箱梁专项施工方案【实用文档】doc.doc
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1、箱梁专项施工方案【实用文档】doc文档可直接使用可编辑,欢迎下载蔡家组团纵三路北段工程K0+720-K0+880段后张法预应力简支箱梁支架及基础设计方案 审核: 山东天诚市政公路工程纵三路项目部目 录第一节工程概况-3第二节支架方案设计-3第三节碗扣支架及模板计算书-9第四节跨路支架检算-20第一节工程概况一、工程概况及主要工程量1工程概况工程概况:本工程为箱型预应力桥,中心里程为K0+732。149,止于K0+774。149,主桥上部结构由跨径32m预应力砼简支箱梁,直腹式单箱四室断面,箱梁顶板宽21.5m,底板宽16.15m,箱梁高1.7m,顶板厚25cm,底板厚20cm,腹板厚50cm。
2、桥面设置-1.3%纵坡,平面线型为直线.支座采用GPZ()型盆式橡胶支座,其中固定支座均设于梁的下坡端。箱梁上预留设置接触网支柱基础条件,预留接地体,梁部出水口应引至桥下适当位置,以避免其冲刷对环保和桥梁基础造成不利影响。 2本桥桥址处的水文地址概况本桥地下水不发育,仅见于谷地,为孔隙潜水,主要赋存第四系粘性土中,受大气降水和地表水的渗入补给,受季节影响较大。山坡及谷地表层为粉质粘土,II类等级,承载力为150kpa,厚度为25m左右,下层为砂质板岩,全风化,III级,承载力为200kpa,强风化,(2)2 ,类等级,承载力为300kpa,平均厚度约410m左右,再下层为砂质板岩,弱风化,级,
3、承载力为500kpa。 3箱梁设计概况设计为332m曲线形后张法预应力砼单箱四室等高简支梁,梁长32m,梁体砼设计强度C50,封锚采用强度等级C50 的无收缩混凝土。第二节支架方案设计一、支架总体布置施工时由于本工程要横向跨越蔡家通往灯塔的公路,拟采用碗扣脚手架满布支架配合组合钢门梁形成通道,首先进行支架基础、支架结构的设计与施工,箱梁跨度为32米,横向宽度21。15m,左右两幅,总宽44m,拟沿所跨公路方向两侧作两排支撑墩,支撑墩基础为大放脚C25砼明挖基础,如基础下持力层软弱,可配置钢筋,视基础开挖情况定,基础设计形式见附图。支撑墩采用52910钢管作立柱,间距3m,立柱顶部支承36c工字
4、钢梁,梁跨度4m(即所跨公路宽度),梁上铺设25a号工字钢托梁和底模系统,其具体结构如后面附图所示,各支撑立柱间用12.6号槽钢作联系梁,加强支架梁的整体性。二、立柱支架1支架基础根据招标图纸及地质资料,结合现场自然地貌情况,选定层0=300kpa的砂质板岩层作为持力层,立柱基础施工是首先开挖基础,埋深1m,浇筑2*11.5m(长宽高)的C25砼,然后在顶面埋设预埋件以固定钢管桩,基础尺寸及平面布置见附图。2、安装主次梁1) 梁运至现场后,利用吊车逐个排架安装。2) 然后再吊到支架上进行接长。3) 主梁安装完成后,由于箱梁有纵坡,在主梁与次梁连接处顺桥向会形成间隙,应在下面塞满钢板,焊接固定,
5、保证为面受力,而不是线受力。4) 主梁安装36c号工字钢,工字钢上铺25a号工字钢托梁,托梁与梁间因箱梁有坡度,应在下面塞满钢板。焊接固定,保证为面受力,而不是线受力。5) 托梁上铺木楞(100*150)然后铺设底模系统。6) 底模系统包括面板、侧模槽钢加劲肋、可调千斤顶等结构。面板采用1.8mm胶合板.7) 梁体底面至立柱顶面换算高度:6m8) 千斤顶与上下构件连接方式,上部与工字钢或槽钢采用螺栓连接,螺栓为M16,在支撑顶板四角布设,下部与工字钢通过限位器连接.3、支架预压3。1支架安装完成后在箱梁施工前为确保支架施工使用安全需对支架进行压载试验,其目的如下:为保证施工安全、提高现浇梁质量
6、,在箱梁支架搭设完毕、箱梁底模铺好后,对支架进行预压。预压目的一是检验支架及基础承载力是否满足受力要求;二是是消除支架及地基的非弹性变形,三是得到支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据,同时测出地基沉降,为采用同类型的桥梁施工提供经验数据.3。2支架预压方法 预压重量为设计荷载(箱梁自重、内外模板重量及施工荷载之和)的120%。加载时按照设计荷载的0、30、60、100、120%、分四级加载,测出各测点加载前后的高程。持荷7d后,再分别按加载级别卸载,并分别测出每级荷载下各测点的高程值。根据本桥现场特点,拟采用沙包堆载进行预压,详细预压方案如下:为了保证在箱梁混凝土浇注卸架后满足设计的外形尺寸
7、及拱度要求,检验支架的整体稳定性及支架的实际承载能力,以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响,同时取得支架弹性变形的实际数值,作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。在施工箱梁前需进行支架预压和地基压缩试验,避免箱梁砼因支架不均匀沉降而出现裂缝,在浇筑箱梁混凝土前前要进行支架的压载试验。本桥支架体系采用梁式支架承力结构,结构简单,受力明确,在贝雷梁架好后,通过简化受力荷载,采用混凝土预制块代替预压荷载,加载如图.本方案对全桥每一跨支架进行预压试验,根据结果确定箱梁预压拱度尺寸,进行高度调整。测量等级按四等水准测量控制。箱梁施工支架预压的工艺流程如下:铺设箱梁底模布置测量标高
8、点并记录好每点的初始标高值H1吊装预制块及相关加固作业加载观测布载后各测量点标高值H2观测卸载前各测量点标高值H3卸载观测卸载后各测量点标高值H4根据计算结果调整底模标高支架设计示意图 侧立面二、工艺流程各步骤具体操作1、铺设箱梁底模板铺设好箱梁底模板,将底模板顶面标高尽量调整到箱梁底设计标高,同时加强对模板下各层支架的检查,确保支架底传递荷载的支架与支架之间、支架与贝雷之间、支架与模板之间各相邻面接触紧密,无明显缝隙。2、布置测量标高点为了解支架沉降情况,在加载预压之前测出各测量控制点标高,测量控制点按顺桥向底模底每排钢管柱布置一排,支架混凝土基础布置一排,每排4个点。在加载30、60%、1
9、00、120%后每天上下午均要复测各控制点标高一次,如果加载120%后所测数据与加载前所测数据支架日沉降量小于0.2毫米(不含测量误差)时,表明地基及支架已基本沉降到位,可进行卸载,否则还须持荷进行预压,直到地基及支架沉降符合以上要求为止。3、加载荷重计算及加载方法本工程箱梁为等截面,计划采用混凝土预制块加载的方法进行预压。加载方式见附图加载宜分4级进行,即加载30、60、100、120%.上部加载所需的预制块,用汽车吊提升至梁底模上部。4、对加载后各测量点标高值H2进行测量布载结束后立即进行观测各测量点的标高值H2,并做好相应的记录。5、测量卸载前各测量点标高值H3维持布载72小时后、卸载前
10、测量各测量点标高值H3。6、卸载卸载过程的操作基本与加载过程相反7、观测卸载后各测量点标高H4卸载后测量出各测量点标高值H4,此时就可以计算出各观测点的变形如下:非弹性变形f3=H1-H4.通过试压后,可认为支架、模板、方木等的非弹性变形已经消除.弹性变形f2=H4-H3。根据该弹性变形值,在底模上设置预拱度2,以使支架变形后梁体线型满足设计要求。另外,根据H2和H3的差值,可以大体看出持续荷载对支架及贝雷梁变形的影响程度。8、调整底模标高根据设计技术交底,本桥梁的设计预拱度最大为16.11毫米,9、调整底模标高及预拱度设置对于已进行预压区段,根据如下调整底模标高:三、注意事项1、铺设底模板后
11、测量H1前应加强对支架的全面检查,确保支架在荷载作用下无异常变形。2、由于支架较高,加载重量较大,因此在加载及卸载过程中必须随时对支架情况进行观测,以免发生意外。3、加载过程中应安排专人加强对支架及地基变形情况的观测,如有异常变形,应及时通知现场施工管理人员立即停止加载,在采取足够的加固措施后方可继续加载,以免出现重大安全事故.4、加载及卸载过程应加强施工现场安全保卫工作,确保各方面的安全。5、预压完成后,根据支架变形情况及地基沉降程度,采取必要的措施对薄弱环节进行加强,确保施工安全和工程质量。第三节碗扣支架及模板计算书高支撑架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130200
12、1)、混凝土结构设计规范GB50010-2002、建筑结构荷载规范(GB 500092001)、钢结构设计规范(GB 500172003)等规范编制。计算中还参考了施工技术2002(3):扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全中的部分内容.一、参数信息:1。模板支架参数横向间距或排距(m):1。20;纵距(m):0。60;步距(m):1。20;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):1;模板支架搭设高度(m):6。00;采用的钢管(mm):483。5 ;扣件连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.80;板底支撑连接方式:方木支撑;2。荷载参数模板与木板自重(kN/m2):3。5
13、00;混凝土与钢筋自重(kN/m3):26.000;施工均布荷载标准值(kN/m2):6。000;4.材料参数面板采用胶合面板,厚度为18mm。面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;板底支撑采用方木;木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13。000;木方抗剪强度设计值(N/mm2):1。400;木方的间隔距离(mm):250。000;木方的截面宽度(mm):100。00;木方的截面高度(mm):150。00;托梁材料为:12.6号槽钢;图2 楼板支撑架荷载计算单元二、模板面板计算:面板为受弯构件,需要验算其
14、抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 1001.82/6 = 54 cm3;I = 1001.83/12 = 48.6 cm4;模板面板的按照三跨连续梁计算。面板计算简图1、荷载计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):q1 = 2611+3。51 = 29。5 kN/m;(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):q2 = 61= 6 kN/m;2、强度计算最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:其中:q=1。229.5+1。46= 43.8kN/m最大弯矩M=0.143。80。252=
15、 0.274 kNm;面板最大应力计算值= 273750/54000 = 5.069 N/mm2;面板的抗弯强度设计值 f=13 N/mm2;面板的最大应力计算值为 5。069 N/mm2小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为其中q = 29.5kN/m面板最大挠度计算值 v = 0.67729.52504/(100950028125000)=0。003 mm;面板最大允许挠度 V=250/ 250=1 mm;面板的最大挠度计算值 0.003 mm 小于面板的最大允许挠度 1 mm,满足要求!三、模板支撑方木的计算:方木按照简支梁计算,其惯性矩I和截面
16、抵抗矩W分别为:W=101515/6 = 375 cm3;I=10151515/12 = 2812.5 cm4;方木楞计算简图1。荷载的计算:(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):q1= 260。251 = 6.5 kN/m;(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2= 3.50。25 = 0。875 kN/m ;(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):p1 = (6+2)0。60。25 = 1。2 kN;2。方木抗弯强度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:均布荷载 q = 1。2(6。5 + 0。875) = 8。85 kN/m;集中
17、荷载 p = 1.41.2=1.68 kN;最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1。680。6 /4 + 8。850.62/8 = 0。65 kN。m;最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.68/2 + 8。850。6/2 = 3.495 kN ;方木的最大应力值= M / w = 0。65106/375103 = 1.734 N/mm2;方木抗弯强度设计值 f=13。0 N/mm2;方木的最大应力计算值为 1。734 N/mm2小于方木的抗弯强度设计值 13。0 N/mm2,满足要求!3.方木抗剪验算:最大剪力的计算公式如下: Q = ql/2 + P/2截面抗剪强度
18、必须满足: T = 3Q/2bh T其中最大剪力: V = 0.68.85/2+1.68/2 = 3。495 kN;方木受剪应力计算值 T = 3 3495/(2 100 150) = 0。349 N/mm2;方木抗剪强度设计值 T = 1.4 N/mm2;方木受剪应力计算值为 0。349 N/mm2小于方木的抗剪强度设计值 1。4 N/mm2,满足要求!4。方木挠度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:均布荷载 q = q1 + q2 = 6.5+0.875=7。375 kN/m;集中荷载 p = 1。2 kN;方木最大挠度计算值 V= 57.37560
19、04 /(384950028125000) +12006003 /( 48950028125000) = 0.067 mm;方木最大允许挠度值 V= 600/250=2。4 mm;方木的最大挠度计算值 0.067 mm 小于方木的最大允许挠度值 2。4 mm,满足要求!四、托梁材料计算:托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;托梁采用:12.6号槽钢;W=62.137 cm3;I=391.466 cm4;托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 8。850.6 + 1.68 = 6。99 kN;托梁计算简图托梁计算弯矩图(kN。m) 托梁计算变形图(mm)
20、 托梁计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 4。117 kN.m ;最大变形 Vmax = 0.499 mm ;最大支座力 Qmax = 37。041 kN ;托梁最大应力= 4。117106/62137=66.256 N/mm2;托梁抗压强度设计值 f=205 N/mm2;托梁的计算最大应力计算值 66。256 N/mm2小于托梁的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!托梁的最大挠度为 0.499 mm 小于1200/150与10 mm,满足要求!五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1。静荷载标准值包括以下内容:(1)脚手架的自重
21、(kN):NG1 = 0。1586 = 0。949 kN;钢管的自重计算参照扣件式规范附录A。(2)模板的自重(kN):NG2 = 3.51。20.6 = 2.52 kN;(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):NG3 = 2611。20.6 = 18。72 kN;经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 22.189 kN;2。活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载.经计算得到,活荷载标准值 NQ = (6+2 ) 1.20.6 = 5。76 kN;3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N = 1。2NG + 1。4NQ = 34。69 kN;六、立杆的稳定性计
22、算:立杆的稳定性计算公式:其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 34。69 kN;- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到; i - 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1。58 cm; A - 立杆净截面面积(cm2):A = 4。89 cm2; W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5。08 cm3;- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2); f- 钢管立杆抗压强度设计值:f =205 N/mm2; L0- 计算长度 (m);如果完全参照扣件式规范,按下式计算 l0 = h+2a k1- 计算长度附加系数,取值为1.155; u - 计算长
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