塔嶺互通現(xiàn)澆箱梁施工方案

16-/NUMPAGES16塔嶺互通現(xiàn)澆箱梁施工方案一、工程簡介由我公司負責施工的長湘高速〔復(fù)線〕第14合同段，起訖樁號K170+000~K176+527.15。在上跨已建成通車的潭邵高速公路后終點與在建的潭衡西高速公路〔K2+600〕相連，同時通過匝道與潭邵高速公路相連，使三條高速公路在此交匯。本項目的施工難度在于上跨已通車的潭邵高速公路的現(xiàn)澆箱梁支架、模板的方案與計算，與具體實施。為指導(dǎo)施工特作此方案。二、施工方案的編制依據(jù)1、《##省##至##高速公路〔復(fù)線〕第十四合同段施工設(shè)計圖》2、《##省##至##高速公路〔復(fù)線〕第十四合同段工程地質(zhì)補充勘察報告》3、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》〔JTJ041-2000〕4、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》〔JTGF80/1-2004〕5、《路橋施工計算手冊》〔周水興、何兆益、鄒毅松等編著〕6、《公路施工手冊(橋涵)》〔交通部第一公路工程局〕7、《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》〔##軍區(qū)工程科研設(shè)計所黃紹金、劉陌生編著〕8、《路橋施工常用數(shù)據(jù)手冊》〔第二版楊文淵編著〕9、《常用鋼鐵材料手冊》〔熊中實主編〕10、《裝配式公路鐵橋使用手冊》〔中交公路規(guī)劃####喻忠權(quán)編、蘇善根審〕〔內(nèi)部發(fā)行〕11、《321型鋼橋幾何特性表》〔##大川筑路機械##〕三、氣候、水文、地質(zhì)情況與交通情況場地區(qū)屬中亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，四季分明，春末夏初多雨，年均氣溫16.8~17.3℃，年降雨量1358mm，無霜期260~276橋位處上跨潭邵高速公路，屬于低丘地貌單元。地形起伏不大，最大相對高差不超過12米，地脈高程70~78m，兩岸橋臺分別位于一低矮的小山頭上，未見基巖出露。橋下為潭邵高速公路〔已通車，日流量約2~3萬輛〕相當繁忙。四、現(xiàn)澆箱梁上部結(jié)構(gòu)情況現(xiàn)澆箱梁為大跨徑〔28m+40m+28m〕等寬直腹板，半幅橋?qū)?2.75m的后張預(yù)應(yīng)力箱梁，斷面為單箱雙室結(jié)構(gòu)，且整橋平面位于R=2800的左偏圓曲線段內(nèi)縱面位于i1=2%、i2=-2%、R=16000m的凸行豎曲線段內(nèi)，橋面凈寬2*12.25m兩幅單向橫坡2%，橋面排水設(shè)置在半幅較低一側(cè)，間距5m，位于潭邵路與I匝道上方時的排水須引出路基集中排放。五、現(xiàn)澆箱梁上部構(gòu)造1、主梁斷面：現(xiàn)澆箱梁斷面系等寬矩形截面，直腹板，為單箱雙室〔半幅〕斷面，全橋為等寬斷面且等高，高度均為2.2m。2、現(xiàn)澆箱梁橋面縱坡很小，兩幅橫坡均為2%的單向橫坡通過墩頂墊石、梁底梁靴〔楔形塊〕來調(diào)整。3、現(xiàn)澆箱梁的澆筑可采用滿堂支架、貝雷梁支架〔321公路鋼橋〕等方案施工。但綜合考慮我們擬采用貝雷梁支架方案比較穩(wěn)妥。澆筑砼前必須對支架進行預(yù)壓，預(yù)壓強度為箱梁自重的100%以消除支架模板的彈性和非彈性變形。箱梁施工程序，見“預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工工藝流程圖〞預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工工藝流程圖施工準備施工準備地基處理滿堂支架或貝雷支架搭設(shè)底板、側(cè)模安裝〔支座〕支架預(yù)壓測量與支架調(diào)整底板鋼筋、腹板鋼筋、橫隔梁鋼筋安裝預(yù)應(yīng)力管道〔預(yù)應(yīng)力筋〕安裝腹板與橫隔梁模支撐安裝調(diào)整底板、腹板砼澆筑安裝室內(nèi)頂模板與支撐安裝頂板和翼板鋼筋安全維護側(cè)模制作鋼筋制作管道預(yù)應(yīng)力筋制作模板制作泵送砼拌制模板制作鋼筋制作端頭〔伸縮縫預(yù)留槽〕與施工縫〔后澆段〕模板安裝模板制作澆頂翼板與頂齒塊砼泵送砼拌制盆式支座安裝施工縫〔后澆段〕模板制作預(yù)應(yīng)力鋼筋制作I段預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋制作I段預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉泵送砼拌制后澆段泵送砼拌制后澆段Ⅱ砼澆筑砼養(yǎng)護〔按前要求〕砼養(yǎng)護〔按前要求〕預(yù)應(yīng)力筋制作Ⅱ預(yù)應(yīng)力筋制作Ⅱ段梁預(yù)應(yīng)力張拉漿液制備注漿漿液制備注漿封錨封錨安全維護拆除支架模板安全維護拆除支架模板六、貝雷支架〔321公路鋼橋〕施工方案貝雷支架從第二世界大戰(zhàn)期間誕生以來，一直受到歐美國家的重視和應(yīng)用，取得了重大成績。我國在上世紀五六十年代即引用，后經(jīng)消化、吸收并改進成“321公路鋼橋“，在實際應(yīng)用中取得很大成績，尤其應(yīng)用在戰(zhàn)備施工和軍演中，后來在地方上得到了廣泛應(yīng)用，尤其在我們公路橋梁建設(shè)中，更是發(fā)揮了獨特作用。本公司技術(shù)人員曾先后在##蒙新高速和##東沙至新聯(lián)高速公路現(xiàn)澆箱梁支架中成功采用，并取得良好效果，比滿堂支架或排架墩條形基礎(chǔ)施工效果都好，加上本項目如采用滿堂支架必然支撐在潭邵路的水泥砼路面上，路面行駛車輛的振動自然通過支架傳到支架、模板和現(xiàn)澆箱梁上，因而會使箱梁產(chǎn)生裂紋。七、貝雷支架方案本項目K2+254橋現(xiàn)澆箱梁為28m+40m+28m，現(xiàn)在潭邵路的中央分隔帶設(shè)一條形基礎(chǔ)，兩邊各設(shè)三條，共七個條形基礎(chǔ)?；蛘邇蛇吀髟O(shè)一條形基礎(chǔ)，則兩邊分別用滿堂支架亦可。三條形基礎(chǔ)〔或七條〕因不與水泥砼路面相連，故對現(xiàn)澆箱梁不產(chǎn)生大的振動，而潭邵路兩邊則可采用滿堂架。中間跨潭邵路分為2*18m〔即分隔帶設(shè)一條形基礎(chǔ)〕，兩邊則各為2*15m〔七條形基礎(chǔ)〕三條形基礎(chǔ)之上分別按計算采用的不同高度豎立柱〔鋼管〕在主柱之上用工字鋼或H型鋼作底橫梁，再在橫梁上布放八組貝雷桁架組件作支架縱梁承受上部結(jié)構(gòu)與模板鋼筋砼和施工載荷。在縱梁上布設(shè)每隔0.9m一組〔2根〕12.6#或10#槽鋼的下橫梁以支承調(diào)整頂托、上橫梁、木枋、模板等，并將上部荷載分配到各縱梁貝雷桁架組件上。在下橫梁與調(diào)整頂托之間有墊片是起托起調(diào)整頂托，減小摩擦阻力，便于作用調(diào)整，同時也將壓力平分給兩下橫梁，在頂托之上的上橫梁是將底模板傳給木枋的力均勻地傳給調(diào)整頂托，以便頂托根據(jù)不同需要調(diào)整高低，箱梁的縱坡、橫坡與預(yù)拱度也由此調(diào)整。在上橫梁之上是間距為0.3m的縱向木枋，其作用是將底模板傳下的荷載均勻分配給上橫梁，其次是防止底模板彎曲變形。貝雷桁架〔貝雷鋼橋〕“自1938設(shè)計定型后，第二次大戰(zhàn)期間廣泛使用在歐洲、亞洲、非洲戰(zhàn)場，戰(zhàn)后這種器材被租賃用于搶修橋梁和作建橋的施工設(shè)備，經(jīng)半個多世紀的應(yīng)用，除仍保留米字形桁架腹桿體系外，在制造、焊接工藝、材料、防腐等方面做了許多改進〞?！惨浴堆b配式公路鋼橋多用途使用手冊》用作現(xiàn)澆支架是切實可行的，且有很多典型性應(yīng)用案例〔見附圖〕。本施工方案經(jīng)計算擬采用加強型貝雷支架〔即在標準桁架上下各加一組加強弦桿以增強其抗彎能力〕，并將每兩榀用支撐架連接成一組，橫橋向在底橫梁上布設(shè)八組，再用鋼架管連接成一個平臺，在平臺上再安裝調(diào)整支架與模板。貝雷桁架具體尺寸為3m(縱向)*1.7m〔高〕*0.176m經(jīng)組拼支撐架后橫向為0.63m，八組桁架在底橫梁上按中距1.44m布置，則總寬約為10.7m〔見附圖一〕，在其上布設(shè)的下橫梁〔兩根一組〕和調(diào)整頂托〔按0.9m*0.6m〕布設(shè)〔即按縱距0.9m，橫距0.6m〕，再往上是頂橫梁、木枋〔按縱放，橫距0.3m〕，再上面平鋪底模板〔σ1.8cm層壓板或σ1.2-1.5cm竹膠板〕。八、支架模板的預(yù)壓支架模板搭設(shè)后，經(jīng)外觀、結(jié)構(gòu)尺寸與標高線形測量驗收合格后，還要對支架模板進行靜載〔按箱梁重100%〕預(yù)壓。這是支架驗收的一個重要環(huán)節(jié)，也是消除支架模板的彈性和非彈性變形的主要手段，并觀測〔測量〕其沉降情況，同時做好詳細記錄。觀測時，整跨須先在底模板上標記出5-7個斷面〔縱向〕再在每個斷面均布五個點，即整個底平面必須均布多個測點，以便準確反映各處的沉降變化情況，并且沉降觀測須分幾個時段，即未加載前，加載30%，加載60%，加載100%，卸載后。為真實、準確反映變化情況，擬采用水袋加砂袋預(yù)壓的方法進行，即在底、側(cè)模板上鋪帆布〔整幅〕或其他編織物，根據(jù)計算須另加的砂袋數(shù)量〔須折算為質(zhì)量〕與布放位置進行合理配載，使之能取代現(xiàn)澆箱梁自重100%進行施工前的預(yù)壓試驗?！擦砀蕉演d預(yù)壓圖〕觀測沉降基本穩(wěn)定超過3天后卸載，卸載后仍須測量一次并記錄。根據(jù)堆載預(yù)壓與卸載后觀測資料，認真細致的分析各類沉降性質(zhì)〔是彈性變形還是非彈性變形〕確定各點位的可調(diào)頂托是否要進行相應(yīng)調(diào)整。九、鋼筋骨架的制作安裝中橫梁、端橫梁的鋼筋骨架應(yīng)在支架模板預(yù)壓之前就先加工組焊完畢，待支架卸載調(diào)整后即用吊車吊上平臺與縱向骨架、組焊骨架與架立筋安裝箱梁支座預(yù)埋鋼板安放，安裝預(yù)應(yīng)力管道并用井字架固定，安裝螺旋筋、錨錠板，并用螺栓固定。安裝箱梁內(nèi)模、齒塊模板與安裝過人孔鋼筋和模板，安后澆段隔離模板，腹板模板的對拉和支頂必須牢固可靠?；炷凛斔捅谩曹嚒尘臀?，振搗與混凝土施工人員就位后就開始澆筑現(xiàn)澆箱梁澆到腹板與翼板相交之處，留下后澆段不澆〔即除開后澆段的三段〕。待砼終凝后，安裝內(nèi)膜頂板、扎頂板、翼板鋼筋，并做好伸縮縫預(yù)留槽模板安裝定位后，澆箱梁、頂板、翼板砼。待第一段箱梁砼強度達到90%以上后，張拉第一段預(yù)應(yīng)力索。澆第一個后澆段砼，待其強度達到90%以上，張拉第二段預(yù)應(yīng)力索，再澆第二個后澆段砼，同樣待砼強度達到90%以上時張拉余下的預(yù)應(yīng)力索。然后拆除模板支架與安全防護網(wǎng)〔必須在做好潭邵路的安全疏導(dǎo)情況下〕，再澆橋臺背墻〔為了張拉，施工留下未澆的〕、耳墻、澆護欄、橋面鋪裝、安裝排水設(shè)施〔跨潭邵路與=1\*ROMANI匝道處須引流到路外〕，最后，安排做橋梁搭板和伸縮縫。十、支架模板受力分析、計算現(xiàn)澆箱梁共C50砼2323.2m3Q1=1161.6m3*26KN/m3=30201.6KN〔《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》P309半幅全橋長96米〔28+40+28〕，支架按15+15+18+18+15+15米跨布置。則按最大跨18米進行計算，即Q1=30201.6KN/96*18=5662.8KN2、以下均按18米跨計算，層壓板自重〔模板〕63.66m3*686kg/mQ2=43670.76kg/96*18≈81.88KN〔《路橋施工常用數(shù)據(jù)手冊》P79〕3、木枋自重75m3*600kg/m3≈Q3=450KN/96*18=84.38KN4、頂橫架10#槽鋼188*12.8*10kg/m=24064kg≈240.64KNQ4=240.64KN/96*18=45.12KN5、可調(diào)頂托2276個*5kg/個=11380kg≈113.8KN/96*18Q5=21.34KN6、架管Q6=3836.2kg≈38.36KN7、下橫梁12.6#槽鋼42根*12.8m*12.32kg/m=6623.23kgQ7=6623.23kg≈66.23KN8、貝雷桁架Q8=1447.36KN/96*18=120.61KN9、人、機械、材料與其他臨時施工荷載取1.0KN/m2〔翼板面積除外〕Q9=1*8.75*18=157.5KN10、混凝土沖擊、振搗荷載取2.0KN/m2〔翼板面積除外〕Q10=2*8.75*18=315KN11、縱梁均布荷載組合q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10=5662.8+81.88+84.38+45.12+21.34+38.36+66.23+120.61+157.5+315=6593.22KN十一、荷載計算1、桁架內(nèi)力為6593.22KN，按單跨簡支計算，所有力由8組貝雷桁架承受，則每組貝雷架承受的力為6592.22KN/8=824.15KN換算成均布荷載q1=824.15KN/18m=45.79KN/m貝雷桁架自重q2=6片*2*300/18m=200kg.m≈20KN.mq=q1+q2=45.79+20=65.79KN.m貝雷架力學(xué)性能參數(shù)〔摘自321型桁架容許內(nèi)力表〈一〉〈二〉〕〔Ｍ〕=3375.0KN.m〔I〕=1154868.8(cm4)(按加強型雙排單層)E=2.1*105Mpa〔W〕=15398.3(cm3)〔Q〕=490.5(KN)彎矩計算=qL2/8=65.79*182/8=2664.5KN.m＜〔Ｍ滿足要求，安全撓度計算a、按簡支梁計算f==≈0.114mm可忽略，安全b、按連續(xù)連計算〔準備兩跨18m吊上支架后再連續(xù)〕則f=0.521*=0.521*=0.521*=0.045 mm可忽略，5、剪力計算Q=0.625*ql=0.625*65.79KN.m*18m/2=370.07KN＜〔Q〕490.5KN安全十二、上部各部件力的驗算〔自上而下〕〔見附圖〕1、模板木層壓板〔膠合板〕σ=1.8cm膠合板靜曲強度〔σ〕順紋≥25Mpa，橫紋≥20Mpa彈性模量〔E〕順紋≥7000Mpa，橫紋≥6500Mpa取膠合板最低靜曲強度〔σ〕=20Mpa，彈性模量〔E〕=6500Mpa按施工圖S6-2-3-16-17第3頁Ⅰ-Ⅰ 計算，底板寬8.75m按9m寬計，翼板不計，砼自重13.97m3(按143計)*26KN=36.4KN換成均布因模板〔膠合板〕規(guī)格為2.44*1.22m模板下的木枋按0.3m間距布置，所以按四跨〔0.3m*4=1.2m〕連續(xù)梁計算?，F(xiàn)取1mm為單元對膠合板進行強度驗算。a、跨中支點彎矩：M=0.077ql2=0.077*36.4 KN*0.32b、膠合板抵抗矩：W=bh3/12=0.1cm*〔1.8cm〕2/6=0.054cm3c、截面慣矩：I=bh3/12=0.1cm*〔1.8cm〕3/12=0.049cm4d、抗彎承載力：σ=M/W=0.252KNe、跨中撓度：f=0.6329L4/100EI=0.67mm≤〔f〕=L/400=0.75mm安全〔系數(shù)取0.632見路橋施工計算手冊P765或簡明施工計算手冊P56〕2、木枋松木容許應(yīng)力與彈性模量〔σ〕=12MpaE=9000Mpa彎曲剪應(yīng)力〔〕=1.9Mpa(路橋施工計算手冊P176)木枋截面10*10cm,木枋間距30cm,木枋跨度L=90cm因木枋一般長約2m,故木枋按兩等跨連續(xù)梁計算a、跨內(nèi)最大彎矩：M中=-0.125ql2=-0.125*4.16KN.m*(0.9m)2=0.42KN.m(路橋施工計算手冊P762)b、剪力計算中支點剪力：Q=0.625ql=0.625*4.16KN.m*0.9=2.34KN〔同上〕c、木枋截面抵抗矩：W=bh2/6=10cm*(10cm)2/6=166.67cm3d、抗彎承載力：σ166.67cm3=2.52Mpa＜〔σ〕=12Mpa安全(同上〕e、截面慣性矩：I=bh3/12=0.1*0.13/12=833.33cm4f、撓度：f=0.521*≈1.9mm＜〔f〕900/400=2.25mm安全3、頂橫梁10#槽鋼截面特性：按A3IX截面慣性矩=198.3cm4截面抵抗矩WX=39.4cm3Wwax=16.9(路橋施工計算手冊P797)鋼材的物理性能彈性模量E=2.1*105Mpa剪切模量G=0.81*105Mpa軸向應(yīng)力〔σ〕=140Mpa彎曲應(yīng)力〔σw〕=145Mpa剪應(yīng)力〔〕=85Mpa端部承壓應(yīng)力=210Mpa(路橋施工計算手冊P797)槽鋼橫向布置在木枋下面間距90cm跨度L=60cm因槽鋼一般每根長約6米，故按5等跨連續(xù)梁計算或按簡支梁驗算：Mmax=ql2a、中支點最大彎矩：M中=0.078ql2=0.078*4.16KN.m*(0.6m)2≈b、σ16.9cm3=7.1Mpa＜〔σ〕=140Mpa安全c、槽鋼抗剪應(yīng)力驗算作用在槽鋼上的均布荷載，因槽鋼間距為0.9m，其上荷載則按1m長計，則：q=Q1+Q2+Q3+Q4=5662.8/18+81.88/18+84.38/18+45.12/18=326.35KN而槽鋼下為可調(diào)頂托，每排槽鋼下有22個頂托，間距0.6m，則槽鋼的承載力跨度為0.6m，每個頂托受力為326.35KN/22≈14.83KN,按五等跨連續(xù)梁計算則其均布荷載為六個點14.83*6=88.98KN，則最大彎矩M中M中=0.078ql2=0.078*88.98KN*(0.6m)2≈最大剪力qmax=qxl/2=2.5KN.m*0.6m/2=0.75KN剪應(yīng)力=0.75KN/12.74cm2=0.59Mpa＜〔〕=85Mpa安全下橫梁按2*18m跨徑計，則18m的均布荷載6554.86KN/42〔因其荷載由42根下橫梁承擔〔均布〕〕6554.86KN/42=156.07KN/22=7.094(一根橫梁下有22個調(diào)整頂托