馬過河大橋拱圈現澆支架方案

1、盤縣英武至大山公路工程馬過河大橋拱橋現澆施工組織設計盤縣英武至大山公路工程項目部2011年4月7馬過河大橋施工組織方案第一章 拱圈現澆支架方案 1 工程概況馬過河大橋是六盤水市盤縣英武至大山公路改造線路上的一座大型橋梁，于K3+060.5跨越馬過河峽谷，并于K3+015及K3+085處跨越縣道210，橋梁處于直線上，起點樁號：K2+080.5，終點樁號：K3+140.5，橋梁全長160m，上部結構為主跨120m箱型拱橋，拱上為8m和16m空心板結構，空心板布跨為16m+8×8m+8×8m+16m。橋梁橫斷面布置為：0.5m（防撞護欄）+8.0m（行車的）+0.5m（防撞護欄

2、），總寬9.0m。拱上墩柱采用單排矩形柱式橋墩，其中2#、18#過渡墩邊長為1.2m矩形截面，拱上3#-17#墩柱為邊長1.0m矩形截面；橋臺采用接蓋梁形式，樁基直徑為1.5m。本橋主橋計算跨徑為120m的上承式鋼筋混凝土拱橋，失高20m，矢跨比為1/6，拱軸線采用懸鏈線，拱軸系數為1.542.主拱圈截面為單箱雙室截面，截面高2.5m，頂、底板均為30cm，復變寬50cm。隔板寬40cm；拱上為單排柱式橋墩，考慮到拱上墩柱的穩(wěn)定性，拱上墩柱高于10m的均設置一道橫系梁，橫系梁設計位置為1/2墩高處，橫系梁尺寸為100cm×80cm，拱上立柱為邊長100cm的矩形墩柱，柱底設置橫向通常

3、的底座，底座中心高100cm，拱座上過渡墩立柱為邊長120cm矩形墩柱，橋面主梁為16m和8m預制空心板結構。拱座為擴大基礎，橫橋向寬974cm，比主拱圈兩邊各寬50cm，拱座高850cm，分四個臺階設計，拱座持力層為中風化玄武巖。拱圈是拱橋的主要承重結構，是整個拱橋施工的關鍵環(huán)節(jié)。本工程根據實際情況擬采用樁基礎結合混凝土墩柱及滿堂支架法施工。在搭設拱架前進行樁基位置放線確定，其具體施工方案如下2具體方案2.1地基處理現澆結構支架體系關鍵部位是橋下基礎處理，現澆拱圈結構全長范圍內地基承載力應滿足所承受的全部荷載，保持支架不產生變形，不發(fā)生地基沉陷現象。本橋地基處理具體采用三種方式：2.1.1

4、樁基礎根據本橋所處地理、地質情況，靠近河床處支架基礎采用樁基礎，樁基礎直徑為1.5m，縱橋向間距為15m，橫橋向間距為3.92m，即縱橋向布置兩列樁基，橫橋向布置3列樁基，樁基頂部設置190×190×100cm承臺，為保證鋼管的穩(wěn)定性，在承臺頂端預埋130cm厚2cm鋼板，鋼管與承臺預埋板焊接，四周使用三角板加強；具體施工方法見現澆拱圈支架布置設計圖、現澆拱圈支架側面布置設計圖；其樁基施工及承臺具體施工方法按常規(guī)處理，此不贅述。鋼管支架基礎大樣圖2.1.2 支架擴大基礎根據橋梁支架基礎所處地質情況，處于斜坡上的支架基礎均可采用混凝土擴大基礎，混凝土基礎嵌入巖層，結構尺寸為2

5、50×250×200cm，混凝土標號為C30，與混凝土樁基礎一致，在擴大基礎頂端設置預埋板，并與支撐鋼管焊接。2.1.3 局部地基處理依據本橋地形，部分支架可直接采用落地支架，其地基應使用混凝土封面，以保證地基不發(fā)生沉降。地基平整完成后，使用C15混凝土澆筑封面層，其厚度控制在5cm左右，在扣管支架底部設置30×30×15cm預制混凝土塊，以分配每根碗扣支架的豎向荷載。2.2支架安裝樁基頂端設置190×190×100cm承臺，承臺上端設置R=65cm厚2cm預埋鋼板，預埋板上端采用800mm鋼管支架做立柱，鋼管底與承臺預埋鋼板焊接并增

6、加加勁板，鋼管頂端設置R=45cm厚2cm封頭鋼板，鋼板四周焊接加勁板，根據受力分析，拱圈橫向設置三根鋼管立柱，鋼管長度根據地形布置，鋼管接長使用焊接，接長焊接必須符合鋼結構技術規(guī)范之要求，鋼管間使用800mm鋼管橫、縱相貫連接，以保證鋼管支架的穩(wěn)定性。具體設計詳見現澆拱圈支架側面布置設計圖、現澆拱圈支架細部設計圖。根據拱圈的特點并保證支架拱弧的調節(jié)和卸架，鋼管支架頂端擬采用腳手架，支架上用木拱架調整拱形。在鋼管頂端設置3根一組I56工字鋼，為保證工字鋼側向穩(wěn)定，使用加勁三角板與鋼管頂封頭板焊接，工字鋼單根長度11.84m；在工字鋼頂設置縱向分配梁，因縱向跨徑較大（15m），故采用貝雷梁作縱向

7、承重梁，為適應拱圈設計布置，在拱圈腹板位置設置3列貝雷梁，其余空心位置設置兩列貝雷梁，共13列承重桁架。鋼管及貝雷梁頂端布置大樣貝雷梁頂端設置I25橫向分配梁，為滿足貝雷梁節(jié)點受力，橫向分配梁間距設置為75cm，滿足碗扣腳手架正壓力承載于貝雷梁節(jié)點上。因拱圈腹板處荷載較大，故在設置碗扣架的搭設過程中考慮了偏載作用，在腹板底碗扣架橫向間距設置為30cm，其余部分均設置60cm間距。腳手架鋼管規(guī)格為48 mm×3.0 mm，立桿上下均設可調節(jié)頂托，頂托上先鋪設10 cm×15 cm方木，方木上搭設木拱架，木拱架由10 cm×10 cm方木制作而成?？烧{頂托調節(jié)高度應滿

8、足底模調整及脫架的凈高要求：托板頂距鋼管頂口距離約為16 cm，且底模調整就位后須保證頂托至少有12 cm的下調絲扣空間?？烧{頂托安裝前，應用機油清洗并將絲扣整個活動一遍，以保證安裝后的可用性與靈活性。施工時，技術人員應根據各點主拱底面標高值，扣除底模、木拱架尺寸并加上支架本身預拱值，定出支架頂托的標高。在安裝可調頂托過程中，應控制可調頂托伸出鋼管的長度不大于1/3頂托全長。由于支架高差變化較大，為加強支架的穩(wěn)定性，支架縱、橫向設置斜撐，斜桿與水平面夾角宜在45 º60 º之間，水平投影寬度在4 m8 m之間，斜撐均采用旋轉扣件搭接連接，扣件螺栓應采用專用扳手施擰，斜桿搭接

9、長度不小于0.4 m，搭接采用旋轉扣件至少兩道。木拱架之間采用拉桿、頂桿和斜撐來加強橫向連接。扣管支架安裝大樣鋼管及扣件、可調頂托配套且應符合質量標準。鋼管應順直、無裂紋、無損傷、規(guī)格統(tǒng)一、初始彎曲不得大于1/1 000；頂托調節(jié)絲扣應完好，不得碰傷絲，并須涂黃油保存，不得銹蝕。支架安裝操作及驗收嚴格按操作規(guī)程進行。支架頂部設計大樣第二章 現澆支架計算書一、模板支架荷載標準值(軸力):作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。1.靜荷載標準值包括以下內容：(1)腳手架的自重(kN)：NG1 = 0.149×21.000 = 3.127 kN；鋼管的自重計算參照扣件式規(guī)范附錄A

10、雙排架自重標準值(2)模板的自重(kN)：NG2 = 0.350×0.300×0.750 = 0.079 kN；(3)鋼筋混凝土自重(kN)：NG3 = 25.000×2.500×0.300×0.750 = 14.063 kN；經計算得到，靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3 = 17.268 kN；2.活荷載為施工荷載標準值與振倒混凝土時產生的荷載。經計算得到，活荷載標準值 NQ = (3.000+2.000 ) ×0.300×0.750 = 1.125 kN；3.不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N

11、= 1.2NG + 1.4NQ = 22.297 kN；二、立桿的穩(wěn)定性計算:立桿的穩(wěn)定性計算公式:其中 N - 立桿的軸心壓力設計值(kN) ：N = 22.297 kN；- 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數,由長細比 lo/i 查表得到；i - 計算立桿的截面回轉半徑(cm) ：i = 1.58 cm；A - 立桿凈截面面積(cm2)：A = 4.89 cm2；W - 立桿凈截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3；- 鋼管立桿抗壓強度計算值 (N/mm2)；f- 鋼管立桿抗壓強度設計值 ：f =205.000 N/mm2；Lo- 計算長度 (m)；考慮到高支撐架的安全因素，適宜由以下公式

12、計算lo = k1k2(h+2a)k1 - 計算長度附加系數取值1.243；k2 - 計算長度附加系數，h+2a = 1.600，取值1.061 ；立桿計算長度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.243×1.061×(1.200+0.200×2) = 2.110 m；Lo/i = 2110.117 / 15.800 = 134.000 ；由長細比 Lo/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數= 0.376 ；鋼管立桿受壓強度計算值 ；=22296.780/（0.376×489.000） = 121.268 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 121.

13、268 N/mm2 小于 f = 205.000滿足要求！三、結構建模模型支架結構模型支架受力模態(tài)四、鋼管受力分析通過SAP2000建模受力分析，該現澆支架方案中，800mm鋼管支架所受最大軸力為2262.19KN，故鋼管應力計算如下：因支撐鋼管只受軸心壓力，故鋼管不產生彎矩，其計算如下：1、鋼管驗算截面的計算面積：2、鋼管的法向應力：故安全五、鋼管頂橫橋向I56工字鋼受力分析因考慮橫橋向分配梁受力較大，所以使用3根56工字鋼組合成橫向分配梁，工字鋼與鋼管頂封頭鋼板焊接，并增加穩(wěn)固三角板，保證其穩(wěn)定性。通過建模計算，其橫向分配梁各種最大受力參數如下：2I45a工字鋼力學性能型號截面面積A（cm

14、2）慣性矩I（cm4）抗彎截面模量W（cm3）靜面矩S（cm3）容許彎曲應力【】（Mpa）容許剪應力【】（Mpa）3I56b4412055007339.334501701101、分配梁應力計算：2、分配梁3I56工字鋼截面腹板厚度：b3×11.5mm 34.5mm3、分配梁剪應力：經SAP2000分析，其中一根分配梁最大剪力為：568.848KN；4、分配梁撓度：根據SAP2000計算，底層縱向分配梁撓度為0.1mm，取容許撓度L/400計算：經過分析，分配梁設計合理。六、貝雷梁受力分析單片貝雷梁建模如下：單排貝雷梁立體模型通過建模計算，其貝雷梁在最大荷載作用下，其貝雷梁下弦桿最大受

15、力參數如下：查表得貝雷梁下弦桿（210槽鋼）截面模量W=39660×2=79320mm3，故貝雷梁弦桿最大應力為：其軸力與撓度均較小，故能滿足施工要求。為滿足貝雷梁受力結構的要求，支架頂層橫向I25工字鋼分配梁布置為75cm，其安全系數較大，此不作計算。七、扣管支架受力分析本方案扣管支架橫橋向在拱肋位置布置間距為30cm，其余位置布置為60cm，縱橋向布置間距均為75cm，豎向桿步距為120cm，縱向擬每排支架均布置剪刀撐，橫向150cm布置一組剪刀撐，滿足支架的穩(wěn)定。1、新澆注混凝土自重（混凝土自重選用26KN/m3，分項系數1.2）新澆注拱圈混凝土總方量為1272.01m3，故：

16、N=1272.01×26×1.2=39686.4KN；拱圈底面積=拱圈弧長×拱圈底寬=127.25×8.74=1112.165m2按均布荷載計算得：P1=39686.4/1112.165=35.69 KN/m22、施工人員及設備荷載標準值（分項系數1.4）支架、立柱計算：P2=1.0 KN/m2×1.4=1.4 KN/m2。3、傾倒混凝土的荷載標準值（分項系數1.4）導管灌注：P3=2.0 KN/m2×1.4=2.8 KN/m2。4、模板自重（取竹材容重9 KN/m3，分項系數1.2）竹膠板：P4=9.0KN/m3×0.01

17、4m×1.2=0.15 KN/m2。5、方木自重（取木材容重最大值7 KN/m3，分項系數1.2）10cm×10cm方木：P5=7.0KN/m3×0.01m2×1.2=0.08 KN/m2；本扣管支架所使用鋼管為48mm×3mm截面，其截面面積為424mm2，其累計荷載為：q=（P1+P2+P3+P4+P5）×1×1=(35.69+1.4+2.8+0.15+0.08)×1×1=40.12KN強度計算：=q÷A=40.12×103÷(424×10-6)=94.623 (MPa)容=140 MPa八、地基承載力檢算本現澆拱圈方案部分采用擴大基礎，其基礎面積為：A=2500