某干渠新建工程渡槽施工方案

1、某干渠新建工程渡槽施工方案計(jì) 算 者：復(fù) 核 者：審 核 者：XXX大土木工程設(shè)計(jì)有限公司XXXX年 XX月19施工方案目錄1項(xiàng)目概況12施工方案12.1概述12.2施工流程12.3方案可行性分析33支架有限元分析43.1檢算任務(wù)43.2支架模型43.3計(jì)算荷載53.4結(jié)構(gòu)變形63.5結(jié)構(gòu)承載力檢算63.5.1貝雷梁63.5.2分配梁73.5.3橫梁83.5.4精軋螺紋鋼83.5.5排架立柱軸心受壓93.6結(jié)論94槽殼有限元分析104.1檢算任務(wù)104.2槽殼模型104.3支架模型104.4計(jì)算荷載114.5結(jié)構(gòu)承載力檢算114.5.1正截面抗彎（自重狀態(tài)下）114.5.2斜截面抗剪（自重狀態(tài)

2、）134.5.3裂縫寬度檢算（自重狀態(tài)）：164.5.4撓度檢算（自重狀態(tài)）184.5.5結(jié)論185建議19XXX土木工程設(shè)計(jì)有限公司施工方案1 項(xiàng)目概況本次XXX干渠新建工程，全長(zhǎng)9.721km（樁號(hào)0+0009+721，其中二標(biāo)段為4+0009+721段），二標(biāo)段，明渠長(zhǎng)2723m，均為1/4000比降；暗渠15座，長(zhǎng)506m，比降1/1000或1/1500；箱涵1處，長(zhǎng)77m，比降1/1000；隧洞8座，長(zhǎng)1575m，比降1/1000；渡槽5座，長(zhǎng)817m，比降1/1000；陡坡1處，長(zhǎng)23m；其他渠系小型建筑114座（新建節(jié)制閥1處，分水閘1處，泄洪閘1處，機(jī)耕橋9座，人行橋34座，放

3、水洞24處，穿渠涵洞3處，山洪度3處，山溪接水10處，梯步28處）。本施工方案只包括渡槽槽身的現(xiàn)澆施工。渡槽采用自上而下的施工順序，渡槽槽身（包括落地槽）、排架和基礎(chǔ)都采用現(xiàn)澆的施工方式。2 施工方案2.1 概述XXX干渠新建工程，共有5座渡槽，分別是：1. XXX渡槽：5×16m+18m+4×20m+18m+5×16m2. XXX渡槽：4×16m3. XXX渡槽：4×16m4. XXX渡槽：8m+10×16m+8m5. XXX渡槽：8m+3×16m+8m2.2 施工流程5座渡槽均采用貝雷梁支架現(xiàn)澆的施工方式，具體施工方案如

4、下：1. 在每根排架上預(yù)埋9根A25精軋螺紋鋼螺栓；2. 安裝鋼板牛腿，牛腿由4塊20mm厚鋼板焊接而成；3. 每?jī)蓚€(gè)牛腿之間安裝鋼板組合橫梁橫梁與牛腿間使用M25高強(qiáng)螺栓連接；4. 每個(gè)鋼板組合橫梁上安裝兩個(gè)砂桶，砂桶高度為40cm，根據(jù)施工，可做微調(diào)；5. 渡槽橫向每?jī)蓚€(gè)砂桶間設(shè)置一道雙拼36c工字鋼；6. 渡槽縱向在雙拼工字鋼上安裝三拼加強(qiáng)型貝雷梁；7. 貝雷梁上鋪設(shè)20a工字鋼分配梁，分配梁按照每75cm一道鋪設(shè)；8. 分配梁兩端延渡槽縱向鋪設(shè)10#工字鋼，與分配梁間采用螺栓連接；9. 10#工字鋼為龍門吊行車軌道，在其上方安裝小型龍門吊（龍門吊由廠家提供），龍門吊最大起重荷載為3t；

5、10. 龍門吊大小里程方向在分配梁上各設(shè)置一座固定式小型吊機(jī)，該吊機(jī)與分配梁之間使用螺栓連接（該吊機(jī)由廠家提供，并安裝）；11. 分配梁中間鋪設(shè)兩道15cm×15cm楞木，楞木上方安裝渡槽鋼模板，鋼模板中下方為楞木，兩端采用可調(diào)節(jié)螺栓與分配梁連接；12. 待所有連接完成后對(duì)渡槽鋼筋混凝土部分進(jìn)行施工，鋼筋與混凝土由龍門吊與小型吊機(jī)配合吊裝，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行充分振搗，其他鋼筋與混凝土施工參照相關(guān)規(guī)范與設(shè)計(jì)圖紙；13. 待渡槽槽身達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)即可放掉砂桶內(nèi)砂拆去鋼模板及鋼支架；14. 施工順序如下，先澆筑（N-1）#，待（N-1）#施工完場(chǎng)后施工N#，施工N#的過程可同時(shí)拆除（

6、N-1）#模板支架，安裝到（N+1）#，以此類推，直到全部施工完成；15. 為保證施工安全，荷載對(duì)稱分布，澆筑N跨的時(shí)候，對(duì)N+1跨進(jìn)行配重， 配重和現(xiàn)澆段應(yīng)對(duì)稱分布，現(xiàn)澆段每澆筑三米，配重（2立方米混凝土塊）在相應(yīng)的對(duì)稱位置增加一塊，以此類推。16. 支架構(gòu)件及尺寸詳見附圖。2.3 方案可行性分析1. 支架整體作用于排架之上，現(xiàn)對(duì)排架施工期前安全性進(jìn)行分析：施工期間考慮的荷載為：渡槽濕重+ 支架及模板自重+施工荷載+龍門吊自重。排架設(shè)計(jì)荷載為：渡槽自重+流水自重+施工荷載+地震荷載+其他。由此可見施工期間排架所受荷載與設(shè)計(jì)荷載不同，經(jīng)過計(jì)算可得：設(shè)計(jì)荷載-施工期間荷載=流水自重（68t）-支

7、架及模板自重（22t+25t）-龍門吊自重（3t）+地震荷載+其他=18t+地震荷載+其他：由此可得，施工期間排架承載荷載遠(yuǎn)小于排架設(shè)計(jì)荷載，故該方案可行性滿足要求。2. 支架移動(dòng)可行性分析該貝雷梁支架，除過預(yù)埋螺栓，其余構(gòu)件均采用螺栓連接或者搭接方式，且支架豎向有砂桶，待渡槽鋼筋混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)砂桶放砂，即可對(duì)支架卸載，使用小吊車及龍門吊可對(duì)支架構(gòu)件進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)和二次組裝。故，支架移動(dòng)可行性滿足要求。3 支架有限元分析3.1 檢算任務(wù)本項(xiàng)目共有5座渡槽，跨度為8m20m間不等，本次檢算僅對(duì)20m跨的渡槽支架進(jìn)行檢算，檢算項(xiàng)目包括：1. 貝雷梁的應(yīng)力與變形2. 20a工字鋼分配梁的應(yīng)力與變

8、形3. 36c雙拼工字鋼橫梁的應(yīng)力4. 預(yù)埋精軋螺紋鋼的抗剪應(yīng)力5. 排架立柱軸心受壓3.2 支架模型利用邁達(dá)斯civil8.2.1對(duì)單跨支架進(jìn)行建模，本模型共計(jì)節(jié)點(diǎn)2013個(gè)，桿單元2468個(gè)。模型如下：圖 31整體有限元計(jì)算模型圖 32整體有限元計(jì)算模型立面圖 33整體有限元計(jì)算模型平面圖 34整體有限元計(jì)算模型橫斷面3.3 計(jì)算荷載根據(jù)結(jié)構(gòu)形式及施工方法，施工過程中主要有以下荷載：（1）結(jié)構(gòu)自重：22t；（2）渡槽澆筑砼重量：按25KN/M3計(jì)算；（3）鋼模板及上部枕木重量：鋼模板及上部 枕木重量按12.5KN/m計(jì)算（4）施工人員、施工料具運(yùn)輸、堆放荷載：均布荷載按4kN/m2計(jì)算 （

9、5）傾倒砼產(chǎn)生的沖擊荷載：按2 kN/m2計(jì)算（6）振搗砼產(chǎn)生的荷載：按2 kN/m2計(jì)算（7）龍門吊自重：30KN（簡(jiǎn)化為集中荷載，作用于跨中）；采用容許應(yīng)力法，荷載組合為：（1）+（2）+（3）+（4）+（5）+（6）+（7）；3.4 結(jié)構(gòu)變形渡槽變形主要受分配梁變形影響，故只需要考慮分配梁變形即可，分配梁變形圖如下：由圖可得，分配梁變形最大為28mm。3.5 結(jié)構(gòu)承載力檢算3.5.1 貝雷梁通過有限元分析，在容許應(yīng)力荷載組合下，貝雷梁應(yīng)力圖如下：圖 35弦桿應(yīng)力圖圖 36豎桿及斜桿應(yīng)力圖由于貝雷梁支架支柱縱向間距為20m，跨度不大，在荷載組合作用下，貝雷梁上弦桿、下弦桿應(yīng)力在-86152

10、 Mpa之間，豎桿應(yīng)力在-226106 Mpa。考慮到貝雷梁支架為限制荷載的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，16Mn的容許拉應(yīng)力、壓應(yīng)力及彎應(yīng)力按1.3×210MPa=273計(jì)算。故貝雷梁所有桿件均滿足受力要求。3.5.2 分配梁通過有限元分析，在容許應(yīng)力荷載組合下，分配梁應(yīng)力圖如下：圖 37分配梁應(yīng)力圖由圖可得，分配梁在荷載組合作用下，應(yīng)力在-8683 Mpa之間。Q235f=215 MPa，所以分配梁在荷載組合下，應(yīng)力滿足規(guī)范要求。3.5.3 橫梁通過有限元分析，在容許應(yīng)力荷載組合下，橫梁應(yīng)力圖如下：圖 38橫梁應(yīng)力圖由圖可得，橫梁在荷載組合作用下，應(yīng)力在-6389 Mpa之間。Q235f=215

11、MPa，所以橫梁在荷載組合下，應(yīng)力滿足規(guī)范要求。3.5.4 精軋螺紋鋼通過有限元分析，在容許應(yīng)力荷載組合下，橫梁底支座反力如圖：由圖可得，每個(gè)點(diǎn)最大支座反力為57.9KN,為保證建模與實(shí)際吻合，每個(gè)砂桶設(shè)置4個(gè)支點(diǎn)，即每個(gè)砂桶上所受支反力最大為57.9×4=231.6（KN）。忽略砂桶及牛腿自重，每根精軋螺紋鋼所受剪力為：=231.6×10009×490.9=52.4MPa精軋螺紋鋼容許剪應(yīng)力為335MPa，故精軋螺紋鋼剪力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足規(guī)范要求。但考慮到施工因素，螺栓可能不同時(shí)受力及不可控因素，故使用9根A25精軋螺紋鋼螺栓對(duì)牛腿進(jìn)行錨固。3.5.5 排架立柱軸心受壓

12、通過有限元分析，在容許應(yīng)力荷載組合下，橫梁底支座反力如圖：由圖可得，每個(gè)點(diǎn)最大支座反力為57.9KN,為保證建模與實(shí)際吻合，每個(gè)砂桶設(shè)置4個(gè)支點(diǎn)，即每個(gè)砂桶上所受支反力最大為57.9×4=231.6（KN）。忽略砂桶及牛腿自重，每根立柱受壓為231.6×2=463.2（KN）。立柱受壓截面為0.6×0.8=0.48m2，得軸心壓強(qiáng)為463.20.48=965KPa=0.965（MPa）13.8（MPa），考慮到混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定性，所以排架混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%后滿足軸心受壓規(guī)范要求。3.6 結(jié)論通過計(jì)算，本方案支架承載力滿足要求4 槽殼有限元分析4.1 檢算任務(wù)為保

13、證在施工期限內(nèi)完成施工，計(jì)劃混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%即進(jìn)行拆模，對(duì)槽殼在混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%后承載力進(jìn)行檢算。本項(xiàng)目共有5座渡槽，跨度為8m20m間不等，但20m跨中，排架為雙排架，計(jì)算跨度不大于18m，故，本次檢算僅對(duì)18m跨的渡槽槽殼進(jìn)行檢算，檢算項(xiàng)目包括：1.短期內(nèi)正截面抗彎2.短期內(nèi)斜截面抗剪3.裂縫寬度4.撓度4.2 槽殼模型4.3 支架模型利用邁達(dá)斯civil8.2.1對(duì)18m槽殼進(jìn)行建模，本模型共計(jì)節(jié)點(diǎn)19個(gè)，桿單元18個(gè)。模型如下：圖 41整體有限元計(jì)算模型4.4 計(jì)算荷載由于拆模后，槽殼所受荷載僅為自重荷載，故，只計(jì)算槽殼在自重狀態(tài)下承載力。4.5 結(jié)構(gòu)承載力檢算4.5.1 正截

14、面抗彎（自重狀態(tài)下）利用邁達(dá)斯計(jì)算，得出自重狀態(tài)下槽殼彎矩計(jì)算結(jié)果見圖 42：圖 42槽殼正截面彎矩圖根據(jù)規(guī)范JTG D62-2004第5.2.2條：結(jié)合實(shí)際配筋情況，利用excel，得出表 41：表 41正截面抗彎計(jì)算表鋼筋直徑dmm25鋼筋抗拉強(qiáng)度fyN/mm2280混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度fcX85%fcN/mm211.73受拉鋼筋中心距邊緣高度asmm50結(jié)構(gòu)高度hmm2350有效高度homm2300上翼緣寬度bmm1600受拉鋼筋數(shù)量N19單根受拉鋼筋面積Amm2490.9受拉鋼筋總面積Asmm24417.9混凝土受壓高度Xmm65.9最大抵抗彎矩KN·M2804.3最大彎矩KN

15、·M1645計(jì)算結(jié)果安全系數(shù)11.70由表可得，在自重狀態(tài)下，混凝土受壓面積為66mm，故數(shù)以一類截面，本計(jì)算表可用。得出：在自重狀態(tài)下，混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%后，正截面抗彎滿足規(guī)范要求。4.5.2 斜截面抗剪（自重狀態(tài)）利用邁達(dá)斯計(jì)算，得出空心板剪力結(jié)果見圖 43：圖 43槽殼剪力圖根據(jù)規(guī)范JTG D62-2004第5.2.7條：結(jié)合實(shí)際配筋情況，利用excel，得出表 42：表 42斜截面抗剪計(jì)算表參數(shù)說明參數(shù)單位槽殼異號(hào)彎矩影響系數(shù)111預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)211受壓區(qū)翼緣影響系數(shù)311斜截面受壓端正截面處寬度bmm1600斜截面受壓端正截面有效高度h0mm2300受拉主筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)

16、值fsdN/mm2280箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsvN/mm2280混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcu,kN/mm211.73同一截面箍筋總面積Asvmm2314.0受拉普通鋼筋總面積Asmm24415.6同一截面彎起鋼筋面積Asbmm20.0箍筋間距svmm150斜截面內(nèi)縱向受拉主筋配筋率P10.12斜截面內(nèi)箍筋配筋率sv%0.001彎起鋼筋彎起角度s°45.0斜截面內(nèi)混凝土和箍筋共同抗剪承載力VcsKN5933.4與斜截面正交的普通彎起鋼筋抗剪承載力VsbKN0.0剪力VdKN366.0計(jì)算結(jié)果安全比例116.2由表可得，在自重狀態(tài)下，槽殼斜截面抗剪強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。4.5.3 裂縫寬度檢算

17、（自重狀態(tài)）：根據(jù)規(guī)范JTG D62-2004第6.4.3條：結(jié)合實(shí)際配筋情況，得出表 43：表 43裂縫寬度計(jì)算表參數(shù)單位槽殼C111.00C211.00C311.00ss1186.08dmm25.0010.006bfmm1600.00hfmm2350.00MsKN·M1645Asmm24417.86h0mm2300.00Es1210000.00Wfkmm0.143由表可得，槽殼裂縫寬度不大于0.2mm，所以，在自重狀態(tài)下，槽殼裂縫寬度滿足規(guī)范要求。4.5.4 撓度檢算（自重狀態(tài)）利用邁達(dá)斯計(jì)算，得出自重狀態(tài)下槽殼撓度計(jì)算結(jié)果見圖 44：圖 44自重狀態(tài)下槽殼撓度由圖可得，自重狀態(tài)下槽殼撓度為1/9000<1/600.故，滿足規(guī)范要求；4.5.5 結(jié)論綜上所述，槽殼混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%后，檢算結(jié)果如下：1. 正截面抗彎滿足規(guī)范要求，安全系數(shù)為1.7；2. 斜截面抗剪滿足規(guī)范要求，安全系數(shù)為16.2；3. 裂縫寬度滿足規(guī)范要求，寬度為0.14；4. 撓度滿足規(guī)范要求，撓度值為1/9000.得：槽殼混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%后，在自重作用下，滿足規(guī)范要求，即，當(dāng)槽殼混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%后，即可進(jìn)行拆模。5 建議由于施工的不可控因素，為保證施工安全，對(duì)方案提出以下幾點(diǎn)建議：1. 砂桶必須做抗壓實(shí)驗(yàn)，落架高度不得低于1