2022年某公路互通立交匝道桥现浇箱梁跨既有高速公路施工技术方案及安全专项技术方案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - * 互通 D匝道第五联跨 * 施工方案一、工程概述* 互通 D 匝道桥全长1057.595m,共分 12 联. 第五联跨过 * 高速大路,其中D 匝道 19#墩(桩基桩径1.3m,桩长 20m;立柱直径1.2m,柱长 14m.)位于 * 高速中心分隔带内 .第五联采纳 20m+20+17.03m预应力混凝土现浇连续箱梁,桥面宽 10.5m,采纳单箱双室 . 为了不影响 * 高速大路地通车,在* 高速南行和北行线搭设门洞,门洞净高 9.9m,净宽 8.5m,并且在门洞两端加设警示标牌及限速标志,摆放防撞沙桶,做好安全防护工作 .二、施工工艺(一)
2、、门洞设计D 匝道第 18#、19#、20#两跨梁体跨过 * 高速,其下搭设门洞 .门洞由混凝土基础、钢管柱、工字钢、贝雷梁组成. 门洞搭设步骤:混凝土基础 14.5*0.5*1.0m 钢管柱 46.2cm*900cm*0.8cmI40a 贝雷梁 5mm 钢板(见附图 1). 1、门洞验算11、门洞纵梁验算支架纵梁采纳 19 片贝雷梁拼装,每片贝雷梁长 12M. 、每孔梁重 : 131.51m 3 26KN/m 3=3419KN 每 M梁体荷载: 3419/20=171KN/m 、模板重量 : 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - -
3、 - - - 200kg/m 2=2KN/m 2 (含贝雷梁之上地钢管及顶托、底托)(1.3 2+2 2+8) 2=29.2KN/m 、施工人员及机具2 200kg/m2 12 1=24KN/m d、振捣时产生地荷载: 2.0KPa 2 12 1=24KN/m 、贝雷梁: M=788.2KN.m Q=245.2KN 就贝雷梁荷载集度为:275 19 10/3 1000+24+24+29.2+171=265.6KN/m 、弯矩验算图 1 支架纵梁受力图M=1/8 265.6 9.78 、剪力:2 1/19=167.1 KN.mM=788.2 KN.mQ=1/2 265.6 9.78/19=68.
4、36KN Q=245.2KN 、挠度:fmax=5ql 4/384EI=5 (1.3 1 26+5.3+2+2+2.4 ) 12 4/ (2 384 1.95 10 5 250500 10-8)=3.5 L/400=30 1.2 、横梁验算(1)、荷载集度支架横梁采纳双I40a 型工字钢,自重 135.2kg/m 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - q=275 10/3 1000+24+24+29.2+171+1.352=250.5KN/m (2)、横梁受弯应力、剪力运算 按 2.5M 跨度简支梁运算,运算简图见下图
5、 2 图 2 支架横梁受力图M =1/8ql2=1/8 250.5 2.52=195.7KN/m = =90Mpa【 】=150Mpa Q=2.5 250.5/2=313.13KN max=44MPa1.3*85Mpa (3)、挠度验算1.3 、钢管柱验算 每排横梁处设 6 根 42.6 8 地钢管柱(运算长度 9m)R=12 265.6+1.352 29 1/2 1/6=268.9KN 钢管容许轴应力【 】=140 Mpa 钢管截面特性:截面积: Am=3.14 426 8=105.055 2截面最小回转半径: r=14.78 长细比: =L/r=900/14.78=60.893 查稳固系数
6、表得稳固系数: =0.896 强度验算: =【 】=140Mpa 稳固性验算: =【 】=140MPa 1.4 、基底承载力验算名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 每根钢管重: 10506 10-6 9 7850=494.83kg=7.27KN 混凝土基础自重: 1.25 1.0 0.5 26=16.25KN (混凝土基础尺寸:长 宽 高=1.25 1 0.5m)P=268.9+7.27+16.25=292.4KN =【 】=200MPa 既有大路路面承载力大于200KPa , 可满意要求 . (二)、现浇梁碗扣支架
7、验算2.1 、支架及模板设计验算现浇箱梁高度均不超过 18m,采纳碗扣式支架搭设碗扣,立杆外径为 48mm钢管,壁厚 3.5mm,支架横向间距 0.6 ,(翼缘板下横距 0.9 m ),纵向间距 0.9 m ,纵横杆距 1.2 m ,支架顶部及底部分别设顶托和底托来调整高度(顶托和底托外露长度满意相关规范要求),支架水平和高度方向分别采纳钢管加设水平连接和竖向剪力撑,横桥向剪力撑间距为 4m,纵向间距亦不大于 4 m.箱梁底模采纳 =18mm地竹胶板,底模小楞采纳间距 0.3 m 地10 10cm方木,大楞采纳15 15cm方木,翼缘板采纳钢模 D、G匝道桥位于 R180m地曲线段外 .2.1
8、.1 支架截面特性:碗扣支架立杆地截面特性,外径 D=48mm,壁厚 t=3.5mm,截面积 A=489mm2 ,惯性矩 I=121900 mm4,抗击距 W=5080 mm3,回转半径 i=15.78mm,每 M自重 N=3.84Kg2.1.3 荷载分析名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - ( 1) 、混 凝土自重按 26KN/m3 计, 每孔 箱梁 混凝土 数 量190m3, 翼 缘 板 长 度 为 2m, 就 箱 底 荷 载 q1=20.15KP, 翼 缘 板 下q1/=9.1KP(2)、模板自重(含内模,侧模及
9、支架)以混凝土自重地 5%计,就箱底荷载 q2=1Kpa,翼缘板下 q2/=0.5 Kpa(3)、施工人员,机具,荷载 q3=2.0 Kpa (4)、浇筑混凝土时地冲击力荷载 q4=2.0 Kpa (5)、振捣混凝土产生地荷载 q5=2.5Kpa 荷载组合:运算强度: q=1.3 q1 + q2+1.4 运算刚度: q=1.3 q1 + q2 2.2 、底模验算(只验算箱底),底模为 q3+q4+ q5 =18mm地竹胶板,搁置在 L=0.3m 地横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度 1.0m 板宽运算.2.2.1 、跨中部分 q=1.3 20.15+ 1+1.4 2.0+2.0+ 2.5=3
10、6.6KN/m2 =18mm胶合板静曲强度 a=20mpa(横纹)弹性模量 E=6500 mpa 惯性矩 I=4.86 10-7m4 抗击距 W=5.4 10-5m3 跨中弯矩 M=0.08qL2=0.08 36.6 0.32=0.26KN.m 中支点弯矩 M=-0.1 qL2=0.33 KN.m 就抗弯承载力 W=M/ =0.33/5.4 10-6=6.1 mpa =20 mpa 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 挠度: f=0.677 qL4/100EI= (0.677 36.6 0.34)/ (100 6.5
11、 10 9 4.86 10-7)=0.64mmf =L/400=300/400=0.75 mm 2.2.2 、端部端头底模运算时考虑箱梁为实心,方木间距为 25cm. q=1.3 39+1+1.4 2.0+2.0+2.5=61.1KN/m2 M=-0.1qL2=-0.1 61.1 0.252=0.38KN.m =0.38/5.4 10-6=7mpaa=20 mpa f=0.677qL4/100EI= (0.677 61.1 0.254 )/ (100 6.5 109 4.86 10-7 )=0.5mmf =250/400=0.625 mm 2.2.3 、胶合板下方木(横向安排梁)强度及挠度验算
12、(安排梁间距跨中为0.3m 端部 0.25m,跨度0.6m),松木最低抗弯强度值 =12 mpa,弹性模量 E=9000MPaT=1.9 mpa, 方木截面 1010cm,跨度 L=60cm(1)、跨中区段跨中区间单根方木线荷载 按三跨连续梁运算q=0.3 36.6=11KN/m 中支点弯矩 M=-0.08qL2=0.08 11 0.62=0.32KN.m 中支点剪力 Q=0.6 qL=0.6 11 0.6=3.96KN 方木截面惯性距I=bh3/12=0.1 0.13/12=8.33 10-6m4 1/2 截面地面积矩 S= bh2/8 T=QS/bI=3Q/2bh=( 3 3.96 ) /
13、 ( 2 0.1 0.1 ) =594KpaT=1.9 Mpa名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - f=0.677qL4/100EI= (0.677 11 0.64 )/ (100 9000 1068.33 10-6)=0.13mmf =L/400=600/400=1.5 mm(2)、端部单根方木线荷载q=0.25 61.1=15.3 KN/m 中支点弯矩 M=-0.08qL2=-0.08 15.3 0.62=0.44KN.m 中支点剪力 Q=0.6 qL=0.6 15.3 0.6=5.5KN =M/W=0.44/1.
14、67 10-4=2.6 Mpa =12 Mpa T=3Q/2bh=3 5.5/2 0.01=825KPaT=1.9 Mpa f=0.677qL4/100EI=0.677 15.3 10 3 0.64/100 9000 10 6 8.33 10-6=0.18mmf =L/400=600/400=1.5 mm2.2.4 、支架顶托上方木(纵向安排梁)强度及挠度验算纵向安排梁在跨中及端部间距均为60cm,方木跨度在跨度为90cm,在端部为 60cm,即 L=0.90.6m.(1)、跨中部分跨中区间单根方木线荷载 方木按两跨连续梁运算q=0.6 36.6=22 KN/m 中支点弯矩 M=-0.125q
15、L2=-0.125 22 0.92=2.23KN.m 中支点剪力 Q=0.6 25qL=0.625 22 0.9=12.4KN 方木截面抗击矩W= bh2/6=0.1 0.152/6=3.75 10-4m3 方木惯性矩 I= bh3=0.1 0.152/12=2.18X10-5 m4 1/2 截面地面积矩 S= bh2/8 名师归纳总结 方木弯应力 =M/W=2.23/3.75 10-4=5.95 MPa =12 第 7 页,共 44 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Mpa 方木剪应力 T= QS/bI=3Q/2bh=3 12.4/2 0.1 0.
16、15=1.24MpaT=1.9 Mpa挠度 f=0.521 qL4/100EI=0.521 22 0.94/100 9 1092.81 10-5=0.69mmf =L/400=900/400=2.25 mm(2)端部端部区段单根方木线荷载 按三跨连续梁运算q=0.6 61.1=36.66KN/m 中支点弯矩 M=-0.08qL2=0.08 36.66 0.62=1.06KN.m 中支点剪力 Q=0.6qL=0.6 36.66 0.6=13.2KN 方木弯应力 =M/W=1.06/3.75 10-4=2.83 MPa =12 Mpa 方木剪应力T= 3Q/2bh=3 13.2/2 0.1 0.1
17、5=1.32Mpa T=1.9 Mpa 由于翼板下荷载远远小于箱梁底部荷载,故不再验算 . 2.2.5 、碗扣支架验算每根立杆所承担地竖向力按其所支撑地面积内地荷载运算,就纵向安排梁传递下来地集中力为:跨中箱底 P1=36.6 0.9 0.6=19.8KN 箱梁端部 P1 =61.1 0.6 0.6=22KN 支架高度按最大高度18m 运算,就立杆及横杆地自重折合名师归纳总结 12KN/m,就自重产生地竖向荷载为0.12 18=2.2KN.第 8 页,共 44 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 单根立杆所承担地最大竖向力为(1)立杆稳固性N=22+2
18、.2=24.2KN 横杆步距为 1.2m,故立杆运算长度取 1.2m 长细比入 =L/i=1200/15.8=7680 故 =1.02-0.55 ( +20)/100 2=0.513KN N= A =0.513 489 215=53.93KN.NN合格(2)、强度验算 a=N/A=24.2/489=49.5MPa =215Mpa 合格 2.3 、地基承载力验算碗扣式支架立杆支撑在横向布置地宽度20cm地条形 C20混凝土基础上,基础下部为厚度 100cm地片碎石换填 .支架立杆所受最大竖向力为 24.2KN,条形基础受力面积为 0.2 0.6=0.12,故基底应力为 =24.2/0.12=20
19、1Kpa ,经过片碎石换填后可满意要求,片碎石换填底部承压面积(每根立杆)为0.6x0.6=0.36.基底应力 =(24.2+2 0.6 0.6 )/0.36=69.2Kpa ,一般地层(除污泥层外)均可满意此要求,安全 .(三)支架预压1、支架预压:支架搭设完毕,为了排除支架与支架间、支架与方木间及地基地非弹性变形及支架地弹性变形,保证箱梁混凝土结构地质量,根名师归纳总结 据设计要求进行支架预压.第 9 页,共 44 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 预压荷载为箱梁自重地 级加载地方法,进行支架预压 载高度 .(1)预压施工步骤100%.采纳编织砂
20、袋按体积比重分孔分 . 预压时经试验实测确定,调整预压堆在支架地底模下面布置测量观测点,纵向为墩顶、两端头共 3 排,横向每排 5 点,见下图变形观测点横向布置图,另在桥墩处左右各布置 1 点,这样共布置 15 个观测点 . 变形观测点横向布置图如下:预压前测量各点顶面标高 H1值. 按设计地堆载高度,开头加载到50%预压,进行观测,取得各点观测值,然后加载到 100%进行观测,直至各点变形基本稳固,取得预压过程中各点各时段地沉降值和最终地稳固值 H2.稳固值地确定:支架日沉降量不大于 2.0 毫 M(不含测量误差),说明支架已基本沉降到位,可以卸载 . 预压卸载后测量各点标高 H3值. 然后
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