lado oeste. Las combinaciones de luces del puente son (8+110)m y (110)m respectivamente, y el ancho del puente permanece sin cambios. Durante la construcción, se volcó el tablero del puente original y la construcción se llevó a cabo en dos etapas. El diseño de la sección transversal se muestra en la Figura 1. Durante la construcción, teniendo en cuenta la gran profundidad de la excavación del pozo de cimentación, y con el fin de reducir el impacto de la estructura del cerramiento en el tramo de agua debajo del puente, se desmanteló en cada etapa la superestructura del antiguo puente, una instalación de acero. Se erigió la plataforma y se retiraron los cimientos de pilotes que entraban en conflicto con el túnel de intervalo, se construyó un nuevo cimiento de pilotes, se desmanteló la plataforma de acero, se construyó una estructura de cerramiento temporal y se desmanteló la estructura del muelle de construcción. La estructura del cerramiento del puente utiliza principalmente pilotes de acero Larsen de una o dos hileras y adopta parcialmente la forma de " pilotes de chapa de acero + pilotes perforados ". Se divide en cuatro áreas y se implementa por separado. El pozo está reforzado con pilotes de inyección de lechada a alta presión, y el área activa fuera del pozo adyacente a los edificios existentes está reforzada con pilotes MJS.
2 Características de los materiales reforzados con fibra de vidrio
Los materiales reforzados con fibra de vidrio están compuestos por mechas de fibra de vidrio sin álcalis o mechas de fibra de vidrio de alta resistencia con un contenido inferior a 65438±0 % Refuerzos fabricados con matriz de resina (resina epoxi, resina vinílica), agente de curado y otros materiales mediante un proceso de moldeo y curado. Según "Barras de acero reforzadas con fibra de vidrio para ingeniería civil" (JG/T406-2013), las propiedades físicas y mecánicas de este material se muestran en la Tabla 1.
Diseño y aplicación de los cimientos de pilotes de hormigón de fibra de vidrio
3.1 Disposición de los cimientos de pilotes de hormigón de fibra de vidrio
Durante la construcción temporal del puente portuario de Zhangjiatang, es necesario para asegurar cuatro carriles en ambos sentidos y la capacidad de dos vías no peatonales. En la primera etapa de construcción, los cimientos de pilotes del puente se ubican en el túnel de la línea 15, y el diseño de los cimientos de pilotes de hormigón armado debe cumplir con los requisitos de la sección de escudo. La longitud del voladizo de la tapa del muelle No. 0 es de 4,27 metros y la altura de relleno detrás del muelle es de 6,93 metros. La longitud del voladizo de la tapa del muelle No. 1 es de 5,02 metros. 7,06 metros La longitud del voladizo de la tapa del muelle No. 3 es de 9,63 metros. La altura de llenado es de 6,93 metros. Según los cálculos, la capacidad de carga de la estructura inferior de los pilares 1 a 3 no puede cumplir con los requisitos de la especificación. El muelle es demasiado grande.
Las barras de acero de fibra de vidrio tienen las características de alta resistencia, buen rendimiento de unión con concreto, baja conductividad térmica, resistencia y rigidez estables y buena resistencia al hielo y deshielo. Es adecuado para la colocación temporal de cimientos de pilotes en túneles y también facilita el corte posterior de cimientos de pilotes con máquina de protección. La cimentación de pilotes debe disponerse lo más cerca posible de la línea central de la tuneladora. De acuerdo con los requisitos de tensión de la base del pilote del puente, se deben colocar dos pilotes debajo de cada pilar del puente. Cimentación de pilotes de hormigón armado con fibra de vidrio de 1000 mm; debido al momento de flexión máximo en la parte superior del pilote, todas las barras de acero de fibra de vidrio están dispuestas dentro del rango de elevación de –16,0 ~ –6 m, y se utilizan barras de acero comunes en otras áreas de la base. cimentación de pilotes. El diseño de la cimentación de pilotes reforzados con fibra de vidrio se muestra en las Figuras 2 y 3 (los puntos negros en la Figura 2 son pilotes reforzados con fibra de vidrio y los círculos son pilotes de hormigón armado).
3.2 Diseño de cimentación de pilotes de hormigón de fibra de vidrio
Para facilitar el corte de materiales reforzados con fibra de vidrio, la longitud unificada es de 15 m. Las propiedades físicas y mecánicas y los estudios experimentales de los miembros de concreto de fibra de vidrio muestran que la resistencia a la tracción de los miembros de compresión excéntrica con secciones transversales circulares preparadas uniformemente a lo largo del perímetro es elástica completamente lineal antes de que falle el miembro de concreto de fibra de vidrio, lo que indica el modo de falla del Miembro de hormigón de fibra de vidrio. Es una falla frágil. Para que la falla por compresión del concreto sea predictiva, es necesario diseñar el componente en una estructura súper reforzada que fallará bajo compresión. Por lo tanto, el diámetro de las barras de acero de fibra de vidrio se aumentó en un grado (?28 mm); al mismo tiempo, para facilitar el corte del cabezal de corte de la máquina de protección, se utilizó hormigón C30 bajo el agua. La disposición de los materiales reforzados con fibra de vidrio se muestra en la Figura 4.
Usando el software MIDAS/CIVIL (V2010) para calcular y analizar la estructura (ver Tabla 2), el efecto estructural más desfavorable de un solo pilote en el rango de –-16.0 ~-6.0m ~–6.0 m aparece en 3 No. Estribo de puente.. Para ilustrar la superioridad del hormigón de fibra de vidrio, la relación entre el hormigón simple y la base de pilotes de secciones de hormigón armado ordinario y el hormigón de fibra de vidrio en cuanto a capacidad de carga, resistencia a las grietas, período de construcción, beneficios económicos y En la ingeniería de túneles de escudo se contrastaron. La comparación y selección de materiales de cimentación de pilotes dentro del rango de corte de la máquina de protección se muestra en la Tabla 3.
3.3 Tecnología de construcción de refuerzo de fibra de vidrio
Las barras principales están superpuestas y escalonadas, las barras de fibra de vidrio están conectadas a las barras principales con pernos de sujeción en forma de U y las barras horizontales están fijado con encuadernación n.° 1. 10 alambre de hierro; las barras de acero de fibra de vidrio son materiales frágiles y requieren múltiples puntos de elevación. Los puntos de elevación deben establecerse en la conexión entre las barras de acero y las barras de acero de fibra de vidrio. La elevación debe realizarse lentamente para evitar una deflexión excesiva. Después de levantar la jaula de acero del suelo, déjela quieta para comprobar la tensión y la deformación generales. Si no hay anomalías, continúe con la instalación y la construcción. La forma de unión entre las nervaduras principales se muestra en la Figura 5.
3.4 Precauciones al utilizar materiales reforzados con fibra de vidrio
Las barras de fibra de vidrio tienen poca rigidez y se deforman fácilmente. Necesitan más soporte cuando se colocan en posición horizontal para evitarlas; expansión térmica excesiva; está estrictamente prohibido su uso en el sitio. Las barras de refuerzo de fibra de vidrio curadas con calor para trabajo en frío no deben arrojarse ni golpearse durante la manipulación y el transporte. Antes de la construcción, los productos deben inspeccionarse y aceptarse de acuerdo con los requisitos de JG/T406-2013 "Barras de acero reforzadas con fibra de vidrio para ingeniería civil" para cumplir con los requisitos de diseño. Durante el procesamiento y transporte, preste atención a la autoprotección y evite ser apuñalado.
4 Conclusión
A través de la exitosa experiencia de aplicación del refuerzo de fibra de vidrio en la construcción de muros pantalla subterráneos para el tránsito ferroviario, la etapa de construcción temporal del cruce de la máquina de escudo del puente del puerto de Zhangjiatang de Se resolvió la línea 15 de tránsito ferroviario de Shanghai. El problema del defecto de capacidad de carga no solo reserva las condiciones para los cruces posteriores de la máquina de protección, sino que también elimina los riesgos de seguridad, ahorra costos de construcción, acorta el período de construcción y reduce en gran medida los problemas causados por el duro entorno externo. Esto puede proporcionar una referencia para el diseño y construcción de puentes similares.
Las aplicaciones anteriores del refuerzo de fibra de vidrio en la ingeniería de puentes fueron recopiladas y compiladas por Zhongda Consulting Company.
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