现浇连续梁支架设计与施工.doc

现浇连续梁支架设计与施工一、工程概况本桥位于浙江省嘉善县惠民镇境内，是一座跨规划磁悬浮的40+56+40m预应力混凝土连续梁桥，全长137.5m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m）。本梁体为等宽度、变高度连续箱梁，截面形式为单箱单室直腹板截面。箱梁顶宽12.0m，底宽6.7m。梁高3.054.35m，顶板厚40cm，腹板厚分别为48cm80cm，底板厚40cm80cm，全桥共设5道横隔梁，分别设于中支点、中跨跨中、端支点。桥面防护墙内侧净宽8.8m，桥上人行道栏杆内侧净宽11.9m，梁顶面宽12.0m，桥梁建筑总宽12.28m。二、支架布置形式338#341#墩连续梁下部支撑采用膺架方式进行施工。膺架采用630mm螺旋钢管、贝雷梁和碗扣架组合而成，螺旋钢管上设置双I40做横梁。基础采用4根100cm钻孔桩，孔长40m，桩间距2.8m。钻孔桩上设置140cm宽、120cm高、12.0m长的钢筋混凝土系梁。立中跨钢管立柱的过程中出现了以下两个问题：1、由于钢管较高，需要在高空连接两钢管，钢管立柱的垂直度控制较困难，对整个支架的整体稳定性影响较大。同时也增加了吊装贝雷梁的难度。2、考虑钢管太高而使贝雷梁距梁底距离过小，在拆除支架时不方便机械施工。为了提高支架的整体稳定性和方便施工，决定降低两边跨钢管立柱的高度，支架详细布置图如下：三、支架搭设施工工艺和技术要求测量放样3.1施工工艺安装固定底管安装剪刀撑接管铺设横梁组装贝雷梁安装贝雷梁搭设脚手架3.2技术要求1、测量放样安装螺旋管前按螺旋管布置进行测量放样，并调整管桩基础平面，保证管桩基础平面水平。2、构件检查a、钢管表面应平直光滑，无裂缝、凹陷、锈蚀、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕很深的划道。b、检查法兰盘焊接质量，要求焊缝饱满，没有咬肉、夹渣、裂纹等缺陷。c、检查钢管弯曲度，钢管最大弯曲变形失高不超过 L /500。3、安装螺旋管a、安装时严格按照测量放样点位进行对中安装，安装位置偏差不大于5mm。b、安装螺旋管应在底层开始利用钢管调整节调整钢管接头位置，要求钢管按不同长度相互交错、参差布置，确保钢管连接接头不在同一截面。c、底层钢管一次性安装高度不得大于5.0m，安装时钢管底部应与系梁上埋置的钢板连接牢固，同时在钢管四周至少按120设置三根固定钢丝绳进行固定。同时在底管上部进行横向连接，加强整体稳定性。d、安装底管应严格控制钢管垂直度，垂直度偏差不得大于5mm。e、钢管安装过程应严格检查螺旋管质量。4、接管a、钢管接头均应相互交错、参差布置，避免接头在同一平面。b、钢管接高过程中应搭设施工作业平台，便于进行钢管连接安装操作，作业平台按高处作业标准进行搭设，要求搭设牢固、安全，并满铺脚手板，脚手板铺设严密、牢固。c、钢管接高过程同时按要求设置剪刀撑，剪刀撑要求与螺旋钢管连接牢固，保证剪刀撑设置位置的准确。d、钢管接高过程吊装的钢管应在钢管下部设置至少2根绳索控制钢管方向，同时下根钢管周围不得有任何人员作业，待上根钢管大致吊装到位并放置牢固后，连接人员开始安装连接。e、钢管接高过程在钢管四周至少按120设置三根固定钢丝绳进行固定。同时在钢管上部进行横向连接，加强整体稳定性。f、钢管接高过程应严格控制钢管垂直度，垂直度偏差不得大于5mm。g、钢管接头处的连接螺栓应旋拧紧固，保证上下钢管连接紧密、牢固。h、钢管安装过程应严格按设置要求控制钢管安装高度，高度偏差不大于10mm。5、安装横梁横梁采用双I40，要求横梁在钢管中心对称设置，严禁钢管偏心受力，同时横梁与钢管顶面法兰盘安装连接牢固。6、安装架设贝雷梁a、贝雷梁安装前进行组装，要求组装过程中贝雷梁各部位连接紧密牢固，轴销锁牢。b、贝雷梁安装位置严格按布置图进行定位安装，安装位置偏差不大于10mm，每组之间距离偏差不大于20mm。c、贝雷梁安装保证单组贝雷梁垂直度，垂直度偏差不大于2mm。d、贝雷梁底部与横梁连接紧密，要求横梁顶面平整、水平，贝雷梁底面与横梁顶面之间无空隙。e、贝雷梁架设过程应在钢管两端搭设作业平台，平台搭设按高处作业标准要求进行控制。f、贝雷梁安装过程应在贝雷梁两端设置绳索对贝雷梁进行方位控制，摆放牢固后进行位置调整和加固处理。四、支架计算4.1碗扣架计算1、荷载混凝土自重：26KN/m3，根据实际截面进行取值底模：1.0KN/m2侧模及支架：2.0KN/m2内模及支架：2.0KN/m2施工荷载： 2.0KN/m2一根立杆所承受支架自重：F1=0.0424+(0.040.6+0.040.6)40=2.88KN一根立杆承受梁体重量：F2=1.335.6250.60.6=26.9KN一根立杆承受的施工荷载和模板系统的重量F3=（1.0+2.0+2.0+2.0）0.60.6=2.52KNF=2.52+26.9+2.88=32.3 KN2、立杆容许内力计算A=4.89cm2，i=1.58cm，L=180cm= L/ i=60/1.58=38查表得=0.9Nu=A=0.91404.8910-4=61.6KN考虑碗扣架重复多次使用，故取0.80Nu为立杆容许承载力N=0.80Nu=0.8061.6=49.28 KNFmax=F=32.3KN49.28 KN所以立杆强度满足要求。4.2贝雷梁计算跨度为12m，按最大段载荷计算：1、腹板区域，腹板厚度80cm，高度4.35m。腹板载荷：在12m跨度内产生弯矩剪力贝雷梁单片受力计算：弦杆容许弯矩：斜杆容许剪力：竖杆容许竖向压力：0.8m腹板区域所需贝雷梁片数：（贝雷计算时考虑1.5的横向分布系数）根据弯矩计算：在支座处为竖杆受压，根据竖杆受压计算：若把支座处的承压竖加强处理，此时贝雷梁片数由斜杠抗剪控制 0.8m腹板区域最少5片。绕度计算：,装配式钢梁弹性挠度：销孔产生的非弹性挠度：允许2、底板和顶板区域宽度考虑成均布作用（贝雷计算时考虑1.5的横向分布系数）在12m跨度内产生的弯矩：剪力： 根据弯矩计算：在支座处为竖杆受压，根据竖杆受压计算：若把支座处的承压竖杆加强处理，此时贝雷梁片数由斜杠抗剪控制 底板和顶板区域最少8片（必须对支座受压竖杆加强处理）。3、翼缘板区域考虑成均布作用：，（贝雷计算时考虑1.5的横向分布系数）在12m跨度内产生弯矩：剪力：根据弯矩计算：在支座处为竖杆受压，根据竖杆受压计算：若把支座处的承压竖加强处理，此时贝雷梁片数由斜杠抗剪控制 每侧翼缘板区域最少3片，由于翼缘板区域较宽，在每侧设置4片贝雷梁。总共所需要的贝雷梁片数为:片。4.3钢管和分配梁计算载荷按分段均布：翼缘板区域：腹板区域：底板和顶板区域：1、根据地质勘探资料计算桩的竖向载荷：最大值为248t2、钢筋混凝土分配梁：剪力图弯矩图最大弯矩为：最大剪力为：由于剪力很大，梁截面采用，上下配筋都为，箍筋采用套环箍筋，3、竖向钢管竖向钢管最大压力：176t钢管采用630mm螺旋钢管，18.95m长折减系数14.3m长折减系数4、工字钢横梁：弯矩图剪力图工字钢横梁最大弯矩：最大剪力：采用双I40做横梁，钢管支撑处，在工字钢腹板内设置加劲肋。五、支架预压5.1预压的目的1、检验支架及地基的强度和稳定性，确保施工安全。消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响。2、检验支架的受力情况和弹性变形情况，测量出支架的弹性变形，有利于梁体线形的控制。5.2预压荷载计算依据沪杭甬客运专线上海至杭州段施工图（肆桥参（2009）23682-VI），40+56+40m现浇梁重量为4680t；膺架现浇梁箱梁配套的模板重量为20t，合计4700t，预压荷载按120%取值，合计预压荷载为5640t。经计算，箱梁各部位的实际重量见表1（以1孔边跨分布情况计算），预压荷载的分布基本与各部位重量一致。支架预压梁部荷载分布 表1序号部位（以主墩中心计起）长度（m）单幅腹板重量（t）顶板、底板重量（t）单幅翼板重量（t）腹板砼块层数顶板、底板砼块层数翼板砼块层数001.25m1.2520.8163.574.613.173.480.3711.254.53.2540.7652.2711.992.391.10.3724.583.540.7450.7212.922.220.990.373811.53.538.2247.3612.922.080.930.37411.5153.531.0851.1412.921.691.00.3751519427.4858.9214.761.311.010.3761923426.6449.814.761.270.850.3772327426.6446.814.761.270.80.3782729213.3223.47.381.270.80.3792933426.6446.814.761.270.80.37103336.53.523.3140.9512.921.270.80.371136.540.753.539.2778.315.681.761.550.37合计354.91610.02150.375.3预压材料为了使膺架承载更接近于箱梁施工实际荷载以及预压加载操作方便，箱梁整体全部采用混凝土预制块进行加载，预制块尺寸为1.5m*1.5m*1.0m，每块重5.625t。5.4预压方法箱梁底模安装完成后，按设计的模拟分节段分级均匀加（卸）载，以一孔支架为一个节段，按腹板、底板和顶板、翼板分别加载，加载分以下几步进行。1、首先全断面加载至总荷载的70%，荷载加载到位后进行标高测量。2、第二步全断面加载至总荷载的100%，荷载加载到位后进行标高测量。3、第三步全断面加载至总荷载的120%，荷载加载到位后进行标高测量。4、预压荷载持压24h后进行卸载。5.5预压加载控制各部位预压加载控制见表1。预压前，调整好模板，根据设计的模拟节段和支架预压梁部荷载分布确定测量监控点，并测出所有观测点高程。然后按照梁体设计对腹板、底板和顶板、翼板进行区域划分，区域划分好后进行加载，加载顺序同混凝土浇筑顺序一致，从梁体的两端向跨中推进，每级加载严格按照虚拟节段长度进行荷载分布。每级加载完毕后进行标高测量，测量完成后再进行下一级加载。加载完毕且支撑变形稳定后，进行标高测量，然后将预压体逐级卸载，卸载顺序和加载顺序相反，卸载完成后再次测量各观测点标高，以确定各观测点的弹性变形与非弹性变形，据此绘制沉降曲线。预压观测点布置见图1、图2。图3：梁体横截面荷载分布布置5.6预压结果1、预压结果统计 预压结果见表2和表3。2、预压结论由表2和表3可知，连续梁中跨和边跨支架均为在靠近主墩第一孔支架跨中部位下挠量最大，中跨下挠量为11.0mm，边跨下挠量为11.67mm；中跨连续梁支架左侧最大下挠量11mm，右侧最大下挠量12mm，中部最大下挠量10mm。；边跨连续梁支架左侧最大下挠量12mm，右侧最大下挠量13mm，中部最大下挠量10mm。 中跨磁悬浮连续梁预压结果表 表2高 日期09.11.0909.11.1409.11.17弹性形变（mm）非弹性形变（mm）弹性形变平均值（mm）备注 程点号A125.165 25.150 25.16-10 -5 -6.3 A225.197 25.188 25.192-4 -5 A325.205 25.193 25.198-5 -7 B125.665 25.651 25.657-6 -8 -9.0 B225.660 25.643 25.653-10 -7 B325.665 25.646 25.657-11 -8 C125.940 25.925 25.936-11 -4 -11.0 最大值C225.940 25.920 25.93-10 -10 C325.940 25.92525.937-12 -3 D126.203 26.190 26.196-6 -7 -9.0 D226.098 26.081 26.09-9 -8 D326.185 26.166 26.178-12 -7 E126.198 26.185 26.188-3 -10 -5.7 E226.197 26.176 26.185-9 -12 E326.180 26.170 26.175-5 -5 F126.400 26.390 26.396-6 -4 -4.3 F226.402 26.392 26.396-4 -6 F326.400 26.394 26.397-3 -3 G126.395 26.387 26.39-3 -5 -2.7 G226.395 26.388 26.39-2 -5 G326.386 26.380 26.383-3 -3 H126.34026.33026.334-4-6-4.0H226.38826.37926.384-5-4H326.35926.35326.356-3-5荷载等级预压前120%卸载后 边跨磁悬浮连续梁边跨预压结果表 表3高 日期09.11.0909.11.1409.11.17弹性形变（mm）非弹性形变（mm）弹性形变平均值（mm）备注 程点号A125.312 25.294 25.299 -5 -13 -5.00 A225.305 25.290 25.294 -4 -11 A325.313 25.297 25.303 -6 -10 B125.770 25.755 25.765 -10 -5 -9.00 B225.758 25.741 25.749 -8 -9 B325.775 25.756 25.765 -9 -10 C126.048 26.030 26.042 -12 -6 -11.67 最大值C226.023 26.005 26.015 -10 -8 C326.030 26.010 26.023 -13 -7 D1