(专业施工组织设计)某公路互通立交匝道桥现浇箱梁跨既有高速公路施工方案及安全专项方案.doc
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1、建筑软件进入 *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。第五联跨越*高速公路,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*高速中央分隔带内。第五联采用20m+20+17.03m预应力混凝土现浇连续箱梁,桥面宽10.5m,采用单箱双室。为了不影响*高速公路的通车,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)、门洞设计D匝道第18#、19#、20#两跨梁体跨越*高速,其下搭设门洞。门洞由混凝土基础、钢
2、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用19片贝雷梁拼装,每片贝雷梁长12米。、每孔梁重:131.51m326KN/m3=3419KN 每米梁体荷载:3419/20=171KN/m、模板重量:200kg/m2=2KN/m2 (含贝雷梁之上的钢管及顶托、底托)(1.32+22+8)2=29.2KN/m、施工人员及机具200kg/m22121=24KN/md、振捣时产生的荷载:2.0KPa2121=24KN/m、贝雷梁:M=788.2
3、KNm Q=245.2KN则贝雷梁荷载集度为:2751910/(31000)+24+24+29.2+171=265.6KN/m、弯矩验算图1 支架纵梁受力图M=1/8265.69.782 1/19=167.1KNmM=788.2 KNm、剪力:Q=1/2265.69.78/19=68.36KNQ=245.2KN、挠度:fmax=5ql4/384EI=5(1.3126+5.3+2+2+2.4)124/(23841.9510525050010-8)=3.5L/400=301.2、横梁验算(1)、荷载集度支架横梁采用双I40a型工字钢,自重135.2kg/mq=27510/(31000)+24+24
4、+29.2+171+1.352=250.5KN/m (2)、横梁受弯应力、剪力计算按2.5米跨度简支梁计算,计算简图见下图2图2 支架横梁受力图M =1/8ql2=1/8250.52.52=195.7KN/m= =90Mpa【】=150MpaQ=2.5250.5/2=313.13KNmax=44MPa1.3*85Mpa(3)、挠度验算 1.3、钢管柱验算每排横梁处设6根42.68的钢管柱(计算长度9m)R=(12265.6+1.35229)1/21/6=268.9KN钢管容许轴应力【】=140 Mpa钢管截面特性:截面积:Am=3.144268=105.0552截面最小回转半径:r=14.78
5、长细比:=L/r=900/14.78=60.893查稳定系数表得稳定系数:=0.896强度验算:=【】=140Mpa稳定性验算:=【】=140MPa1.4、基底承载力验算每根钢管重:1050610-6 97850=494.83kg=7.27KN混凝土基础自重:1.251.00.526=16.25KN(混凝土基础尺寸:长宽高=1.2510.5m)P=268.9+7.27+16.25=292.4KN=【】=200MPa既有公路路面承载力大于200KPa ,可满足要求。(二)、现浇梁碗扣支架验算2.1、支架及模板设计验算现浇箱梁高度均不超过18m,采用碗扣式支架搭设碗扣 ,立杆外径为48mm钢管,壁
6、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足相关规范要求),支架水平和高度方向分别采用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。箱梁底模采用=18mm的竹胶板,底模小楞采用间距0.3 m的1010cm方木,大楞采用1515cm方木,翼缘板采用钢模(D、G匝道桥位于R180m的曲线段外)。2.1.1支架截面特性: 碗扣支架立杆的截面特性,外径D=48mm,壁厚t=3.5mm,截面积A=489mm2 ,惯性矩I=121900 mm4,抵抗距W
7、=5080 mm3,回转半径i=15.78mm,每米自重N=3.84Kg2.1.3荷载分析(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,则箱底荷载q1=20.15KP,翼缘板下q1/=9.1KP(2)、模板自重(含内模,侧模及支架)以混凝土自重的5%计,则箱底荷载q2=1Kpa,翼缘板下q2/=0.5 Kpa(3)、施工人员,机具,荷载q3=2.0 Kpa(4)、浇筑混凝土时的冲击力荷载q4=2.0 Kpa(5)、振捣混凝土产生的荷载q5=2.5Kpa荷载组合:计算强度:q=1.3(q1 + q2)+1.4(q3+q4+ q5) 计算刚度:q=1.3(q
8、1 + q2)2.2、底模验算(只验算箱底),底模为=18mm的竹胶板,搁置在L=0.3m的横向方木上,按连续梁考虑,取单位长度1.0m板宽计算。2.2.1、跨中部分 q=1.3(20.15+ 1)+1.4(2.0+2.0+ 2.5)=36.6KN/m2 =18mm胶合板静曲强度a=20mpa(横纹) 弹性模量E=6500 mpa 惯性矩I=4.8610-7m4 抵抗距W=5.410-5m3 跨中弯矩M=0.08qL2=0.0836.60.32=0.26KN.m中支点弯矩M=-0.1 qL2=0.33 KN.m则抗弯承载力W=M/=0.33/5.410-6=6.1 mpa=20 mpa挠度:f
9、=0.677 qL4/100EI=(0.67736.60.34)/(1006.51094.8610-7)=0.64mmf=L/400=300/400=0.75 mm2.2.2、端部端头底模计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/m2M=-0.1qL2=-0.161.10.252=0.38KN.m=0.38/5.410-6=7mpaa=20 mpaf=0.677qL4/100EI=(0.67761.10.254)/(1006.51094.8610-7)=0.5mmf=250/400=0.625 mm2.2.3、胶合板下方木
10、(横向分配梁)强度及挠度验算(分配梁间距跨中为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q=0.336.6=11KN/m按三跨连续梁计算中支点弯矩M=-0.08qL2=0.08110.62=0.32KN.m中支点剪力Q=0.6 qL=0.6110.6=3.96KN方木截面惯性距I=bh3/12=0.10.13/12=8.3310-6m41/2截面的面积矩S= bh2/8T=QS/bI=3Q/2bh=(33.96)/(20.10.1)=594K
11、paT=1.9 Mpaf=0.677qL4/100EI=(0.677110.64)/(10090001068.3310-6)=0.13mmf=L/400=600/400=1.5 mm(2)、端部单根方木线荷载q=0.2561.1=15.3 KN/m中支点弯矩M=-0.08qL2=-0.0815.30.62=0.44KN.m中支点剪力Q=0.6 qL=0.615.30.6=5.5KN =M/W=0.44/1.6710-4=2.6 Mpa=12 MpaT=3Q/2bh=(35.5)/(20.01)=825KPaT=1.9 Mpaf=0.677qL4/100EI=(0.67715.31030.64)
12、/(10090001068.3310-6)=0.18mmf=L/400=600/400=1.5 mm2.2.4、支架顶托上方木(纵向分配梁 )强度及挠度验算纵向分配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=0.9(0.6)m。(1)、跨中部分跨中区间单根方木线荷载q=0.636.6=22 KN/m方木按两跨连续梁计算中支点弯矩M=-0.125qL2=-0.125220.92=2.23KN.m中支点剪力Q=0.6 25qL=0.625220.9=12.4KN方木截面抵抗矩W= bh2/6=(0.10.152)/6=3.7510-4m3方木惯性矩I= bh3
13、=(0.10.152)/12=2.18X10-5 m41/2截面的面积矩S= bh2/8方木弯应力 =M/W=2.23/3.7510-4=5.95 MPa=12 Mpa方木剪应力T= QS/bI=3Q/2bh=312.4/20.10.15=1.24MpaT=1.9 Mpa挠度f=0.521 qL4/100EI=(0.521220.94)/(10091092.8110-5)=0.69mmf=L/400=900/400=2.25 mm(2)端部端部区段单根方木线荷载q=0.661.1=36.66KN/m按三跨连续梁计算中支点弯矩M=-0.08qL2=0.0836.660.62=1.06KN.m中支
14、点剪力Q=0.6qL=0.636.660.6=13.2KN方木弯应力 =M/W=1.06/3.7510-4=2.83 MPa=12 Mpa方木剪应力T= 3Q/2bh=(313.2)/(20.10.15)=1.32MpaT=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受的竖向力按其所支撑的面积内的荷载计算,则纵向分配梁传递下来的集中力为:跨中箱底P1=36.60.90.6=19.8KN箱梁端部P1=61.10.60.6=22KN支架高度按最大高度18m计算,则立杆及横杆的自重折合12KN/m,则自重产生的竖向荷载为0.1218=2.2KN。
15、单根立杆所承受的最大竖向力为N=22+2.2=24.2KN(1)立杆稳定性横杆步距为1.2m,故立杆计算长度取1.2m长细比入=L/i=1200/15.8=7680故=1.02-0.55(+20)/1002=0.513KNN=A=0.513489215=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的宽度20cm的条形C20混凝土基础上,基础下部为厚度100cm的片碎石换填。支架立杆所受最大竖向力为24.2KN,条形基础受力面积为0.20.6=0.12,故基底应力为=24.2/0.12=
16、201Kpa,经过片碎石换填后可满足要求,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+20.60.6)/0.36=69.2Kpa,一般地层(除淤泥层外)均可满足此要求,安全。(三)支架预压1、支架预压:支架搭设完毕,为了消除支架与支架间、支架与方木间及地基的非弹性变形及支架的弹性变形,保证箱梁混凝土结构的质量,根据设计要求进行支架预压。预压荷载为箱梁自重的100%。采用编织砂袋按体积比重分孔分级加载的方法,进行支架预压。预压时经试验实测确定,调整预压堆载高度。(1)预压施工步骤在支架的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
17、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。按设计的堆载高度,开始加载到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定,取得预压过程中各点各时段的沉降值和最后的稳定值H2。稳定值的确定:支架日沉降量不大于2.0毫米(不含测量误差),表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。然后根据测量成果进行资料整理,即:支架弹性变形为:H3-H2支架塑性变形为:H1-H3支架日沉降量不大于2.0毫米,一般预压时间为3-5天,即进行卸载,取得弹性变形数据,用来设置
18、箱梁的预拱度。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。在各预测时段对所观测的各点数据进行收集整理分析,确定箱梁的预拱度。沉降观测数据记录表见下表:变形观测数据记录表测点观测点里程预压前标高(m)预压50%标高(m)预压100%标高(m)变形量(mm)备注12(四)、模板安装1、模板安装前先检查模板质量,按部位分级使用,配制完成后,不同部位的模板分类堆放。2、拼制模板时,板边刨平、刨直,以确保接缝严密,不漏浆。3、箱梁侧模采用4m每节平面钢模及阴角模板组合而成,底模为厚18mm,1.22m2.44m的竹胶板。严格按设计线型进行加工制作,人工配合汽车吊拼装模板。铺设底模:采用人工为主机
19、械配合的方式施工。底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。3.1侧模安装:先使侧模滑移或吊装到位,与底模板的相对位置对准,用顶压杆调整好侧模垂直度,并与端模联结好。侧模安装完后,用螺栓联接稳固,并上好全部拉杆。调整其它紧固件后检查整体模板的长、宽、高尺寸及不平整度等,并做好记录。不符合规定者,要及时调整。3.2端模安装:将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后,进行端模安装就位。安装过程中逐根检查是否处于设计位置。端模安装要做到位置准确,连接紧密,侧模与底模接缝密贴且不漏浆。安装模板时要注意预埋件的安装,严格按设计图纸施工,确保每孔梁上预埋件位置准确无误,无遗漏。
20、五、钢筋及预应力粗钢筋绑扎:1、普通钢筋施工对图纸复核后绘出加工图,加工时同一类型的钢筋按先长后短的原则下料,钢筋用弯折机加工后与大样图核对,并据各钢筋所在部位的具体情况对细部尺寸和形状做适当调整。钢筋由工地集中加工制成半成品,运到现场。D匝道桥钢筋分两次绑扎。第一次:安放底板钢筋和预应力管道,布置腹板和隔板钢筋。第二次:安放箱梁顶板钢筋。2、钢筋加工要求2.1.钢筋的除锈2. 1.1、加工方法钢筋均应清除油污和锤打能剥落的浮皮、铁锈。大量除锈,可通过钢筋冷拉或钢筋调直机调直过程中完成;少量的钢筋除锈,可采用电动除锈机或喷砂方法除锈,钢筋局部除锈可采取人工用钢丝刷或砂轮等方法进行。2. 1.2
21、、注意事项及质量要求如除锈后钢筋表面有严重的麻坑、斑点等,已伤蚀截面时,应降级使用或剔除不用,带有蜂窝状锈迹钢筋,不得使用。2. 1.2钢筋的调直对局部曲折、弯曲或成盘的钢筋应加以调直。钢筋调直普遍使用卷扬机拉直和用调直机调直。在缺乏设备时,可采用弯曲机、平直锤或人工锤击矫直粗钢筋和用绞磨拉直细钢筋。2. 1.3钢筋切断:2. 1.3.1切断机切断。2. 1.3.2切断时根据料牌统筹断料,先长料后短料,精打细算,减少短头,减少损耗。2. 1.3.3钢筋切断机的刀片安装时,螺栓要紧固,刀口要密合(间隙不大于0.5mm);固定片刀口和冲切片刀口的距离:直径20mm的钢筋宜重叠12mm,对直径大于2
22、0mm的钢筋宜留5mm左右。2. 1.3.4在断料过程中,如发现钢筋有裂纹、缩颈或严重的弯头等情况时必须将该段切除。2. 1.3.5钢筋的断口不得有马蹄形或弯起等现象。2. 1.3.6钢筋下料长度允许偏差-5,+0。2. 1.3.7切断好的钢筋必须按工号、编号、规格、长度、数量分别堆放整齐并拴好下料牌。 3.钢筋安装 3.1绑扎钢筋前,首先要熟悉图纸,核对成型钢筋的钢号、直径、长度、形状、尺寸、数量等是否与材料表相符。3.2绑扎钢筋的型号、直径、数量、位置、间距等应与设计图纸相符。3.3梁第一箍筋应从墙柱边或交接梁边缘50mm开始,柱的第一个箍筋从砼表面50mm开始,墙第一个水平筋从砼表面50
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