贵州某高速公路合同段分离式桥现浇箱梁满堂支架施工方案(附示意图).doc

贵州高速公路开发总公司建设项目遵义至毕节高速公路第二十合同段陈家田分离式桥满堂支架施工方案 编制： 复核： 审核： 陈家田分离式桥现浇箱梁钢管支架施工方案1、工程概况陈家田分离式桥为陈家田支线横跨主线的跨线桥，跨线处主线桩号为ZK1728+878.527，支线桩号为K0+1970.000K0+274.000。此桥平面位于直线段上，桥梁总长77米，桥面宽度为7.5米，上部构造为预应力混凝土箱梁，孔径布置为2-30米，主梁高1.6米，悬臂长1.875米，底板宽3.75米，现浇箱梁钢筋混凝土总量为259.6m3。桥面横坡为双向3%，纵坡-1.5%，箱梁底板水平设置，顶板与路基同坡度，箱梁腹板垂直于大地水平面。2、支架搭设箱梁采用满堂支架现场浇筑施工，预应力混凝土连续箱梁除为抵消支架弹性变形而设置的预拱外，支架不另设预拱。为保证路基工程正常施工，在0#台与1#墩之间预设4米宽门架，采用工字钢架空跨越路基施工临时通道。2.1、支架搭设分离式立交桥现浇箱梁为单幅2跨整体施工，支撑方式采用满堂式扣件钢管支架，架杆外径4.8cm，壁厚0.35cm，内径4.1cm。支架顺桥向纵向间距0.6m，支架横桥向横向间距0.6m，支架为单根6m管高度。1#墩中线两侧各1.5m范围内立杆纵横均加密，间距调整为横向30cm，纵向30cm，纵横水平管步距1.5m，立杆内插入顶托调节模板高度。考虑支架的整体稳定性，在横向排距2.4m及纵向间距2.4m布置斜向钢管剪力撑，剪力撑与地面4560°。支架体系见图。陈家田分离式桥满堂支架布置图陈家田分离式桥支架普通段横向布置图2.1.1、 支架安装根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。一般先全部安装完一个作业面的底部立杆及部分横杆，再逐层往上安装，同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后，安装斜撑杆，保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与支架连接，安装时尽量布置在框架节点上。2.1.2、顶托安装为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大致调整好顶托伸出量，再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距，顺桥向设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量，以便效验。最后再用拉线内插方法，依次调出每个顶托的标高，顶托伸出量控制在1015cm左右，保证顶托的稳定性。顶托及双钢管横梁安装示意图2.1.3、横梁安装顶托标高调整完毕后，横向上每排顶托上水平安放2根钢管作为横梁，横梁长度比底模板一边各宽出至少50cm。安装横梁时，如横梁有接头，应注意横梁接头错开，且在任何相邻两根横梁接头不在同一平面上。2.1.4、支架预压、卸载为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响，浇筑混凝土前对支架进行等载预压，以消除支架的非弹性变形，预压期不小于7天。在横梁安装完毕后安装底模板，底模安装完毕后进行支架预压施工。预压采用砂袋，预压范围为箱梁底部，重量不小于箱梁总重的1.2倍。因悬臂翼板本身重量较轻，可根据实测的预压结果，对悬臂翼板模板的预拱度作相应调整。（1）加载顺序：分三级加载，第一、二次分别加载总重的30%，第三次加载总重的40%。（2）预压观测：观测位置设在每跨的L/2，L/4处及墩部处，每组分左、中、右三个点。在点位处固定观测杆，以便于沉降观测。采用水准仪进行沉降观测，布设好观测杆后，加载前测定出其杆顶标高。第一次加载后，每2个小时观测一次，连续两次观测沉降量不超过3mm，且沉降量为零时，进行第二次加载，按此步骤，直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后，经监理工程师同意，可进行卸载。（3）卸载：人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载，卸载的同时继续观测。卸载完毕后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据观测记录，整理出预压沉降结果，调整支架顶托的标高来控制箱梁底板及翼板的预拱高度。2.1.5卸架预应力工程施工完毕后，开始进行卸架，卸架时应按先跨中后两边的顺序均匀拆除，严禁野蛮施工，卸架后的支架应堆放整齐，以便以后的施工。2.2、支架检算2.2.1、荷载检算（1）箱梁荷载：箱梁钢筋混凝土自重：G=259.6m3×26kn/m3=6750kn，便安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：F1=G×r/S =6750kn×1.2/（3.75m×60m）=36kn/m2 （2）施工人员及机具荷载：取F2=2.5kn/m2（3）振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0kn/m2（4）模板：取F4=2.0kn/m22.2.2、横梁检算横梁为顶托上支撑的双钢管，跨径为0.6m，中对中间距0.6m。作用在单根钢管上的均布荷载为：q=（F1+F2+F3+F4）×0.6/2 =（36+2.5+2.0+2.0）×0.6/2=12.75kN/m跨中最大弯矩：M=qL2/8=12.75×0.62/8 =0.574kN·m横梁弯拉应力：=M/W =0.574kN·m/5080mm3 =574000N·mm/5080mm3 =112.99N/mm2=112.99MPa=205MPa横梁弯拉应力满足要求。横梁挠度：f=5qL4/384EI =(5×12.75N/mm×6004mm4)/（384×2.1×105N/mm2×121900mm4）=0.84mmL/400=2mm2.2.3 、钢管支架稳定性检算2.2.3.1、 立杆承重受力计算（1）每根立杆承受标准荷载：N1=（F1+F2+F3+F4）×0.6m×0.6m=（36kN/m2+2.5kN/m2+2kN/m2+2kN/m2）×0.6m×0.6m=15.3kN（2）横梁施加在每根立杆重量：N2=2×0.038kN/m×0.6m=0.05kN（3）支架自重：N3=（6m+4×0.6m+4×0.6m）×0.038kN/m =0.41kN每根立杆总承重：N=N1+N2+N3=15.76kN2.2.3.2、立杆稳定性验算立杆长细比：=l0/i=kh=1.155×1.5×1.5m/1.58cm=164由长细比表可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.262立杆截面积：Am=489mm2由钢材容许应力表查得弯向容许应力=205MPa，所以，立杆轴向荷载N=Am××=489mm2×0.262×205MPa=26.26kNN=15.76kN支架稳定性满足要求。2.3、门架的搭设及检算门架净空尺寸沿桥纵向宽4米，高4.5米，门架采用48mm钢管支架作为支墩，支墩支架顶高与两端满堂钢管支架处于同一平面，支墩支架桥纵向间距20cm，桥横向间距20cm，步距1.5m，每端设1m长支墩，每端支墩6排立杆，离地基4.5m处横杆作为支墩支架的横梁。支墩支架横梁上铺6m长20b工字钢作横梁跨越临时通道，工字钢梁计算跨径取5m，工字钢间距20cm一榀，即支墩桥横向每2立杆之间安装1根工字钢横梁。工字钢梁安装就位后，工字钢端头用槽钢焊接牢靠，使之连接成整体。为便于调节底模高度及拆模，在工字钢梁上搭设立模支架，立模支架顶高与两端支墩支架处于同一平面，支架高度1.3m，支模方法与其他部位支架相同，横向间距60cm，纵向间距30cm，步距1.1m，底层横杆作为分配梁，立杆安设在两榀工字钢之间，与其他位置支架纵向成排。门架横向布置图支墩支架横向布置图2.3.1、工字钢检算（1）钢筋混凝土、模板、施工荷载：q1=F1+F2+F3+F4 =36+2.5+2.0+2.0=42.5kN/m2（2）立模钢管支架荷载：取立模支架立杆高1.3mq2=1.3m×7×13×0.038kN/m+4m×7×13×2×0.038=32.16kN（3）工字钢自重：q3=31.047×20×4×10/103=24.84kN荷载总和：q=42.5×3.75×4+32.16+24.84=694.5kN 主要由中间20根间距20cm工字钢承受荷载，则每根工字钢荷载q=34.73kN/5m=6.946kN/m工字钢跨中最大弯矩为：Mmax=ql2/8=（34.73/5）×5×5/8=21.71kN·m支座处最大剪力设计值：V max=0.5×ql=0.5×（34.73/5）×5=17.37kN弯矩正应力：max= M /W=21.71kN·m/250200mm2=86.77Mpa<=205Mpa 满足要求。支座处总剪力值V =17.37kN=QS/I=17.37kN×(102mm×11.4mm×(200mm/2-11.4mm/2)/(25020000mm4×9mm)=8.46Mpa <=120Mpa 抗剪满足要求。工字钢梁挠度检算 均布荷载标准值为q=34.73/5=6.95kN/mf=5qL4/384EI=5×6.95×50004/（384×2.10×105×0.25×108）=10.77mm <f=L/400=12.5mm。工字钢梁变形满足要求。2.3.2、工字钢下支墩支架检算（1）支墩支架横梁检算工字钢及其承受的荷载：N1=（42.5×4×3.75+32.16+0.031047×20×6×10）=706.9kN单根工字钢每端承受的荷载：F1=706.9/20/2=17.67kN单根横梁承受的荷载：F=17.67/6=2.95kN 跨中最大弯矩：M=FL/2=2.95×0.2/2 =0.295kN·m横梁弯拉应力：=M/W =0.295kN·m/5080mm3 =295000N·mm/5080mm3 =58.07N/mm2=58.07MPa=205MPa横梁弯拉应力满足要求。横梁挠度：f=FL3/48EI =(2.95kN×2003mm3)/（48×2.1×105N/mm2×121900mm4）=0.02mmL/400=0.5mm横梁变形满足要求。（2）支墩支架稳定性检算每根立杆承受的荷载：N1=2.95kN+（36kN/m2+2kN/m2）×0.2m×0.2m=4.47kN支架自重：N2=（6m+4×0.2m+4×0.2m）×0.038kN/m =0.29kN每根立杆总承重：N=N1+N2=4.47+0.29=4.76kN立杆稳定性验算：立杆长细比：=l0/i=kh=1.155×1.5×1.5m/1.58cm=164由长细比表可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.262立杆截面积：Am=489mm2由钢材容许应力表查得弯向容许应力=205MPa，所以，立杆轴向荷载N=Am××=489mm2×0.262×205MPa=26.26kNN=4.76kN支架稳定性满足要求。（3）支墩支架横梁扣件抗滑力检算 扣件抗滑承载力RC=8.5kN计算最大竖向力R=2.95×2=5.84kN， R= 5.9kNRc=8.5kN满足抗滑力要求。经验算，设计施工支架承载力满足要求。2.3.3、工字钢上立模支架检算相比较于其他部位（门架以外的支架）顶托上支撑的横梁、立模支架立杆，顶托上支撑的横梁、立杆所受荷载减半，因此支架横梁的抗弯、挠度及支架的稳定性也均能满足要求，不作检算。工字钢上铺的支架横梁（立模支架下横杆）由于2榀工字钢之间实际间距比较小（9cm），因此各项指标也均能满足要求，不做检算。下横杆上扣件抗滑力检算：每根立杆所受荷载：R=（694.5/（3.75×4）×0.6×0.3 =8.3kNRc=8.5kN工字钢上铺的支架横梁（立模支架下横杆）扣件抗滑力满足要求。2.4、1#墩实心段支架检算 2.4.1、荷载检算（1）箱梁荷载：1#墩实心段纵向长2.5m，混凝土自重：G=（3.75m×1.7m×2.5m+1.875m×0.25m×2.5m×2）×26kn/m3=475kn，便安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：F1=G×r/S =475kn×1.2/（3.75m×2.5m）=60.8kn/m2 （2）施工人员及机具荷载：取F2=2.5kn/m2（3）振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0kn/m2（4）模板：取F4=2.0kn/m22.4.2、横梁检算横梁为顶托上支撑的双钢管，跨径为0.3m，中对中间距0.3m。作用在单根钢管上的均布荷载为：q=（F1+F2+F3+F4）×0.3/2 =（60.8+2.5+2.0+2.0）×0.3/2=10.1kN/m1#墩实心段支架横向布置图跨中最大弯矩：M=qL2/8=10.1×0.32/8 =0.114kN·m横梁弯拉应力：=M/W =0.114kN·m/5080mm3 =114000N·mm/5080mm3 =22.44N/mm2=22.44MPa=205MPa横梁弯拉应力满足要求。横梁挠度：f=5qL4/384EI =(5×10.1N/mm×3004mm4)/（384×2.1×105N/mm2×121900mm4）=0.04mmL/400=0.75mm2.4.3 、钢管支架稳定性检算2.4.3.1、 立杆承重受力计算（1）每根立杆承受的标准荷载：N1=（F1+F2+F3+F4）×0.3m×0.3m=（60.8kN/m2+2.5kN/m2+2kN/m2+2kN/m2）×0.3m×0.3m=6.06kN（2）横梁施加在每根立杆重量：N2=2×0.038kN/m×0.3m=0.02kN（3）支架自重：N3=（6m+4×0.3m+4×0.3m）×0.038kN/m =0.32kN每根立杆总承重：N=N1+N2+N3=6.4kN2.4.3.2、立杆稳定性验算立杆长细比：=l0/i=kh=1.155×1.5×1.5m/1.58cm=164由长细比表可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.262立杆截面积：Am=489mm2由钢材容许应力表查得弯向容许应力=205MPa，所以，立杆轴向荷载N=Am××=489mm2×0.262×205MPa=26.26kNN=6.4kN支架稳定性满足要求。5、施工注意事项：5.1、地基处理将地基范围内松散浮土和淤泥挖除干净，然后按照路基填方要求每50cm一层回填碾压硬质渣石，回填高度控制在距离箱梁底板6.4米处（15cm场地硬化厚度+单根6m立杆+10cm顶托调节高度+5cm钢管横梁+10cm模板），回填坡度与箱梁底板一致，并做好相应的排水处理，防止雨水浸泡地基，避免支架产生不均匀沉降。回填完毕后，以15cm厚C25混凝土硬化场地，亦作为整个支架的垫块。5.2、地基承载力检算普通段每根立杆总承重15.76kN，受力面积为：0.6m×0.6m=0.36m2，地基承载力：15.76kN/0.36m2=0.0004MPa1#墩实心段每根立杆总承重6.4kN，受力面积为：0.3m×0.3m=0.09m2，地基承载力：6.4kN/0.09m2=0.0007MPa支墩支架每根立杆总承重4.47kN，受力面积为：0.2m×0.2m=0.04m2，地基承载力：4.47kN/0.02m2=0.0011MPa因此地基经整平压实后，承载力达到0.2MPa以上，再经15cm厚C25混凝土硬化场地后，地基承载力满足要求。所采用公式及数据来源于路桥施工计算手册