桥梁上部结构施工方案#天津.doc
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1、某某生态城中生大道跨蓟运河故道桥梁工程桥梁上部结构施工方案编制: 审核: 审批: 某某集团第五工程有限公司某某年六月十日某某生态城中生大道跨蓟运河故道桥梁工程桥梁上部结构施工方案一、编制依据 (一)设计文件某某生态城中生大道跨蓟运河故道桥梁工程岩土工程勘察报告(详细勘察)(天津市政工程设计研究院 2009.09);某某生态城中生大道跨蓟运河故道桥梁工程桥梁工程设计说明及图纸(天津市市政工程设计研究院 某某.03);(二)有关规范及标准建设工程施工质量检验统一标准 (GB50300-2001);天津市市政工程施工技术规程(桥梁工程部分) (DB29-75-2004);混凝土结构工程施工质量验收规
2、范 (GB502042002);钢筋焊接及验收规程 (JGJ18-2003);公路桥涵工程施工技术规范 (JTJ041-2000);国家现行相关施工及验收规范、规程、质量技术标准,以及天津地区在安全文明施工、环境保护等方面的规定。二、编制范围本方案主要介绍某某生态城起步区中生大道跨蓟运河故道桥梁工程桥梁上部结构支架体系、钢筋工程、模板工程、混凝土工程施工方法与施工工艺。三、工程概况本工程位于生态城规划国家动漫产业园的东北侧,为规划的城市主干道中生大道向北跨越蓟运河故道处,向南与生态城中的汉北路(中新大道)、中央大道相连接,可沟通塘沽、开发区、汉沽等区域,向北可沟通03片区,是生态城内跨蓟运河故
3、道的重要节点之一。施工范围为中生大道自北向南跨越蓟运河故道落地后与现状中新大道(汉北路)相接,全长925m,其中主桥(壳体结构)297m,引桥175m,引路及道路搭接段为453m。本工程桥梁跨蓟运河故道,主桥(4#10#墩)为跨径40.5m+54m4+40.5m的鱼腹式变截面连续箱梁;北侧引桥(0#4#墩)为跨径25m4的预应力混凝土连续梁,南侧引桥(10#13#墩)为跨径25m3的预应力混凝土梁。四、地质条件因北引桥处于吹填区,不具备钻探施工条件,勘察单位未提供北引桥0#3#墩位置地质勘察报告。主桥4#10#墩承台围护结构范围内地质条件见表1表7(详见勘查报告),南引桥1113#墩位置地质条
4、件见地质勘查报告。 表1 4#墩地质条件 单位:m标高厚度深度岩土名称岩土描述2.43-0.172.602.60淤泥灰色,含有机质,流塑状态-0.17-2.772.605.20粉质黏土灰色,含云母、有机质,砂黏交互,砂性大-2.77-5.072.307.50粉土灰色,含云母、有机质,稍密状态-5.07-8.773.7011.20粉土灰色,含云母、有机质、大量贝壳,稍密状态-8.77-10.071.3012.50粉砂灰色,含云母、有机质,稍密状态-10.07-12.072.0014.50粉土灰色,含云母、有机质,稍密状态 表2 5#墩地质条件 单位:m标高厚度深度岩土名称岩土描述2.000.73
5、1.271.27淤泥灰色,含有机质,流塑状态0.73-0.170.902.17粉土灰色,含有机质,稍密状态-0.17-1.171.003.17淤泥质黏土灰色,含有机质,流塑状态-1.17-3.872.705.87粉质黏土灰色,含云母、有机质、贝壳,砂黏交互-3.87-5.171.307.17粉土灰色,含云母、有机质,稍密状态-5.17-10.875.712.87粉土灰色,含云母、有机质,稍密状态 表3 6#墩地质条件 单位:m标高厚度深度岩土名称岩土描述1.40-3.014.414.41淤泥灰色,含有机质,流塑状态,高压缩性-3.01-6.713.708.11淤泥质土灰色,含有机质,流塑状态,
6、高压缩性-6.71-9.012.3010.41粉土灰色,含大量贝壳-9.01-11.012.0012.41粉土灰色,含云母、有机质,稍密状态,中压缩性 表4 7#墩地质条件 单位:m标高厚度深度岩土名称岩土描述1.10-6.768.868.86淤泥灰色,含有机质,流塑状态 -6.76-7.761.009.86淤泥质土灰色,含有机质,流塑状态 -7.76-8.761.0010.86粉土灰色,含云母、有机质、贝壳,稍密状态-8.76-11.462.7013.56粉质黏土灰色,含云母、有机质、贝壳,软塑状态,砂黏结合 表5 8#墩地质条件 单位:m标高厚度深度岩土名称岩土描述1.30-5.596.8
7、96.89淤泥灰色,含有机质,流塑状态,高压缩性-5.59-6.591.007.89淤泥质黏土灰色,含有机质,流塑状态,高压缩性 -6.59-9.893.3011.19粉土灰色,含云母、有机质、贝壳,稍密状态,中压缩性-9.89-14.895.0016.19粉质黏土灰色,含云母、有机质、贝壳,可塑软塑状态,中高压缩性 表6 9#墩地质条件 单位:m标高厚度深度岩土名称岩土描述1.90-1.593.493.49淤泥灰色,含有机质,流塑状态-1.59-2.591.004.49淤泥质黏土灰色,含有机质,流塑状态-2.59-4.893.307.79粉土灰色,含云母、有机质、贝壳,稍密状态-4.89-5
8、.891.008.79粉砂灰色,含云母、有机质、贝壳,稍密状态-5.89-7.892.0010.79粉土灰色,含云母、有机质、贝壳,稍密状态,局部夹黏土-7.89-12.895.0015.79粉土灰色,含云母、有机质、贝壳,稍密状态,砂黏交互状态,偏粘 表7 10#墩地质条件 单位:m标高厚度深度岩土名称岩土描述3.530.333.203.20素填土黄褐色,含铁质、小贝壳,均匀,可塑状态0.33-4.975.308.50粉土灰色,含云母、有机质、局部含贝壳,稍密状态,局部粘粒含量高-4.97-5.971.009.50粉质黏土灰色,含云母、有机质,砂黏交互-5.97-7.972.0011.50粉
9、土灰色,含云母、有机质,稍密状态-7.97-8.971.0012.50粉质黏土灰色,含云母、有机质,砂黏交互 -8.97-9.971.0013.50粉土灰色,含云母、有机质,稍密状态五、主桥、引桥施工流程(一)主桥连续箱梁施工段划分主桥(4#10#墩)为跨径40.5m+54m4+40.5m的鱼腹式变截面连续箱梁,根据设计要求,每幅桥分五个施工阶段施工,具体施工流程见下图,主桥上部结构施工段划分见图1。1、主桥连续箱梁施工流程第一步 在钢模板上浇注如图部分箱梁,待混凝土强度和弹性模量达到100%时,张拉预应力钢束:N1N5、N33、N34,封锚。第二步 在钢模板上浇注如图阴影部分箱梁,待混凝土强
10、度和弹性模量达到100%时,张拉预应力钢束:N6N10、N16N20、N32、N35,封锚。第三步 在钢模板上浇注如图阴影部分箱梁,待混凝土强度和弹性模量达到100%时,张拉预应力钢束:N11N15、N21N25、N31,封锚。第四步 在钢模板上浇注如图阴影部分箱梁,待混凝土强度和弹性模量达到100%时,张拉预应力钢束:N26N30,封锚。第五步 浇注防撞护栏,铺设桥面钢筋网,浇注桥面铺装混凝土2、主桥连续箱梁施工段划分根据主桥施工流程,主桥连续箱梁分四个施工段进行施工,如图1所示。图1 主桥施工段划分(二)南引桥连续箱梁施工段划分1、南引桥连续箱梁施工流程第一步 在满堂支架上浇注如图部分箱梁
11、,待混凝土强度和弹性模量达到100%时,张拉预应力钢束:N1、N2,封锚第二步 在满堂支架上浇注如图阴影部分箱梁,待混凝土强度和弹性模量达到100%时,张拉预应力钢束:N3N9,封锚第三步 由跨中向支点逐步拆除全部支架第四步 浇注防撞护栏,铺设桥面钢筋网,浇注桥面铺装混凝土2、南引桥连续箱梁施工段划分根据南引桥施工流程,南引桥箱梁分两个施工段,即第一次施工1112#墩之间箱梁(37m),第二步施工1011#墩之间(19m)、1213#墩之间连续箱梁(19m)。图2 南引桥施工段划分(三)北引桥连续箱梁施工段划分1、北引桥连续箱梁施工流程第一步 在满堂支架上浇注如图部分箱梁,待混凝土强度和弹性模
12、量达到100%时,张拉预应力钢束:N1、N2,封锚第二步 在满堂支架上浇注如图阴影部分箱梁,待混凝土强度和弹性模量达到100%时,张拉预应力钢束:N3N9,封锚第三步 由跨中向支点逐步拆除全部支架第四步 浇注防撞护栏,铺设桥面钢筋网,浇注桥面铺装混凝土2、北引桥连续箱梁施工段划分根据北引桥施工流程,北引桥箱梁分两个施工段,即第一次施工13#墩之间箱梁(62m),第二步施工01#墩之间(19m)、34#墩之间连续箱梁(19m)。图3 南北引桥施工段划分六、主桥支架体系搭设(一)支架体系布置图根据现场实际条件,本工程施工时,在主桥69#墩之间(即第一、第二施工段)支架体系采用钻孔灌注桩、盖梁、贝雷
13、梁作为支架体系基础;主桥46#墩、910#墩之间因淤泥深度较小,采用素土换填、戗灰的方式对地基进行处理,将经处理后满足地基承载力要求的地面作为支架搭设平台。支架体系采取三排钻孔灌注桩、一层贝雷梁方式,见图4、5、6。图4 主桥支架体系纵断面图图5 主桥89#墩之间支架体系平面图图6 主桥67#、78#墩之间支架体系平面图(二)设计计算主桥支架体系计算次序为:箱梁钢筋砼重量、组合钢模重量计算根据目前现场条件绘制支架体系图计算支架体系立杆轴向力、稳定性计算贝雷梁杆件轴力、稳定性、变形量计算钻孔灌注桩个数、间距、桩径、桩长根据计算结果优化设计。1、半跨箱梁钢筋混凝土、组合钢模重量表8 半跨箱梁钢筋混
14、凝土、组合钢模重量模板编号A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10宽度(m)32.42.42.41.833333钢筋砼重321.89128.37120.28146.776.84108.37109.1489.7385.5792.92钢模重(t)23.118.518.211.910.81513.913.312.512.42、碗扣式脚手架立杆轴向力、稳定性计算本工程组合钢模下采用碗扣式脚手架,横、纵向间距为60cm60cm,步距为1.2m,在中横梁、边横梁、中隔板、腹板处采用套搭的方式加密布置。下面根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范对脚手架稳定性进行验算:(1) 立杆轴向力 N=1.2(NG1+
15、NG2)+1.4NQK NG1 脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG2 脚手板及构配件自重标准值产生的轴向力NQK 施工荷载标准值产生的轴向力总合由于本工程采用碗扣式脚手架,而且没有其他构配件,NG1值可忽略不计,此计算主要考虑施工荷载标准值产生的轴向力。振捣混凝土时产生的荷载标准值取2kN/m2,施工人员及设备荷载标准值取1kN/m2,组合钢模自重标准值、钢筋混凝土自重标准值见表9。表9 钢筋混凝土、组合钢模自重标准值(kN/m2)模板编号A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10宽度(m)32.42.42.41.833333钢筋砼65.832.830.737.526.222.222.318
16、.317.519钢模4.74.74.6533.73.12.82.72.562.54因本工程脚手架布置时,在中横梁、边横梁、腹板处脚手架采用套搭的方式加密布置,脚手架布置间距为30cm30cm。本方案计算时取A2片位置。NG2=0.60.64.7kN/m2=1.692kNNQK= 钢筋砼重量+振捣混凝土重量+施工人员设备重量= 0.60.6(32.8+2+1)=12.888kNN=1.21.692+1.412.888=20.074kN(2) 立杆的稳定性验算立杆的稳定性条件为: NAf 轴心受压杆件的稳定性系数,根据长细比值从建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范附录C表中取;A 钢管截面积,由碗扣式
17、脚手架安全技术规范附录B表中取4.89cm2;f 钢材抗压强度值,Q235钢抗压和抗弯强度设计值f =210MPa;=(h+2a)/i=(1.2+20.6)/0.0158=152由C表中取=0.301Af=0.3014.8910-4205103=30.2kNN=20.07430.2,符合立杆稳定性条件。3、贝雷梁杆件应力、挠度计算本工程贝雷梁选用321加强型贝雷梁。(1)贝雷梁尺寸图7 贝雷梁结构尺寸(2)贝雷梁单元性能桁架单元性能见表10。表10 贝雷梁单元杆件性能16Mn1025.4856016MnI89.5221016MnI89.5217116Mn钢拉、压、弯应力均为1.3210=273
18、MPa;剪应力为1.3160=208MPa。(3)计算模型根据贝雷梁上部荷载分布考虑梁的变形,采用midas结构分析软件建模分析,模型按钢桁梁考虑,上下弦杆件设计为梁单元,腹杆及竖杆设计为桁架单元,结构为二元平面结构。由于梁部两端的支承架设在主体桥墩的承台上,竖向刚度相对于梁部来说相当于无穷大,故模型不考虑梁端承台上的部分,选取中间节共45m,15个贝雷架桁片进行分析。贝类梁中间部位设两个支点,两侧边跨为9m,中间两跨为13.5m。图8 模型(左侧)图9 模型(右侧)(4)计算结果图10 贝雷梁梁单元应力根据图10可知,贝雷梁梁单元最大应力发生在支座位置,最大应力值为158MPa。因为158
19、MPa273MPa(16Mn钢允许应力),所以梁单元满足要求。.图11 贝雷梁桁架单元应力根据图11可知,贝雷梁桁架单元最大应力发生在支座位置,最大应力值为178MPa。因为178 MPa273MPa(16Mn钢允许应力),所以桁架单元满足要求。图12 贝雷梁沉降计算结果根据图12可知,贝雷梁最大位移发生在中跨跨中位置,最大挠度值为6.23mm。桁架单元沉降满足要求。综上所述,梁单元应力、桁架单元应力、挠度最大值均满足要求,即贝雷梁强度、刚度均满足要求。4、钻孔灌注桩个数、间距、桩径、桩长确定(1)荷载确定钻孔灌注桩上部荷载包括:施工荷载(包括混凝土浇筑荷载、施工人员、设备荷载)、箱梁钢筋混凝
20、土重量、组合钢模重量、碗扣式脚手架重量、贝雷梁重量、盖梁重量等。(2)设计计算钻孔桩纵向排数、布置间距,横向个数、布置间距计算利用Midas软件计算时已给出,钻孔桩沿顺桥向布置三排,垂直桥向半幅布置四根,如图13所示。钻孔桩桩长计算设计单桩承载力根据横梁模型计算得到的范例,分边排桩和中排桩计算。边排桩的最大单桩反力2420.8kN,中排桩的最大单桩反力为2278kN。表11 边排桩计算结果墩号计算桩长(m)桩身自重(kN)设计承载力(kN)容许承载力(kN)6#37.53462766.3752772.17#353142734.9592764.68#34.53082728.6762732.79#
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