鹤辉高速拱涵涵洞施工方案.pdf
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1、中城北方交建鹤辉高速公路项目中城北方交建鹤辉高速公路项目钢筋混凝土拱涵钢筋混凝土拱涵施施工工方方案案编制单位编制单位:鹤辉高速项目部一工区鹤辉高速项目部一工区编编制:制:审审核:核:编制日期:编制日期:2013 2013 年年 4 4 月月 7 7 日日钢筋混凝土拱涵施工方案钢筋混凝土拱涵施工方案一、概述一、概述1、K4+562 钢筋混凝土拱涵交角 90 度,涵长43。39m,跨径2m,高度 2m。K6+110 钢筋混凝土拱涵交角 125 度,涵长 48.28m,跨径 2m,高度 2m。基础均为整体式基础,分为两层,每层厚度 60cm;墙身横断面均为下部宽 170cm 上部宽 120cm 的梯
2、形结构,墙身外侧为 4:1 斜坡,墙身高度 200cm(含拱座高度 80cm);上部均为直径 200cm 的半圆形拱圈,拱圈厚度 40cm;洞口为八字墙形式.K6+606 钢筋混凝土拱涵交角 120 度,涵长 45.5m,跨径6m,高度3。5m。结构形式:基础为分离式基础,分为两层,每层厚度 75cm,基础之间为支撑梁;墙身横断面为下部宽 245cm 上部宽 160cm 的梯形结构,墙身外侧为 4:1 斜坡,墙身高度 350cm(含拱座高度 120cm);上部为直径 600cm 的半圆形拱圈,拱圈厚度 80cm;洞口为八字墙形式。拱圈、拱座浇筑为一体,采用C30 现浇钢筋混凝土,台身、基础采用
3、 C25 片石混凝土,护拱、帽石、拱上侧墙采用 C25 混凝土,其余采用 C20 混凝土,洞口、洞内采用20cm 厚砂砾石,墙身、八字墙、截水墙基础铺底采用 10cm 厚砂砾石垫层。2、主要工程量:K6+110 拱涵:C20 混凝土 84。3 m3,砂砾石 25.7 m3,土方 633。1 m3。C25 片石混凝土 618 m3,C25 混凝土 74。8 m3,C30 混凝土 134.6m3。钢筋:钢筋采用 HRB335 钢筋共计 13。2t。K4+562 拱涵:C25 片石混凝土 555。4 m3.钢筋采用 HRB335 钢筋共计 11。7t.C25 混凝土共计 67。4 m3。C30 混凝
4、土共计 120.9 m3。砂砾石 1897.8 m3。C20 混凝土 50.9 m3。C20 混凝土 25。7 m3。土方46。34m3.K6+606 拱涵:C25 混凝土 170.8m3,C20 混凝土 84。3 m3,砂砾石 6948m3,土方 1001.4 m3.C25 片石混凝土 1060.5 m3,C30 混凝土519.8m3.钢筋:HRB335 钢筋 26。1t.二、模板、支架及混凝土浇筑方案(一)、模板、支架1、基础模板采用 3015、6015 组合钢模板,竖肋和横肋采用48mm 双钢管,外支撑采用100mm 松木杆.模板顶部和底部各布置 1 道16mm 对拉螺栓,布置间距 0。
5、8m;顶部模板内用 1010cm 松木方做为内支撑,布置间距1m.各分块两端模板采用组合钢模板,支设时必须垂直准确,保证沉降缝位置垂直准确。2、墙身、拱座模板采用 9015 组合钢模板,竖肋和横肋采用48mm 双钢管,内外侧模板用16mm 对拉螺栓固定,纵横向布置间距 0。6-0.9m;顶部模板内用 10*10cm 松木方做为内支撑,布置间距 1m。各分块两端模板采用定型钢模板,支设时必须垂直准确,保证沉降缝位置垂直准确.3、直径 600cm 半圆形拱圈模板支架方案拱圈底模板采用 3mm 厚钢板和 37cm 木方组合模板,弓形斜梁采用8 槽钢,8 槽钢间距 50cm。3*7cm 木方满铺在8
6、槽钢上,用8号铁线将木方与8 槽钢绑扎连接固定。安装前钢板表面进行打磨处理,拼接紧密,外涂脱模剂,避免在浇筑混凝土时漏浆。拱圈外侧模板采用 122*244*1。5cm 规格的竹胶板,竹胶板外框用5*5cm角钢按拱圈弧度制作,框内横向按间距30cm布设3*7cm木方.外侧模板用 8 号铁线固定在拱圈钢筋上.支架拱架整体支立,采用外径 48mm 壁厚 3mm 的钢管,垂直涵洞墙身方向立杆间距 60cm10 个,距涵底 50cm 设一道横杆,横杆在墙身拱圈位置竖向步距 100cm,每个断面设置 11 道斜杆与斜梁和立杆牢固连接;顺涵洞流水方向立杆间距 0。5m,横杆竖向步距与垂直涵洞墙身方向横杆相同
7、;每隔1。0m 设剪刀撑,保证支架和模板整体稳定.4、直径 200cm 半圆形拱圈模板支架方案拱圈底模板采用 3mm 厚钢板和 37cm 木方组合模板,弓形斜梁采用6。3 槽钢,6.3 槽钢间距 60cm。37cm 木方满铺在6.3 槽钢上,用 8 号铁线将木方与5 槽钢绑扎连接固定。安装前钢板表面进行打磨处理,拼接紧密,外涂脱模剂,避免在浇筑混凝土时漏浆。拱圈外侧模板采用 122*244*1.5cm 规格的竹胶板,竹胶板外框用5*5cm 角钢按拱圈弧度制作,框内横向按间距30cm 布设 3*7cm 木方。外侧模板用 8 号铁线固定在拱圈钢筋上。支架拱架整体支立,采用外径 48mm 壁厚 3m
8、m 的钢管,垂直涵洞墙身方向立杆间距 50cm4,距涵底 20cm 设一道横杆,横杆在墙身位置步距 90cm,在拱圈位置步距 50cm,每个断面设置六道斜杆与斜梁和立杆牢固连接;顺涵洞流水方向立杆间距 0.6m,横杆步距与垂直涵洞墙身方向横杆相同;每隔 1。2m 设剪刀撑,保证支架和模板整体稳定.(二)、混凝土浇筑混凝土拌合采用强制式搅拌站集中拌合;混凝土水平运输采用12m3混凝土搅拌运输车运输;混凝土垂直运输采用 25t 汽车式起重机配吊斗,墙身高于 2m 时配合串筒放混凝土。墙身浇筑完成 24 小时后,浇筑拱座混凝土。拱圈分层对称浇筑,第一层浇筑一个外侧模高度 1。22 米,浇筑完毕后支设
9、下一层外侧模,直至最后浇筑拱顶。三、拱圈模板支架验算三、拱圈模板支架验算(一)、直径 600cm 半圆形拱圈模板和支架验算1、模板计算(1)、荷载计算取拱顶处模板计算,拱圈厚度 d=0。8m,模板跨径 0。5m,模板宽度按木方宽度 b=0.07m,钢筋混凝土单位容重 r=25KN/m3,拱顶每平方米上的荷载为:1)拱圈砼:g1=0.8*25=20KN/m22)施工人员:gr=2。0 KN/m2板上每米长的荷载为:g=(g1+gr)b=(20+2)0.07=1.54 KN/m(2)、木方验算1)木方截面验算按简支梁计算,跨中最大弯矩:M=gl2/8=1.540。5*0。5/8=0。0482KNm
10、木材允许弯应力w=12MPa需要的截面模量:W=M/w=0。0482/12000=4。0110-6m3根据公式 W=bh2/6 计算,h=0。0186m=1。86cm因此所选木方 3*7cm 满足弯应力要求。2)木方挠度验算木材弹性模量 E=9*106KPa37cm 木方 I=bh3/12=0.07*0.033/12=1。575*10-7m4f=5gl4/384EI=5*1。540.54/3849*1061.575107=0。884*10-3mf/l=0。88410-3/0.5=1/565f/l=1/400因此所选木方满足挠度要求。2、弓形斜梁验算取拱顶处弓形斜梁做简支梁计算:弓形斜梁跨度:l
11、=0。61m弓形斜梁单位荷载:g=(g1+gr)b=(20+2)0.5=11KN/m跨中弯矩:M=gl2/8=11*0.610.61/8=0.52KNm钢材的容许弯曲应力w=145 MPa需要的截面模量:W=M/w=0.52/145000=3.59*106m3选用8 槽钢平放布置,截面模量Wy=5.8cm3,截面惯性矩Iy=16.6 cm4,弹性模量 E=2。1105MPaf=5gl4/384EI=511*0。614/3842。1105*16。610-8=9。33*10-4mf/l=9。33104/0.61=1/654f/l=1/400因此所选的8 槽钢满足挠度要求。3、支架验算(1)、荷载计
12、算1)拱圈砼自重:g1=0.825=20KN/m22)施工人员、小型机具:g3=2。0 KN/m23)混凝土振捣时产生荷载 g4取 2KN/m24)混凝土浇筑时 0.5m 范围内产生的线荷载:Q=(20+2+2)*0.5 =11KN/m(2)、钢管立柱的纵向间距0。5m,横向间距 0。6m,因此小横杆的计算跨径 0.6m,大横杆的计算跨径 0。5m。1)小横杆验算弯曲强度:=Ql2/10W=11*600*600/(104.493103)=88.2Mpa=215 Mpa抗弯刚度:f=ql4/150EI =116004/(1502。1105*1.078105)=0.42mm3mm2)大横杆验算按三
13、跨连续梁进行验算。由小横杆传递的集中力 F=110.6=6。6KN最大弯矩:Mmax=0.26Fl=0。267*6。60。5=0。882KNm弯曲强度:=Mmax/W=0.882*1000000/4493=196。1Mpa=215 Mpa抗弯刚度:f=1.883Fl2/100EI =1.8836600500*500/(1002.1*1051.078105)=0.0014mm3mm3)立杆验算由于立杆承受由大横杆传递来的荷载,因此N=5.2KN,大横杆最大步距 1.0m,长细比=L/i=1000/15.95=62.7,查表得=0。756N=A=0。756*424215=68916N=68.9KN
14、由于 N=6。6N,满足要求。4)扣件抗滑力验算由于 R=6.6KNRc=8.5KN,满足抗滑要求。(二)、直径 200cm 半圆形拱圈模板和支架验算1、模板验算(1)、荷载计算取拱顶处模板计算,拱圈厚度 d=0。4m,模板跨径 0.6m,模板宽度按木方宽度 b=0.07m,钢筋混凝土单位容重 r=25KN/m3,拱顶每平方米上的荷载为:1)拱圈砼:g1=0。4*25=10KN/m22)施工人员:gr=2.0 KN/m2板上每米长的荷载为:g=(g1+gr)b=(10+2)*0。07=0。84KN/m(2)、木方验算1)木方截面验算按简支梁计算,跨中最大弯矩:M=gl2/8=0。840.6*0
15、。6/8=0.0378KNmA3 木材允许弯应力w=12MPa需要的截面模量:W=M/w=0.0378/12000=3.15*106m3根据公式 W=bh2/6 计算,h=0。0165m=1.65cm因此所选木方 3*7cm 满足弯应力要求。2)木方挠度验算木材弹性模量 E=9*106KPa3*7cm 木方 I=bh3/12=0。070.033/12=1。575*107m4f=5gl4/384EI=50。840。64/384*9*106*1.575*10-7=1。0*103mf/l=110-3/0。6=1/600f/l=1/400因此所选木方满足挠度要求。2、弓形斜梁验算取拱顶处弓形斜梁做简支
16、梁计算:弓形斜梁跨度:l=0.53m弓形斜梁单位荷载:g=(g1+gr)b=(10+2)*0。6=7。2KN/m跨中弯矩:M=gl2/8=7.2*0.530。53/8=0.26KNm钢材的容许弯曲应力w=145 MPa需要的截面模量:W=M/w=0.26/145000=1。810-6m3选用6。3 槽钢平放布置,截面模量 Wy=4.6cm3,截面惯性矩Iy=11.9 cm4,弹性模量 E=2.1*105MPaf=5gl4/384EI=5*7。20。534/384*2.110511.9108=2.96104mf/l=2。96*10-4/0.53=1/1790f/l=1/400因此所选的6。3 槽
17、钢满足挠度要求.3、支架验算(1)、荷载计算1)拱圈砼自重:g1=0.425=10KN/m22)施工人员、小型机具、模板:g3=2。0 KN/m23)混凝土振捣时产生荷载 g4取 2KN/m24)混凝土浇筑时 0。6m 范围内产生的线荷载:Q=(10+2+2)0.6=8.4KN/m(2)、钢管立柱的纵向间距0.6m,横向间距0。5m,因此小横杆的计算跨径 0。5m,大横杆的计算跨径 0.6m。1)小横杆验算弯曲强度:=Ql2/10W=8.4500500/(104.493103)=46。8Mpa=215 Mpa抗弯刚度:f=ql4/150EI =8。4*5004/(150*2.1*105*1.0
18、78*105)=0.16mm3mm2)大横杆验算按三跨连续梁进行验算。由小横杆传递的集中力 F=8。40.5=4。2KN最大弯矩:Mmax=0。26Fl2=0。2674.2*0.6=0.68KNm弯曲强度:=Mmax/W=0.681000000/4493=150Mpa=215 Mpa抗弯刚度:f=1。883Fl2/100EI =1。8834200*600*600/(100*2。1*105*1。078*105)=0。0013mm3mm3)立杆验算由于立杆承受由大横杆传递来的荷载,因此N=4.2KN,大横杆最大步距 0。9m,长细比=L/i=900/15。95=56。43,查表得=0。792N=A
19、=0。792*424215=72198N=72.1KN由于 NN,满足要求.4)扣件抗滑力验算由于 R=4。2KNRc=8.5KN,满足抗滑要求。四、施工工艺四、施工工艺钢筋混凝土拱涵施工工艺流程(见下图)。模板检查报验压实度检测基坑尺寸报验施工准备开挖基坑安装防护设施基底承载力检测碎石垫层支立基础模板砼试块制作基础砼浇筑混凝土搅拌、运输钢筋检查验收拱圈钢筋绑扎钢筋试验合格模板支架检验支立支架模板砼试块制作洞内填土铺砌模板检查报验支立墙身拱座模板砼试块制作墙身拱座砼浇筑混凝土搅拌、运输拱圈砼浇筑混凝土搅拌、运输钢筋混凝土拱涵施工工艺流程图五、主要工序施工方法五、主要工序施工方法(一)测量放样用
20、水准仪测量原地面高程,并根据现场土质情况和规范及设计要求,确定基坑边坡坡度并计算边坡线。用全站仪测放出基坑中心线及边线。(二)基坑开挖采用人工配合挖掘机开挖基坑,开挖过程中要注意地质情况变化,检查坑壁是否稳定而不致塌方。如有不稳定因素,要及时放缓基坑边坡坡度,或采用基坑挡土板支撑及其它防护措施。基坑开挖尺寸要综合考虑施工作业面,以及基坑排水,一般基坑底部比设计平面尺寸周边宽出 0.51.0m。基坑开挖至接近基底标高 1220cm 时,进行基底承载力检测,检测符合设计要求后,进行人工清底,整平夯实。基坑不得长时间裸露,扰动或浸泡。避免基底松动,若有松动部分要彻底清除.地基承载力达不到设计要求时及
21、时上报监理工程师、八字墙、帽石等附属工程设计代表、业主,并提出地基处理变更方案,以便能使工程进度按计划实施。基底处理 CFG 桩基部位参照 CFG 桩施工方案。(三)碎石垫层用自卸汽车将碎石运至施工现场,现场技术员通知试验检测人员到现场取样检测,合格后方可使用。1、将碎石按设计要求的分层厚度20-30cm 用推土机整平,用 22t振动压路机压实,每层的压实度均不小于96%。碎石垫层施工控制偏差:厚度20mm,宽度设计值,顶高程20mm,长度50mm。2、碎石垫层注意事项 1)铺筑前应清除地基表面淤泥浮土,边坡必须稳定。地基范围内不应留有孔洞。在雨天施工应采取排水措施,使基坑保持无水状态.2)铺
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