馬岙大橋貝雷支架施工方案

1、工程報(bào)審表工程項(xiàng)目名稱：甬臺(tái)溫鐵路新建工程 施工合同段：標(biāo)段 編號(hào)致甬臺(tái)溫鐵路工程施工監(jiān)理標(biāo)段鐵二院監(jiān)理站（項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)）我單位根據(jù)施工合同的有關(guān)規(guī)定已編制完成馬岙大橋現(xiàn)澆箱梁滿堂支架變?yōu)樨惱字Ъ苁┕し桨?，并?jīng)我單位技術(shù)負(fù)責(zé)人審核批準(zhǔn)，請(qǐng)予以審查。附：馬岙大橋現(xiàn)澆箱梁貝雷支架施工方案承包單位（章） 負(fù) 責(zé) 人 日 期 專業(yè)監(jiān)理工程師意見(jiàn)：專業(yè)監(jiān)理工程師 日 期 總監(jiān)理工程師意見(jiàn)：項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)（章） 總監(jiān)理工程師 日 期 注：本表一式四份，承包單位兩份，監(jiān)理單位、建設(shè)單位各一份。甬 臺(tái) 溫 鐵 路馬 岙 大 橋32m現(xiàn)澆箱梁貝雷支架施工方案編制： 復(fù)核： 審核： 批準(zhǔn)： 中鐵十局集團(tuán)甬臺(tái)溫鐵路工

2、程指揮部2007年3月7日目 錄一、支架形式1二、結(jié)構(gòu)檢算41.翼緣板下部貝雷梁檢算52.腹板、底板下貝雷梁檢算63.貝雷梁下部型鋼橫梁驗(yàn)算74.鋼管立柱驗(yàn)算95.貝雷梁撓度106.支墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)檢算10三、滿堂式支架預(yù)壓及預(yù)拱度調(diào)整121、預(yù)壓目的122、預(yù)壓荷載計(jì)算和分布123、觀測(cè)點(diǎn)的布置144、加載施工155、沉降觀測(cè)156、數(shù)據(jù)計(jì)算、分析、整理187、預(yù)壓試驗(yàn)報(bào)告的整理18馬岙大橋現(xiàn)澆箱梁貝雷支架施工方案本橋梁體為現(xiàn)澆砼簡(jiǎn)支箱梁，橋址位于旱地內(nèi)及跨越兩座河溝。地質(zhì)為：表層為粗砂和含礫粉質(zhì)粘土，0=150kPa，厚12m；其下為粗圓礫土，稍密，0=350kPa；其下為0=400kPa的卵

3、石土、0=500kPa的漂石土、全風(fēng)化弱風(fēng)化的凝灰?guī)r，地質(zhì)較好。針對(duì)實(shí)際情況，為加快施工進(jìn)度，減少預(yù)壓工序，采用在跨中設(shè)明挖基礎(chǔ)作為支架下部結(jié)構(gòu)，兩側(cè)利用橋墩明挖基礎(chǔ)和承臺(tái)作為支架下部結(jié)構(gòu)，貝雷梁作支架。一、支架形式圖1 簡(jiǎn)支梁截面形式支架結(jié)構(gòu)具體見(jiàn)圖2、圖3、圖4。圖2 32m箱梁現(xiàn)澆支架縱向布置圖（單位：cm）如圖所示，32m箱梁現(xiàn)澆支架以4排橫向鋼管立柱及其基礎(chǔ)作為支架下部結(jié)構(gòu)，支承由16排縱向貝雷梁組成的上部梁跨結(jié)構(gòu)，組成梁柱式支架體系，翼板和腹板、底板下貝雷梁各排間分別用75號(hào)角鋼橫向連接。貝雷梁下兩端沿梁體橫斷面方向各設(shè)置1排鋼管立柱，每排5根，支承于相應(yīng)橋墩（臺(tái)）的承臺(tái)或基礎(chǔ)頂面

4、；貝雷梁跨中沿縱向?qū)ΨQ設(shè)置1排鋼管立柱7根，支承于跨中砼條形基礎(chǔ)頂面；每根鋼管立柱底部焊接一塊750mm×750mm×10mm的鋼板，以減少對(duì)承臺(tái)或基礎(chǔ)頂面的局部壓應(yīng)力；鋼管立柱規(guī)格均為外徑630mm，壁厚12mm。同一排的相鄰立柱間采用角鋼剪刀撐橫向連接，跨中兩排立柱間用剪刀撐做縱向連接，以增強(qiáng)立柱的整體穩(wěn)定性。每根鋼管立柱頂端設(shè)置一個(gè)落架砂箱，砂箱支承力不小于200t，沉落值不小于5cm。每排鋼管立柱頂設(shè)置通長(zhǎng)的橫向分配梁一根，以承托上部的縱向貝雷梁片。橫向分配梁為HW400×400熱軋H型鋼，長(zhǎng)14m。橫向分配梁上布置縱向貝雷梁，貝雷梁共計(jì)16排，均為單層不

5、加強(qiáng)梁片。貝雷梁沿梁體橫向布置形式為：兩側(cè)翼緣板下各設(shè)3排，橫向間距1.8m和1.5m；兩側(cè)腹板下各設(shè)3排，橫向間距0.6m；底板下設(shè)4排，橫向間距0.6m。模板底板厚（含肋）為14.8cm，貝雷梁頂面標(biāo)高平梁端梁底扣除模板厚后的標(biāo)高，跨中28.6m范圍采用I20工字鋼或20cm方木墊起調(diào)高，以保證梁體設(shè)計(jì)線形。詳見(jiàn)圖2、圖3和圖4。二、結(jié)構(gòu)檢算設(shè)計(jì)荷載：砼箱梁自重：G1=788t，其中翼緣板部分梁重：G2=209t側(cè)模和支架：G2=94t底模： G3=24.5t內(nèi)模及支架：G4=46.5t貝雷梁片桁架容許內(nèi)力和幾何特性見(jiàn)下表：表1 貝雷梁桁片容許內(nèi)力表容許內(nèi)力表2 貝雷梁桁片幾何特性表結(jié)構(gòu)構(gòu)

6、造1.翼緣板下部貝雷梁檢算(1)支架結(jié)構(gòu)特性 三排單層貝雷梁慣性矩I=751491.6cm4，截面抵抗彎矩W=10735.6cm3，最大彎矩M=2246.4kN·m，最大剪力T=698.9kN。(2)荷載計(jì)算模板及支架自重，G=94/2t=470KN新澆砼重量，G=104.5=1045KN貝雷梁自重,0.9KN/m每米荷載重量：q=(4701045)/32.60.9×3=49.2kN/m(3)支架受力圖示貝雷梁看作2跨連續(xù)梁，圖示如下： 計(jì)算結(jié)果最大彎矩產(chǎn)生在中間的支點(diǎn)上：M max=0.125ql2=0.125×49.2×14.22=1240.1kN&

7、#183;mMmax=2246.4kN·m最大剪力產(chǎn)生在中間的支點(diǎn)上，T max =0.625ql=0.625×49.2×14.2=436.7kNT max=698.9kN撓度f(wàn)=0.00521ql4/(EI)=0.00521×49200×14.24/(2.1×1011×751491.6×10-8)×103=6.6mmL/1000=14.5mm由上檢算，貝雷梁處于安全狀態(tài)。貝雷梁對(duì)支點(diǎn)壓力邊支點(diǎn)：N=0.375 ql=0.375×49.2×14.2=262KN中支點(diǎn)：N=2Tmax=2

8、×436.7=873.4KN2.腹板、底板下貝雷梁檢算(1)模型結(jié)構(gòu)特性 采用10排單層貝雷梁，在跨中節(jié)點(diǎn)處采用三排貝雷梁橫向相連，按均布荷載考慮。慣性矩I=2504972cm4,截面抵抗彎矩W=35785cm3，最大彎矩M=7882kN·m，最大剪力T=2452kN。(2)荷載計(jì)算底模板、內(nèi)模及支架自重：G=71t新澆砼重量：G=788-209=579t貝雷梁自重,0.9kN/m每米荷載重量：q=(71579)/32.6×100.9×10=208.4kN/m(3)支架受力圖示 貝雷梁看作2跨連續(xù)梁，圖示如下：計(jì)算結(jié)果最大彎矩產(chǎn)生在跨中，Mmax=0.1

9、25ql2=0.125×208.4×14.22=5252.7KN·mMmax=7882kN·m最大剪力產(chǎn)生在支點(diǎn)上，T max =0.625ql=0.625×208.4×14.2=1849.6KNT max=2452KN撓度f(wàn)=0.00521ql4/（EI） =0.00521×208400×14.24/(2.1×1011×2504972×10-8)×103=8.4mmL/1000=14.5mm由上檢算，貝雷梁處于安全狀態(tài)。貝雷梁對(duì)支點(diǎn)壓力邊支點(diǎn)：N=0.375ql=0.375

10、×208.4×14.2=1109.7kN中支點(diǎn)：N=2T max=2×1849.6=3699.2KN3.貝雷梁下部型鋼橫梁驗(yàn)算橫向分配梁的計(jì)算主要是為求得其所受的最大支反力，即單根鋼管柱所受的最大壓力，以便檢算鋼管立柱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而橫向分配梁本身的強(qiáng)度因Q235鋼材的抗拉、抗剪強(qiáng)度很高而不成為控制因素，為檢算的完整性起見(jiàn)，在此一并驗(yàn)證。荷載計(jì)算翼板下部貝雷梁支點(diǎn)反力跨端：P1=P2=P3=P14=P15=P16=87.3kN跨中：P1=P2=P3=P14=P15=P16=291.1kN腹板和底板下部貝雷梁支點(diǎn)反力跨端：P4=P5=P6=P7=P8=P9=P10

11、=P11=P12=P13=111kN跨中：P4=P5=P6=P7=P8=P9=P10=P11=P12=P13=369.9kN力學(xué)圖示a、跨中型鋼橫梁可看作是6跨連續(xù)的簡(jiǎn)支梁。力學(xué)和計(jì)算結(jié)果如下圖示：R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7計(jì)算結(jié)果：R1R7540.8KN R2R6655.3KN R3R51024.2KN R4992.0KN橫向分配梁最大撓度2.7mm，位于分配梁梁端。分配梁截面最大應(yīng)力108.0MPa。b、跨端型鋼橫梁可看作是4跨連續(xù)的簡(jiǎn)支梁。力學(xué)和計(jì)算結(jié)果如下圖示：R1 R2 R3 R4 R5計(jì)算結(jié)果： R1R5274.8KN R2R4329.5KN R3420.1KN橫向分

12、配梁最大撓度3.7mm，位于分配梁梁端。分配梁截面最大應(yīng)力64.7MPa。經(jīng)計(jì)算最大彎曲應(yīng)力108MPa，橫向分配梁最大撓度位于分配梁梁端為3.7mm。HW40型鋼容許彎曲應(yīng)力=210MPa，容許剪應(yīng)力=125MPa，支架容許撓度是跨徑的1/1000mm，可知型鋼處于安全狀態(tài)。在施工過(guò)程中，兩側(cè)外部貝雷梁應(yīng)盡量放在鋼管支撐上。4.鋼管立柱驗(yàn)算荷載計(jì)算鋼管立柱承受上部型鋼傳下的荷載，大小為工字鋼支點(diǎn)反力。取壓力（支點(diǎn)反力）最大的驗(yàn)算，即R=1024.2KN。穩(wěn)定驗(yàn)算取最高墩1#墩鋼管3.2m檢算。鋼管回轉(zhuǎn)半徑r=/4=218.9mm長(zhǎng)細(xì)比=L/i=3200/218.9=15查軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)表，

13、=0.900鋼管容許承載N=A=0.900×3.14×（6302-6082)/4×145 =2790KN鋼管受到最大壓力為1024.2KN<N=2790KN鋼管處于穩(wěn)定狀態(tài)。(3)基礎(chǔ)承臺(tái)頂面局部承壓能力檢算每根鋼管柱底焊接750mm×750mm×10mm鋼板一塊，根據(jù)鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.32005）的規(guī)定，C30混凝土結(jié)構(gòu)局部承壓容許應(yīng)力按下式計(jì)算：式中， 混凝土構(gòu)件的計(jì)算底面積； 局部承壓面積；此處 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，不得大于3，故取，得混凝土的局部承壓容許應(yīng)力：鋼管柱底實(shí)際壓應(yīng)力為：故基礎(chǔ)承臺(tái)頂

14、面混凝土局部承壓能力滿足要求。5.貝雷梁撓度由貝雷梁計(jì)算撓度可知，貝雷梁最大撓度f(wàn)=9mm，該撓度值未包含貝雷梁因安裝誤差及使用過(guò)程中連接部位存在縫隙等因素引起的自然撓度。自然撓度用下面的公式計(jì)算：對(duì)奇數(shù)跨 對(duì)偶數(shù)跨 其中：為連接件間間隙，根據(jù)規(guī)定取0.5mm；n：為貝雷梁的跨數(shù)。32米支架貝雷梁?jiǎn)闻琶靠?片，自然撓度為v(0.5/2)×（521）6mm。因此，貝雷梁的理論計(jì)算最大撓度應(yīng)為以上兩個(gè)撓度值的疊加，即9615mm，在跨中，即1/4和3/4梁垮處。6.支墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)檢算跨中支墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)檢算現(xiàn)澆支架支墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式為：跨中支墩采用明挖基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸為13.4m長(zhǎng)×3m

15、寬×1.5m高；端部支墩因兩邊橋墩基礎(chǔ)為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)襟邊為三層，無(wú)法放置支墩，且置于其襟邊上將加大基礎(chǔ)偏心力矩，造成橋墩基礎(chǔ)的不穩(wěn)定，故支架端部支墩單獨(dú)設(shè)明挖基礎(chǔ)，尺寸為11.4m長(zhǎng)×1m寬×1m高?，F(xiàn)對(duì)跨中支墩明挖基礎(chǔ)進(jìn)行檢算，端部支墩明挖基礎(chǔ)的檢算方法與此相同。明挖基礎(chǔ)下持力層強(qiáng)度檢算采用如下公式進(jìn)行：式中， 基底應(yīng)力（KPa）；N 基底以上豎向荷載（KN）；A 基底承壓面積（m2）；M 作用于墩（臺(tái)）上各外力對(duì)基底形心軸之力矩（KN·m）；W 基底截面模量（m3）；基底持力層地基容許承載力（KPa），此處依據(jù)設(shè)計(jì)應(yīng)為350KPa.跨中明挖基礎(chǔ)

16、基底以上豎向荷載包含鋼管立柱承受的上部荷載、鋼管柱本身自重和明挖基礎(chǔ)圬工的重量三部分，計(jì)算如下：NP1P2P4（540.8×2+655.3×2+1024.2×2+992） + （1.838×3.2×7）+（13.4×3×1.5×2.5×10）5432.6+41.2+1507.5=6981.3KN跨中支墩基礎(chǔ)為軸心受壓，不考慮外力引起的彎矩作用，故基底應(yīng)力為：滿足要求。三、滿堂式支架預(yù)壓及預(yù)拱度調(diào)整1、預(yù)壓目的消除支架及地基的非彈性變形，測(cè)定沙箱的非彈性變性，測(cè)量支架的彈性變形，檢驗(yàn)支架的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性

17、，根據(jù)箱梁設(shè)計(jì)張拉后的上拱度，再計(jì)算出模架底模的預(yù)拱度。2、預(yù)壓荷載計(jì)算和分布腹板及其兩側(cè)壓重按簡(jiǎn)支箱梁簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)砼自重加模板自重加載，檢驗(yàn)支架的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。模板重量165t，梁重788t，考慮施工荷載7t，則總重量為960t。模板荷重：翼板處：94÷（3.3×32.6）=0.87t/m2腹板和底板處：71÷（6.4×32.6）=0.34t/m2每平方米加載重量：跨中：腹板處：2.8×2.5+0.34=7.34t/m2; 底板處：0.64×2.50.34=1.94t/m2；翼板處：0.35×2.50.87=1.745t

18、/m2；跨端：腹板處：3.0×2.5+0.34=7.84t/m2; 底板處：1.34×2.50.34=3.69t/m2；翼板處：0.35×2.50.87=1.745t/m2；則32.6m梁壓重為（7.34×0.645×2+1.94×5.111.745×3.3×2）×23.6（7.84×1.1×2+3.69×4.21.745×3.3×2）×4.5×2=1127.6t，預(yù)壓荷載為梁自重和模板重量的1127.6/（165+788+7）=1.1

19、倍。3、觀測(cè)點(diǎn)的布置地基基礎(chǔ)沉降量觀測(cè)點(diǎn)共布置17個(gè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)：在靠近兩側(cè)橋梁承臺(tái)上每根鋼管立柱邊布設(shè)1個(gè)點(diǎn)，每個(gè)承臺(tái)5個(gè)共10個(gè)點(diǎn)，跨中支墩上每根鋼管立柱邊布設(shè)1個(gè)點(diǎn)，共7點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)具體布置如下：落模砂箱沉降量觀測(cè)點(diǎn)共布置17個(gè)點(diǎn)，用鋼尺量測(cè)：在每根鋼管立柱頂部的砂箱內(nèi)砼預(yù)制塊上畫(huà)線作標(biāo)記，量測(cè)出標(biāo)記線與砂箱鋼管頂面相對(duì)高差的變化值，即為砂箱內(nèi)砂子的沉降量。支架上部貝雷梁的變形觀測(cè)點(diǎn)共布置25個(gè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)：在支架上布設(shè)5排，5組貝雷梁下每組布設(shè)1個(gè)點(diǎn)，共布設(shè)25個(gè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)具體布置如下：貝雷支架變形觀測(cè)點(diǎn)布置圖4、加載施工預(yù)壓重量為箱梁混凝土、模板及支撐桁架重量的110%，采用沙袋進(jìn)行，沙袋事先稱重以便控制，每袋按60kg裝袋并封口加載時(shí)自梁跨跨距中心線和梁中心線對(duì)稱等載預(yù)壓布置，防止支架偏壓失穩(wěn)。加載順序按混凝土澆注的順序，即從跨中向兩側(cè)橋墩對(duì)稱擺放。加載橫斷面圖。5、沉降觀測(cè)觀測(cè)采用高精度水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x和毫米塔尺進(jìn)行觀測(cè)沉降。為減小人為觀測(cè)誤差，應(yīng)定人、定儀器觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間應(yīng)選擇在早晨或傍晚，避免在強(qiáng)光、高溫時(shí)進(jìn)行。觀測(cè)步驟：（1）在堆載試驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行初讀數(shù)并記錄于下列表格中。鋼管支柱沉降觀測(cè)數(shù)據(jù) 天氣： 溫度： 日期：測(cè)點(diǎn)編號(hào)觀測(cè)數(shù)據(jù)砂箱變形觀測(cè)數(shù)據(jù) 天氣