橋梁耐震補強擋土支撐計算(含施工細節)
橋梁耐震補強概述如〈橋梁耐震補強概述(施工及計算細節詳連結)〉文章
橋梁耐震補強擋土支撐計算理論基礎如〈橋梁耐震補強施工架結構計算〉所述:
假設工程在施工期間要先提送計算書後才能施工。
因橋梁基礎每墩尺寸不同，提送擋土支撐計算書時，應該要依照擋土支撐型式進行分類，以減少計算書送審程序及專任工程人員負擔。
建議分類標準如下:
- (Type1)鋼板樁不須設置水平支撐。
- (Type2)鋼板樁須設置水平支撐。
- (Type3)水平支撐有施加預力。
- (Type4)因不同基礎型式衍生之「特殊型式」。
(Type1)~(Type4)用開挖最深的深度計算，始計算深度以內的基礎可以加入此計算書，開始計算前，要稍微看一下整標基礎的開挖深度，來界定計算深度，比較有效率。經驗公式開挖深度要在鋼板樁打入深度1/2以內比較保險。
(Type1)、(Type2)內再依照鋼板樁長度進行分類，衍生(Type1-1)、(Type1-2)、(Type2-1)、(Type2-2)型式。
(Type4)可能包含預壘樁、地錨等特殊型式。
不建議用無橫擋型式，實務上機具重壓會造成鋼板樁大位移。
地表超載(Surcharge)設定:
使用實際最重施工機具重量來評估，例如:
現場最重的機具是鋼管樁打設機具，重量62.5噸，面積25平方公尺，所以就設定Surcharge是2.5噸/平方公尺(62.5/25=2.5)。
傾倒計算:
可以用建築技術規則提供的公式(圖1)計算。
建築技術規則提供的公式，為極限狀態下進行檢核(Pa、Pp)，此檢核方式假設板樁底為轉點，與真實狀況不同，與力平衡無關。
因為此方法可以評估安全係數(F.S)，所以建議用這個方式計算。如果用力平衡的方式計算安全係數都是1，得不到結果。
- 鋼板樁、橫擋、水平支撐強度檢核:
利用大地工程計算軟體(如:torsa)，將土層參數、地表超載輸入後，計算出鋼板樁與水平支撐受力，然後開始用〈鋼結構設計手冊〉規範檢核構件是否滿足強度。
需要檢核的項目有:
- 鋼板樁的彎矩及剪力。
- 橫擋的剪力。
- 水平支撐及斜撐的軸力。
- 各構件的螺栓數量(受剪)。
斜撐也可以視為一個水平支撐，因為他也同樣能提供垂直力，如果把斜撐視為水平支撐，則需要檢視接合部位剪力螺栓數量，及斜撐軸向強度。
在鋼板樁邊角處最好要有斜撐，除了對形狀控制很有幫助外，也有預警效果。
如果中間沒有加水平支撐，可以把橫擋當水平支撐來計算間距，因為另一向的橫擋同樣也能提供軸力，又因為橫擋是貼壁的，基本上不會挫曲。
水平支撐如長度過長，可能會有挫曲強度算不過情形，此時必須要在基礎設置中間柱，將無側撐強度降低。
- 施加預力強度檢核:
如果鋼板樁打設位置在「民宅」或是「交通要道」旁邊，通常都會設計預力來減少變位，設計預力的經驗公式大約是軸力的1/2。
要用迭代的方法設計，因為預力會影響軸力，軸力又會影響預力。
如果沒有有限元素軟體可以建模計算，可以直接在水平支撐的軸力直接加預力上去，看看會不會挫曲，因為加預力是保守行為，唯一會造成風險的是施加預力的那支桿件。
三角架承重強度檢核:
三角架是用來承受橫擋、水平支撐自重的，所以應該要計算黏在鋼板樁上的水平間距，並在施工前先完成銲接，才不會有型鋼掉落風險。另外三角架的銲道長度及桿件內力也要檢核。
沉陷量、傾斜度、水位檢核:
這三個檢核都是為了滿足契約規範要求，鋼板樁的監測儀器標配是地表沉陷觀測點、傾度管、水位觀測井，如果有預力的話還會有支撐應變計，但支撐應變計與計算無關，就不再贅述。
- 沉陷量:一般大地軟體沒有地表沉陷量計算，所以要拿水平變位來推導，最簡單的做法，是用體積不變的假設來換算沉陷量，這個做法要自己假設滑動面(圖2)，另一個方法就是參考大師給的公式，但是通常很複雜。
- 傾斜度:依照鋼板樁地表變形來推估。
- 水位:用砂湧計算公式來計算水位標準。
施工須注意事項
- 橫擋與鋼板樁間須密合，或用鋼板等方式填縫。
- 現場經驗開挖1.5M以上未設橫擋及水平支撐會開始變形，所以一定要在變形之前設置型鋼，鋼板樁一但變形後，型鋼只能按照變形後的線型來設置，那接合的部位一定會開花。
- 鋼板樁打設時鋼板樁之間須密合榫接，就算沒有滲水跟變形的問題，也很難逃過規範的限制。
- 因為鋼板樁打設是四邊形，角落鋼板樁的定位跟角度要很注意，角落打歪，中間就打歪了。
為什麼會看到廣告
82會員
239內容數
留言0
查看全部
