兰竹坪大桥连续梁0#块施工方案.doc
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1、兰竹坪大桥0#块施工方案(52+88+52)m连续梁1、编制依据1.1、预应力混凝土连续梁施工设计图及相关通用图;1.2、国家和铁道部相关方针政策、现行技术规范及暂行规定和验收规范;1.3、施工图核对情况及现场的施工调查情况;1.4、上级单位有关要求、管理办法及规定.2、编制范围新建蒙河铁路兰竹坪大桥(52+88+52)m三跨连续梁主墩2#、3#墩0#块工程。3、工程概况及主要工程数量3.1、地形地貌兰竹坪大桥(DK122+939.2DK123+170.6)全长231.4米,为1-24M简支梁+(52+88+52)M连续刚构。本桥位于牛厂山三号隧道出口和马街一号隧道进口之间的V字形沟谷内,沟底
2、有南溪河支流常年流水,桥面至沟底相对高差达到90余米,靠牛厂山三号隧道侧地表自然坡度为57度左右,靠马街一号隧道侧地表自然坡度为45度左右,地理位置十分陡峻,至隧道洞口的便道可分别到达桥梁的两端桥台处。3.2、桥梁梁部结构形式本连续梁为预应力混凝土连续箱梁(52+88+52m),主桥梁体结构为单箱单室、变高度、变截面结构。连续梁0#段中支点处梁高6m,底梁宽5.3m。顶板厚40cm,腹板厚为70cm,梁高由0#段中心处的6m按二次抛物线变化至0#段梁端的5.66m。 0#块节段主要参数表节段名称0节段长度(cm)1200节段体积(m3)181.2节段重量(KN)4801.8截面编号151617
3、1819顶板厚度(cm)4040404040腹板厚度(cm)7070707070底板厚度(cm)66.570907066.5截面高度度(cm)5666006006005663.3、0#块主要工程数量 项目材料材料说明单位数量说明梁 体混凝土C55m3181.2预应力钢筋12-7A5预应力钢绞线t1.86fPK=1860MPa9-7A5预应力钢绞线t3.6fPK=1860MPa2-7A5预应力钢绞线t0.09fPK=1860MPa精轧螺纹钢筋25m1063.5fPK=830MPa普通钢筋HPB235kg1237.2 HRB335kg45676.9锚具M15-12锚具套0M15-9锚具套124BM
4、15-2锚具/ BM15P-2锚具套104/104精制螺纹钢筋锚具JLM-25锚具套2084、总体施工方案及工序4.1、总体施工方案在墩顶附近(具体尺寸见0#块托架安装图)埋设I32b型钢作为托梁及主梁,托梁与主梁之间采用I32b焊接连接,主梁上按50cm间距布设I18型钢分配梁,再在分配梁平台上搭设扣件式支架支撑0#块模板进行现浇。0#块的底模、外侧模板均在厂家预制,横隔墙、挡头板、内模等均采用2cm厚的胶合板配合方木脚手架拼装而成。混凝土在第十一搅拌站集中拌制,使用混凝土罐车运输至工地现场,考虑到该桥地处深谷中,桥梁垂直河谷,梁端施工过程中受横风影响较大,且该处风向极不稳定,对支架的稳定性
5、影响较大,因此该桥0#块采取分两次浇筑。4.2、施工工序具体施工工序如下:墩身预埋型钢(主梁及牛腿) -三角形钢托架搭设-支架预压-安装底模及侧模-绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道安装-内模安装-顶板钢筋绑扎及预应力管道安装-混凝土浇注-预应力束张拉。5、主要施工方法、施工工艺及检算5.1、支架方案5.1.1、支架设计结构形式兰竹坪大桥2#、3#墩0#块均采用三角托架搭设,三角托架主梁与下支撑梁采用在薄壁空心墩上预埋I32b型钢作为牛腿,斜撑采用I32b制作,斜撑与主梁、斜撑与托梁均采用焊接连接,焊接部位均采用钢板对焊。主梁上铺I18型钢(间距0.5m)作为次梁,次梁上设置A48(壁厚3.5mm
6、)的钢管架,管架间距、步距均为0.5m,立杆在腹板处横桥向加密,横向步距调整为0.25m。立杆顶面设置可调顶托,顶托与模板接触面空隙部位采用三角形木楔填塞密贴。为满足现浇施工时支架的稳定性要求,三角形钢托架之间的连接要牢固,将横向次梁与三角托架主梁焊接,次梁顶部再用B20钢筋焊接(间距1m),使之形成整体。同时为保证次梁上部脚手架立杆的稳定性,在次梁上按照立杆间距(5050cm)焊接B20钢筋头,作为立杆的定位装置,待浇筑砼前,再将立杆钢管与次梁焊接牢固。钢管支架每排设置扫地杆、每隔34道纵、横向设剪力撑加固,保证支架整体稳定性。5.1.2、支架检算5.1.2.1、荷载取值1)悬臂端重:悬臂长
7、度3.5m,实际0#块浇筑前剩余长度为2.5m,混凝土体积为31m3,则其重量为3126.5=821.5kN,安全系数取1.2,取985.8kN。2)悬臂端底模、次梁、钢管支架、次梁顶面20钢筋重量:底模重量1795kg;次梁7根9m长I18型钢重量1521kg;钢管支架重量348.4kg;次梁顶面20钢筋重量111kg。合计3775.4kg, 安全系数取1.2,取45.3kN。3)侧模(含翼缘板、模板加固架)重:1.5kN/m22.562=45kN,安全系数取1.2,取54kN。4)内模及支撑重(内模采用竹胶板、方木、A48钢管架):取30kN。5)施工活载由作业人员荷载及机、料、具、混凝土
8、捣固及混凝土浇筑冲击荷载均按2.5kN/m2,翼板宽4.5m。合计4.52.5(2.5+2.5+2.5)=84.4kN,取85kN。6)托架自重:主梁I32b型钢每根4.5m,每米重量57.741kg,斜撑I32b型钢每根2.24m。合计6.7457.741=389.2kg,取40kN。则0#块悬臂端总重为:1240kN。5.1.2.2、满堂支撑架检算1)计算参数采用483.5钢管,其截面特性为:截面积A=4.89cm,截面模量W=5.08cm,回转半径i=1.58cm。2)立杆极限承载力计算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2011)计算立杆稳定性相关公式,计算极限承
9、载力如下。a.步距h =0.5m立杆计算长度,非顶部立杆段:l02 = k2h =1.1554.7440.5 =2.74m顶部立杆段:l01 = k1(h+2a) =1.1551.839(0.5+2a)令l01 = l02 ,得a = 0.4m长细比 = l0 / i = 274/1.58 = 173.4 = 210查表得,= 0.236不考虑风荷载参与组合时,N = A f = 0.236489205 = 23658N=23.6kN即,步距h =0.5m、立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点(模板底部)的长度a0.4m时,每根立杆分担的最大荷载不超过23.6kN。b.步距h = 0.25m立杆计
10、算长度,非顶部立杆段:l02 = k2h =1.1554.7440.25 =1.37m顶部立杆段:l01 = k1(h+2a) =1.1551.839(0.5+20.2) = 1.912m长细比 = l0 / i = 191.2/1.58 = 121 = 210查表得,= 0.446不考虑风荷载参与组合时,N = A f = 0.446489205 = 44709N=44.7kN即,步距h =0.25m、立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点(模板底部)的长度a0.2m时,每根立杆分担的最大荷载不超过44.7kN。3)立杆承载力检算a.箱梁截面底板下,立杆纵距la = 0.5m、横距lb = 0.4
11、m时,单根立杆承担的混凝土重量:1.20.50.41.06526.5 =6.8kN;取每根立杆承担其他荷载为5kN。则每根立杆承担总荷载为11.8kN 23.6kN,满足要求。b.箱梁截面腹板下,立杆纵距la = 0.5m、横距lb = 0.4m时,单根立杆承担混凝土重量:1.20.40.5626.5 = 38.2kN;取每根立杆承担其他荷载为5kN。则每根立杆承担总荷载为43.2kN 44.7kN,满足要求。5.1.2.3、次梁检算1)计算参数次梁采用I18工字钢,截面特性为:截面积A=30.6cm2,惯性矩I=1660cm4,截面模量W=185cm,面积矩S=106.5cm3,腹板厚tw
12、= 0.65mm。2)换算荷载及内力计算结果由于对称,取次梁一半进行计算。纵桥向,次梁间距为0.5m,传递至次梁的荷载换算为均布荷载,如下图所示(单位:kN/m):分析计算结果如下:反力(kN):弯矩(kNm):剪力(kN):挠度(mm): 3)承载力及挠度检算抗弯强度:Mmax / ( W ) =18.8106/(1.05185000)=96.8MPa f = 215 MPa满足要求。抗剪强度: = VmaxS/(Itw) = 50106.5106/(16601046.5) = 49.4 MPa fv = 125 MPa满足要求。挠度: = 3.4mm l / 400 = 2500/400
13、= 6.25mm,满足要求。5.1.2.4、托架检算1)计算参数主梁、斜撑、下托梁均为I32b工字钢,截面特性为:截面积A=73.4cm2,惯性矩I=11620cm4,截面模量W=726cm,面积矩S=426cm3,腹板厚tw = 1.15cm,回转半径i =12.6cm。2)作用荷载及内力计算结果次梁传递给主梁的荷载,腹板下方(最外侧一根)为最不利。主梁所受最不利荷载如下图所示(kN):分析计算结果如下:主梁、托梁弯矩(kNm):主梁、托梁剪力(kN): 斜撑轴力(kN):挠度(mm):3)承载力及挠度检算主梁、托梁抗弯强度:Mmax / ( W ) =133.1106/(1.0572600
14、0)=174.6MPa f = 215 MPa满足要求。主梁、托梁抗剪强度:= VmaxS/(Itw) = 353.4426106/(1162010411.5) = 112.7 MPa fv = 125 MPa满足要求。斜撑轴向受压稳定强度:长细比 = l0 / i = 3330/126 = 26.4,a类截面,查表得 = 0.969N/(A) = 469103 / (0.9697340) = 65.9 MPa f = 215 MPa满足要求。挠度: = 2.5mm H = 310 kN,即钢板和斜撑I32a工字钢的焊接连接强度满足要求。钢板与钢板连接检算钢板与钢板的连接,包括螺栓受剪连接和焊
15、接连接。1)螺栓连接计算(按C级普通螺栓计算)每个螺栓的受剪承载力:Nvb = nv d2 fvb/4 = 13.14222140/4 = 53192 N = 53 kN每个螺栓的承压承载力:Ncb = d t fcb = 2220305 = 134200 N = 134 kN 53 kN则4个螺栓的承载力为N螺栓 = 453 = 212 kN。2)焊接连接计算设计一块钢板尺寸为284mm570mm,另一块钢板尺寸为264mm550mm,方便采用角焊缝进行焊接连接。(1)侧面角焊缝承载力:单侧的侧面角焊缝长度为550 mm,取焊脚尺寸hf = 8 mm,则角焊缝计算长度lw1 = 550-28
16、 = 534 mm。N侧 = he lw ffw = 0.7hf 2lw1 ffw = 0.782534160 = 956928 N = 957 kN(2)正面角焊缝承载力:单侧的正面角焊缝长度为264 mm,取焊脚尺寸hf = 8 mm,则角焊缝计算长度lw1 = 264-28 = 248 mm。N正 = he lw f ffw = 0.7hf 2lw1f ffw= 0.7822481.22160 = 542188 N = 542 kN则N焊缝 =N侧 + N正 = 957+542 = 1499 kN。根据上述计算,N螺栓 + N焊缝 = 212+1499 =1711 kN H = 310
17、kN,即钢板和钢板的连接强度满足要求。钢板与主梁、托梁焊接连接检算钢板和主梁、托梁I32a工字钢焊接连接,水平分力由工字钢翼缘板的侧面角焊缝和正面角焊缝共同承担。1)侧面角焊缝承载力:采用较小的钢板尺寸264mm550mm进行计算,单侧侧面角焊缝长度为550 mm,取焊脚尺寸hf = 8 mm,则角焊缝计算长度lw1 = 550-28 = 534 mm。N侧 = he lw ffw = 0.7hf 2lw1 ffw = 0.782534160 = 956928 N = 957kN2)正面角焊缝承载力:I32a工字钢翼缘宽度为130mm,单侧正面角焊缝长度为130 mm,取焊脚尺寸hf = 8
18、mm,则角焊缝计算长度lw1 = 130-28 = 114 mm。N正 = he lw f ffw = 0.7hf 2lw1f ffw= 0.7821141.22160 = 249231 N = 249 kN根据上述计算,N侧 + N正 = 957+249 = 1206 kN H = 310 kN,即钢板和主梁、托梁I32a工字钢的焊接连接强度满足要求。5.1.3、施工注意事项三角托架水平梁、斜撑杆与预埋需注意预埋时的精度,应用全站仪进行放样,并用水准仪控制其埋设高程;三角托架与其上横桥向次梁要求焊接牢固,同时在次梁上部采用20圆钢每间距一米进行焊接,并在工字钢腰部采用方木顶紧,防止次梁滑动。
19、三角托架上满堂支架采用钢管483.5,应当进行认真检查,立杆应逐根检查其垂直度、厚度、是否有损伤等。施工前应作好测量工作,在现场按设计准确放样,特别三角托架预埋件、横桥向分配梁、钢管立柱等的位置准确;各构件加工、安装要满足设计要求。立杆钢管支撑在横桥向18工字钢次梁上,为防止其滑动,在次梁上焊接长22钢筋头(竖直),防止钢管滑动。钢管架必须设置纵、横扫地杆,距底座小于10cm的立杆上;纵向水平杆宜设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨,其对接或搭接扣件应交错布置,搭接长度不应小于1米,并应等间距设置3个旋转扣件固定;立杆上部采用顶托并搭接连接,立杆上的扣件接头应交错布置,搭接长度大于1米,立杆必须
20、垂直,腹板下350cm范围内立杆扣件至少6个,其他部位立杆扣件至少4个,立杆下部采用对接连接,注意钢管接头不得在同一平面,应错开搭接;为加强支架的整体稳定性,桥墩两侧支架采用483.5钢管连接抱箍在桥墩上;要认真检查每根立杆底部是否接触密贴,立杆架立是否垂直,各个扣件是否连接牢固;小钢管满堂支架必需设置横向剪刀撑,每根剪刀撑跨越立杆的根数必须大于5根,与地面的倾角为4560之间,纵向剪刀撑沿横向每隔3排支架立杆设置一道,横向剪刀撑沿纵向每隔3米设置一道。搭设前测量人员用全站仪放出箱梁在地基上的竖向投影线,并用油漆标示出来。根据中心线向两侧对称布置小钢管满堂支架。钢管支架上设置顶托。根据梁底高程
21、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。顶托伸出量控制在15cm以内;6、预压方案兰竹坪大桥连续梁0号段长12m(横向尺寸为:箱梁底宽4.5m,翼缘外挑1.0m,箱梁顶宽6.5m),共181.2m3砼。采用托架现浇,其中中部7m(计119.1 m3砼)位于墩身上(墩身100cm倒角已浇筑),两端悬臂箱梁各长2.5m(两侧共计62.1 m3砼);采用两次浇注,第一浇注高度为3.6m,砼约91m3)。6.1、预压总体方案因中部7m位于墩身上,箱梁施工时,其挠度可视为0,其施工是绝对安全的,不用预压。箱梁悬臂部分支架施工存在结构安全及施工挠度,因此只对悬臂支架进行
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