现浇梁专项施工方案(受力检算）.doc

1标曹家堡互通F匝道桥现浇连续梁专项施工方案曹家堡互通立交F匝道桥现浇连续梁专项施工方案1.程概况1、概述曹家堡互通式立交F匝道桥为跨越主线而设，起点桩号FK0+320.3，终点桩号FK1+638.754，桥梁全长1318.454米。该桥上部结构第14、89联采用预制装配式预应力混凝土连续箱梁，其余第5、6、7、10联采用现浇预应力混凝土连续箱梁，全桥共10联。现浇部分跨径组合为（32+49+32）、（21.018+30+20）、（430）、（427.584）m，下部采用柱式墩，肋式台，钻孔摩擦桩基础，下部施工详见专项施工方案。桥面宽度为13米，现浇箱梁采用单箱双室，横梁均为钢筋混凝土结构。第五联（32+49+32），梁高2.5米，20#墩与21#墩之间上跨C匝道，交角83.646；21#墩与22#墩之间上跨既有主线左右幅，交角128.612；第六联（21.018+30+20），梁高1.6米，23#墩与25#墩之间上跨兰西高速，交角58.107；第七联（430），梁高1.6米，29#墩与30#墩之间上跨A匝道，交角77.4。其中第5、6、7联均需设置门洞以保证既有线路的正常运营，上层及其他支架均采用碗扣式满堂支架。2、材料选用和质量要求1）本工程脚手架为连续箱梁承重用，选用碗扣式满堂支架，现浇梁外模采用新购厚1222441.2cm 竹胶板，方木选用1010cm新购方木。2）钢管规格为483.5mm，且有产品合格证。钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。钢管应涂刷防锈漆作防腐处理，并定期复涂以保持其完好。3）扣件应按现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。二、脚手架基础处理脚手架搭设支架前，必须对既有地基进行处理，以满足箱梁施工过程中承载力的要求。对于桩帽系梁和桥台基坑附近开挖过的地面，采取分层回填分层压实予以加固,其上浇筑1015cm厚C10砼。根据现场实际情况地基处理范围分两种：绿化带和承台等开挖过的部位作硬化处理；其他原地面利用既有沥青路面不作处理，在钢管支架底部用枕木抄垫，枕木用砂浆满包找平加固。在地面硬化以后，应该加强箱梁施工内的排水工作，在场地两侧开挖3030cm排水沟，并设置引水槽，严禁在施工场地内形成积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。三、现浇梁支架形式本工程现浇梁支架在一般地段采用碗扣式满堂支架，上跨既有线路部分预留门洞支架以满足交通需要。根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，通过计算确定，碗扣式支架立杆布置，竖向杆为LG-240、LG-180、LG-120、LG-60四种，横向杆为HG-90、HG-60、HG-30三种，底托、顶托采用60、90两种。纵桥向立杆间距均为90cm，横桥向立杆间距为60cm，横向水平杆步距1.2m立杆顶部安装可调节顶托，并严格控制调节托在30内，立杆底托用扩大钢板密贴在混凝土面层上，通过上下可调节托控制桥梁的线形。纵向每四排脚手架设置一排剪力撑，横向在腹板下各设置一排剪力撑，支架外侧各一排。跨既有线路部分，根据既有线路宽度，设置净宽4米、8米两种门架，如下表。位置墩号梁高门洞孔数单孔正交跨径（米）交角()选用方案F匝道第五联20#21#2.51583.646I21#22#2.525128.612IF匝道第六联23#24#1.61958.10724#25#1.61958.107F匝道第七联29#30#1.62577.4I四、支架检算1）碗扣式满堂支架检算一）、设计方案1 模板内外模均采用新购厚1222441.2cm 竹胶板，沿线路横向布置。整体模板宽度不小于桥面宽+1m。2 方木采用10cm10cm方木。根据箱梁构造特点，上层沿纵桥向布置，中到中距离30cm；下层沿横桥向布置，中到中距离90cm.与支架顶托靠紧。3 碗扣式钢管支架立柱钢管的纵向间距90m，横向间距60cm，横向水平杆步距1.2m。方木通过可调式顶托将荷载传递给钢管支架。一般地段梁体满堂脚手架如下图所示。二）、腹板下受力检算根据箱梁构造，腹板段为最不利荷载段，因此对此段进行受力检算。底模受力检算1 设计荷载腹板高1.6 m，含筋率按大于2%考虑，钢筋砼容重为26kN/m3则竖向荷载p1=1.626=41.6 kN/2 模板自重模板容重取8kN/m3，底板及顶板底模、腹板内、外模共按4层模板计算则模板重量p2: 0.01284=0.384 kN/施工人员、机具堆放荷载：取2.5KN/倾倒砼冲击荷载：采用串筒或导管倾倒时取2.0KN/振捣砼产生的荷载：取2.0KN/计算总荷载（考虑安全系数1.2）：q=（41.6+0.384+2.5+2.0+2.0）*1.2=58.18 KN/7.容许弯应力计算上层方木净间距l=0.2m，模板横向布置，考虑到模板的连续性，在均布荷载作用下，底模最大弯距：Mmax=0.1ql2=0.158.180.22=0.23KN.m竹胶板顺纹容许弯应力w= 14.5MPa截面抵抗矩W=1000*12/6=24000mm4w =0.23*106/24000=9.59 MPaw=14.5 MPa最大挠度计算竹胶板弹性模量：E 1= 11.0103 MPa惯性矩I=1000*12/12=14400mm4fmax=ql4/(128*EI)=58.18*2004/(128*11*10*144000)=0.46 mm结论：底模受力满足要求。2 上层方木检算1 计算荷载采用10cm10cm方木，容重取8kN/m3，净间距0.2m，则作用在每根方木上的均布荷载为： q = (58.180.2+80.10.1)= 11.716KN/m2 容许弯应力计算底层方木间距l=0.9 m，按四跨等跨连续梁计算，则小棱最大弯距：Mmax=0.107ql2=0.10711.7160.92=1.015KN.m方木顺纹容许弯应力w= 12.0MPa截面抵抗矩W=166667mm4w =1.015*106/166667=6.09 MPaw最大挠度计算方木弹性模量：E = 9.0103 MPa惯性矩I=8333333mm4fmax=0.632ql4/(100*EI)=0.632*11.716*9004/(100*9103*8333333)=0.648mm结论：上层方木满足要求。3 底层方木检算计算荷载计算支承梁时，人员、机具堆放荷载取1.5KN/，较计算模板及小棱时小1 .0MPa。立杆纵向间距0.9m，考虑安全系数1.2，则作用在每根方木上的均布荷载为：q3 = (41.6+0.384+1.5+2+2)0.9+80.10 .141.2=40.056KN/m容许弯应力计算按四跨连续梁计算，则支承梁最大弯距：Mmax=0.105ql2=0.10540.0560.62=1.541KN.m截面抵抗矩W=166667mm4w =1.541*106/166667=9.085 MPaw = 12.0MPa最大挠度计算惯性矩I=8333333mm4fmax=0.664ql4/(100*EI)= 0.632*40.056*6004/(100*9*10*8333333)=0.013mm结论：底层方木满足要求。4 立杆检算钢管材质48mm3.5mm，截面积A=4.89102mm2，回转半径i=15.78mm，=215MPa1 计算荷载支承梁按均布荷载作用下的五跨等跨连续梁计算，钢管重量0 .0384KN/m，钢管最大高度16 m，考虑大小横杆，则立杆轴向力N=1.13240.0560.6+0.0384163=29.05KN2 容许荷载检算横杆步距1.2m，则计算长度l0=1200 mm，长细比= l0/i=1200/15.78=76.05则纵向弯曲系数=0 .7=N/(*A)= 29.05*103/(0.7*4.89*102)=84.88 MPa1.3结论：整体抗倾覆稳定。2）跨路门洞支架检算1、门洞设置方案（净宽4米） F匝道第五联（32+49+32，梁高2.5米，桥面宽13米，底板宽7.95米）、第七联满堂支架现浇梁跨越兰西高速，均需设置门架以保证兰西高速正常运营。其中21#墩与22#墩之间的满堂支架门架最宽，梁体最重，受力验算以此两墩之间门架验算为例。21#墩与22#墩之间支架下层采用2孔梁柱式门架，交角128.612，单孔净宽4m，计算最大跨径5/sin128.612=6.4m，净高5m，上层及其他支架均采用满膛碗扣式钢管支架。门架立柱采用外径400mm，=10mm的普通钢管，上下带60060010mm钢板，共9根/排4.6m/根3排=124.2m。其中：箱室范围内单排7根，间距2.0m，两侧翼缘板范围内各1根。立柱相互之间采用7.5角钢剪刀撑连接。立柱钢管下部为混凝土条形扩大基础，尺寸为1000mm400mm,扩大基础顶面预埋10mm厚钢板，立柱与钢板之间焊接，焊接方式为围焊，四周设加劲缀板。两排钢管立柱上分别搭设I32a工字钢(材质采用Q345)作为门架纵梁，并与立柱顶钢板焊接牢固。纵梁上搭设I40a工字钢(材质采用Q345)作为受力横梁，并与纵梁焊接牢固，形成固定支点。间距60cm，设29排。其上铺放10cm10cm枕木搭设满堂支架。门架上采用碗扣式钢管支架，钢管的纵向间距90cm，横向间距60cm，横向水平杆步距1.2m。支承梁通过可调式顶托将荷载传递给钢管支架。所有型钢间连接点均点焊加固，各向型钢横纵梁间设联系杆，提高传力体系整体性。门洞顶部搭设不透水防护棚，保证下部行车及行人安全。门洞设置方案I（净宽4米）如下图所示一、设计荷载箱梁断面面积8.25，底板投影宽度9m,含筋率按大于2%考虑，钢筋砼容重为26kN/m，考虑不均匀荷载取1.2系数。则竖向荷载p1=1.28.25/926=28.6kN/1.模板自重木材容重取8kN/m3，底板及顶板底模、腹板内、外模共按4层模板计算,模板厚12mm，则模板重量p2: 0.01284=0.384 kN/2.施工人员、机具堆放荷载：取2.5KN/3.倾倒砼冲击荷载：取2.0KN/4.振捣砼产生的荷载：取2.0KN/5.上层方木间距30cm：80.10.11/0.3=0.27 KN/6.底层方木间距90cm：80.10 .11/0.9=0.09 KN/7.支架：按横向60cm，纵向90cm，步距1.2m，钢管重量0 .0384KN/m，则平均每立方米重量：0 .0384（1/0.91/1.2+1/0.61/1.2+1/0.61/0.9）=0.16 KN/m，支架高度11.5米，p3=0.1611.5=1.84KN/m.8.计算总荷载（考虑安全系数1.2）：q=（28.6+0.384+2.5+2.0+2.0+0.27+0.09+1.84）*1.2=45.22KN/二、受力验算1.横梁计算计算荷载横梁采用I40a工字钢，材质Q345，单位重量0.662KN/m，计算跨径5/sin128.612=6.4m，则作用在横梁上的均布荷载为：q=（45.220.6+0.662）=27.79KN/m弯应力计算按简支梁计算，则纵梁最大弯距：Mmax=0.125ql2=0.12527.796.42=142.3KN.m容许弯应力w= 210MPa截面抵抗矩W=1085.7cm3w = Mmax /W=142.3*103/1085.7=131.07 MPaw= 210MPa满足要求。最大挠度计算弹性模量：E 2= 2.1105MPa惯性矩I=21714cm4fmax=5ql4/384EI=5*27.79*64004/(384*2.1105*2.714*108 )=10.652mmL/400=16mm满足要求2.纵梁计算1 计算荷载纵梁采用I32a工字钢，单位重量0.516KN/m ，计算跨径2.0m，则纵梁计算荷载：集中荷载：p=(27.79*6.4)/2=88.93KN/m弯应力计算按简支梁计算，则纵梁最大弯距：Mmax=88.93*2/4=44.465 KN.m容许弯应力w= 210MPa截面抵抗矩W=692.5cm3w = Mmax /W=44.465*103/692.5=64.2MPaw = 210MPa最大挠度计算弹性模量：E 2= 2.1105MPa惯性矩I=11080cm4fmax=pl3/48EI=88.93*20003/(48*2.1105*1.108*108 )=6.4*10-4mmL/400=2/400=5*10-3mm满足要求。钢管立柱检算立柱钢管外径D1=400mm,内径D2=390mm，高度L =4600mm截面A =6204.645mm2，立柱钢管单位重96.18kg/m。计算荷载横梁按两跨等跨连续梁计算，则中间一排单根钢管立柱轴向力P=ql*2/0.6/2*2+96.18*9.8*10-3*4.6=27.79*6.4*2/0.6/2*2+0.943*4.6=597.2 KN= 597200/6204.645=96.3MPa602.4KN稳定性满足要求。2、门洞设置方案（净宽8米）F匝道第六联（21.018+30+20m，梁高1.6米，桥面宽13米，底板宽8.4米）。23#墩与24#墩之间、24#墩与25#墩之间均跨兰西高速，支架下层均采用1孔梁柱式门架，单孔净宽8m，交角58.107，计算跨径9/sin58.107=10.6m，净高5m，该段上层及其他支架均采用满膛碗扣式钢管支架；门架立柱采用外径400mm，=10mm的普通钢管，上下带60060010mm钢板，共9根/排4.6m/根2排=82.8m。其中：箱室范围内单排7根，间距2.0m，两侧翼缘板范围内各1根。立柱相互之间采用7.5角钢剪刀撑连接。立柱钢管下部为混凝土条形扩大基础，尺寸为100cm40cm，扩大基础顶面预埋10mm厚钢板，立柱与钢板之间焊接，焊接方式为围焊，四周设加劲缀板。两排钢管立柱上分别搭设I32a工字钢(材质采用Q345)作为门架纵梁，并与立柱顶钢板焊接牢固。纵梁上搭设I50a工字钢(材质采用Q345)作为受力横梁，并与纵梁焊接牢固，形成固定支点。间距60cm，设27排。其上铺放10cm10cm枕木搭设满堂支架。门架上采用碗扣式钢管支架，钢管的纵向间距90cm，横向间距60cm，横向水平杆步距1.2m。支承梁通过可调式顶托将荷载传递给钢管支架。所有型钢间连接点均点焊加固，各向型钢横纵梁间设联系杆，提高传力体系整体性。门洞顶部应搭设不透水防护棚，保证下部行车及行人安全。门洞设置方案（净宽8米）如下图所示：一、设计荷载箱梁断面面积7.192，底板投影宽度9m,含筋率按大于2%考虑，钢筋砼容重为26kN/m3，考虑不均匀荷载取1.2系数。则竖向荷载p1=1.27.192/926=24.93 kN/1.模板自重木材容重取8kN/m3，底板及顶板底模、腹板内、外模共按4层模板计算,则模板重量p2: 0.01284=0.384 kN/2.施工人员、机具堆放荷载：取2.5KN/3.倾倒砼冲击荷载：采用串筒或导管倾倒时取2.0KN/4.振捣砼产生的荷载：取2.0KN/5.上层方木间距25cm：80.10.11/0.25=0.32 KN/6.底层方木间距90cm：80.10 .11/0.9=0.09 KN/7.支架：按横向60cm，纵向90cm，步距1.2m，钢管重量0 .0384KN/m，则平均每m重量：0 .0384（1/0.91/1.2+1/0.61/1.2+1/0.61/0.9）=0.16 KN/m，支架高度11.5米，p3=0.1611.5=1.84KN/m.8.计算总荷载（考虑安全系数1.2）：q=（24.93+0.384+2.5+2.0+2.0+0.32+0.09+1.84）*1.2=40.88KN/二、受力验算1.横梁计算计算荷载横梁采用I50a工字钢，单位重量0.917KN/m，计算跨径9/sin58.107=10.6m，则作用在横梁上的均布荷载为：q=（40.880.6+0.917）=25.445KN/m弯应力计算按简支梁计算，则纵梁最大弯距：Mmax=0.125ql2=0.12525.44510.62=357.38KN.m容许弯应力w= 210MPa截面抵抗矩W=1858.9cm3w = Mmax /W=357.38*103/1858.9 =192.25 MPaw= 210MPa满足要求。最大挠度计算弹性模量：E 2= 2.1105MPa惯性矩I=46472cm4fmax=ql4/384EI=25.445*106004/(384*2.1105*4.6472*108 )=8.6mmL/