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现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 1 目目 录录 一 编制依据一 编制依据一 编制依据一 编制依据 2 2 二 工程概述二 工程概述二 工程概述二 工程概述 2 2 三 支架堆载预压方案三 支架堆载预压方案三 支架堆载预压方案三 支架堆载预压方案 3 3 一 一 支架预压目的及验收条件 支架预压目的及验收条件 3 二 二 支架预压监测 计算内容 支架预压监测 计算内容 4 三 三 支架预压位置 材料 面积 重量的确定 支架预压位置 材料 面积 重量的确定 4 四 四 加载布点 顺序 方向及测量要求 加载布点 顺序 方向及测量要求 5 五 五 卸载要求 卸载要求 7 六 六 预压注意事项 预压注意事项 7 四 支架堆载预压计算及预拱度设置四 支架堆载预压计算及预拱度设置四 支架堆载预压计算及预拱度设置四 支架堆载预压计算及预拱度设置 7 7 一 一 满堂碗扣式支架 满堂碗扣式支架 7 二 二 支架变形量值 支架变形量值 F F 的计算的计算 8 三 三 梁体预设拱度计算 梁体预设拱度计算 9 四 四 预拱度的设置 预拱度的设置 9 五 安全 文明施工五 安全 文明施工 9 9 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 2 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 一 编制依据一 编制依据一 编制依据一 编制依据 1 广州番禺区黄榄快速干线 西段 工程道路桥梁标招标文件及施工图纸 2 市政工程颁布的现行技术规范 规程 标准及国家相关部委颁布的各项规定 3 钢管满堂支架预压技术规程 JGJ T 194 2009 4 我单位在类似工程施工中所积累的经验和取得的成果 二 工程概述二 工程概述二 工程概述二 工程概述 本标段主线工程施工起点为 K5 960 终点里程 K7 571 525 全长 1611 525m 其中 主线桥梁共长 604m 共有桥梁 7 座 其中大岗沥大桥 规划一路跨线桥 K5 989 5 人行 天桥的上部结构型式中部分跨段采取现浇连续箱梁 共六联 分左 右幅 1 大岗沥大桥 LY2 LZ2 联 即 8 9 墩跨 现浇梁长分别为 20 8m 和 28 8m 砼 方量 491 6m3 391 6m3 梁段结构采用单箱四室斜腹板截面 梁高 1 9m 箱梁底板宽 16 396m 顶板宽 18 74m 2 大岗沥大桥 LY4 LZ4 联 即 10 13 墩跨 三跨一联 孔跨布置及梁长为 36 5 41 5 22 5 100 5m 和 22 40 5 38 100 5m 砼方量 1099 3m3 1268 3m3 梁段 结构采用单箱双室斜腹板截面 梁高 2 4m 箱梁底板宽 9 54m 顶板宽 16 24m 3 规划一路跨线桥 L2 联 即 2 6 墩跨 四跨一联 孔跨布置及梁长为 30 2 34 30 128m 砼方量 759 4m3 梁体采用单箱单室斜腹板截面 梁高 1 9m 箱梁 底板宽 3 94m 顶板宽 8 74m 4 K5 989 5 人行天桥主桥横跨主线路面 上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱 梁结构 两跨一联 跨径布置及梁长为 2m 2 30 4m 2m 64 8m 砼方量 162 8m3 箱梁截 面单箱单室 梁高 160cm 箱梁底宽板 1 825m 顶板宽 4m 现浇箱梁砼等级均为 C50 预应力筋采用直径 15 24 的高强度低松弛钢绞线 抗 拉标准强度 Rby 1860Mpa 单根面积 140mm2 弹性模量 195000Mpa 纵向预应力锚具采用 OVM 锚具及其成套产品 纵向预应力管道采用塑料波纹管 根据现场实际情况 六联现浇箱梁下原地基情况及处理措施如下 大岗沥大桥 L4 联下为既有沥青路面 地基稳定 如未被破坏可在清扫后直接作 为持力层进行利用 对破坏区域 如桥梁桩基接桩 系梁基坑采取回填石粉 冲击式打 夯机分层夯实 每层厚度 15cm 左右 并用压路机碾压后 再在表面铺设 10cm 厚 C20 砼 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 3 一层 大岗沥大桥 L2 联下地基为软弱耕植土 桥梁承台 系梁开挖基坑等 均采用 1 0 米厚风化石 夹杂细土 进行回填 18t 以上的振动压路机分层 厚度不大于 35cm 进 行震动碾压密实 压路机静压检验无明显轮迹 软弱 沉降 弹簧现象 同时采用轻型 触探仪对地基承载力进行检测 必须满足支架设计地基承载力 180kpa 要求 再在顶 面铺设 10cm 厚石粉垫层 同时碾压密实 既可强化回填层又可起到排水 滤水作用 然 后浇注 10cm 厚 C20 砼进行基础硬化处理 作为持力层 为确保地基层及支架搭设好后不 被雨水浸泡 以利于支架稳定 所有地基表面均按 1 横坡进行标高调整 同时表面保持 平整 规划一路跨线桥 L2 联下为新老路面结合段 老路面可直接利用 新路面因为交 通改道 按照四级公路要求进行修筑 且路基下经水泥搅拌桩处理 经数月的车辆行驶 沉降基本完成 承载力达到要求 亦可直接使用 人行天桥主桥横跨主线路基 经水泥搅拌桩加固处理 已验收合格 并铺筑 碎石垫层 土工格栅后 进行路基土方填筑 压实度达到 93 支架施工前 对其进行 表面硬化处理 浇注 10cm 厚 C20 砼 特殊处指大岗沥大桥 L2 L4 联跨河段 考虑施打水中钢管桩和于岸上浇筑砼 地梁 然后架设贝雷片跨过水中 再在贝雷片顶铺设工字钢 通过受力验算 对钢管桩 贝雷片 工字钢的布置 型号均需满足支架要求 三 支架堆载预压方案三 支架堆载预压方案三 支架堆载预压方案三 支架堆载预压方案 堆载预压前提条件 支架预压应在支架初步验收合格后进行 不同类型的支架应根 据支架高度 支架基础情况等选择具有代表性区域进行预压 支架架设完毕 底模铺设 后 即进行支架堆载预压 支架预压范围不应小于现浇梁砼结构物的实际投影面 一 一 支架预压目的及验收条件 支架预压目的及验收条件 预压目的 检验支架及地基的强度及稳定性 即支架的安全性 测出整个支架的塑 性变形 地基的沉降变形 支架的弹性变形 用来指导后续现浇箱梁支架施工 支架预压验收应在施工单位自检合格的基础上进行 由施工单位 监理单位 设计 单位 建设单位共同参与验收 验收合格后应签署 钢管满堂支架预压技术规程 JGJ T 194 2009 中附录 B 所示验收文件 验收条件 在全部加载完成后的支架预压监测过程中 当满足下列条件之一时 应 判定支架预压合格 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 4 1 各监测点最初 24h 的沉降量平均值小于 1mm 2 各监测点最初 72h 的沉降量平均值小于 5mm 另分级加载时 在下一级加载前 需每隔 6h 对支架沉降量进行一次监测 当支架顶 部监测点 12h 的沉降量平均值小于 2mm 时 即可进行下一级加载预压 支架预压验收条件的确定 目的是确保支架现浇砼结构施工过程中不出现过大的拉 应力而产生裂缝 支架上现浇砼梁施工过程中的拉应力大小 与支架的变形及结构自身 特性相关 支架变形的影响主要是不均匀沉降的塑性部分 结构自身特性的影响 与结 构的跨径 梁高等相关 同时结构对拉应力的适应能力 是否开裂 还与砼的强度等级 受拉区配筋率等相关 支架预压后应编写支架预压报告 支架预压报告应包括下列内容 1 工程项目名称 2 支架分类以及支架代表性区域选择 3 支架沉降监测 4 支架预压的合格判定 二 二 支架预压监测 计算内容 支架预压监测 计算内容 支架预压的监测 计算应包括下列内容 1 加载之前各监测点初始标高 2 每级加载完成后 立即对监测点进行观测并记录 然后每隔 6h 观测各监测点标 高并计算沉降量 当在 12h 观测监测点标高时沉降量平均小于 2mm 后 即可进行下一级 加载 3 全部预压荷载加载完毕后 立即对监测点进行观测并记录 然后在 12h 24h 36h 48h 72h 监测一次并记录各监测点标高 并计算沉降量 当满足验收 条件后 即可进行支架卸载 4 卸载 6h 后 应监测各监测点标高 并计算支架各监测点的弹性变形量 预压监测应计算沉降量 弹性变形量 非弹性变形量 其中 沉降量主要为预压验 收提供依据 弹性变形量 非弹性变形量主要为后续现浇砼结构支架确定施工预拱度值 提供依据 监测工作结束后 提交监测点布置图和沉降监测表 附后 三 三 支架预压位置 材料 面积 重量的确定 支架预压位置 材料 面积 重量的确定 预压位置 本标段内的支架搭设均为碗扣件满堂支架 支架高度均相差不大 则主 要根据各联跨下地基处理不同 选取具有代表性的区域进行预压 拟定如下 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 5 大岗沥大桥 LY4 联 12 13 墩跨 地基为既有沥青砼路面 共代表大岗沥大桥 LY4 联 11 13 跨 LZ4 联 11 13 跨 大岗沥大桥 LY4 联 10 11 墩跨 支架支承基础分两种 钢管桩 贝雷片 工字钢 和经换填处理 并表面硬化的软基 共代表大岗沥大桥 LZ2 联 8 9 跨 LY2 联 8 9 跨 LZ4 联 10 11 跨 LY4 联 10 11 跨的支架 人行天桥主桥右半幅 支架支承基础为经水泥搅拌桩加固处理 并填筑路基土 压实度达到 93 规划一路跨线桥 L2 联第 2 3 跨的支架 当对支架的代表性区域预压监测不满足验收条件时 应查明原因后 对同类支架全 部进行处理 处理后的支架应重新选择代表性区域进行预压 直至满足验收条件 预压荷载 根据设计图纸 预压荷载为梁体自重的 115 支架预压区域应划分成若 干预压单元 每个预压单元内实际预压荷载强度的最大值不应超过该预压单元内预压荷 载强度平均值的 110 每个预压单元内的预压荷载可采用均布形式 预压材料 用吊车吊放编织袋装碎石或水箱对支架进行预压 预压面积 根据规范要求 支架预压加载范围不应小于现浇砼结构物的实际投影面 偏安全考虑 拟选定试验区域集中在箱梁底板宽范围 四 四 加载布点 顺序 方向及测量要求 加载布点 顺序 方向及测量要求 加载布点 支架预压前 即要布置监测点 布置应符合以下规定 1 沿砼结构纵向每隔 1 4 跨径布置一个监测断面 2 在靠墩台处 在距墩台 1 0m 处需布置一个临测断面 3 每个监测断面上的监测点不宜少于 5 个 并对称布置 4 在支架基础变化处 应增设支架顶部 底部监测断面及监测点 5 在底模上按上述原则布置监测点后 并且应在底模上监测点的投影面上于支架底 部地面上应布置监测点 此监测点应尽量紧靠布置在支架底部加垫的方木旁 对于跨水 中段 支架底部的监测点布置于钢管桩与地梁顶部 并在贝雷梁跨中的顶部增设监测点 布置点位注意事项 1 各监测点上下应对应 平面纵 横向距离严格控制 各点位采用经纬仪测量放样 布设 各监测点事先编号完毕 2 对于支架顶部的监测点 直接于布置于底模顶面并用记号笔或油漆标识清楚 注 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 6 意点位在堆载时不得覆盖 避免影响测量监测 3 支架底部的监测点 对应顶部布置 尽量紧靠加垫于底部的方木旁并做好标记 针对不同现浇箱梁的预压段 可增设监测点 但不可减少 具体布置示意图详见下 页 加载顺序 根据规范 加载分级进行且不应少于 3 级 拟定按总压载量的 60 80 100 共加载 3 次 加载宽度为各现浇箱梁底板宽 每次加载以堆码高度进 行控制 因箱梁腹板处的受力更大 堆载前 将预压区域划分为若干个单元 并根据各 单元的砼重施加荷载 1 使用碎石袋时 计算总体加载高度 考虑碎石袋间存在空隙 以 3 空隙率计算 如下 h 箱梁每 1 米长度的砼方量 钢筋砼的容重 碎石的容重 加载宽度 1 0 03 第一次加载高度 h 3 第二次加载后砂袋总高度为 2h 3 第三次加载模拟 顶板砼浇筑完成后的荷载 加载后砂袋总高度 h 2 使用水箱时 根据工地上水箱的尺寸 加满水后的重量约 1 0 吨 先计算好每一 级的加载重量 按平均原则可多摆放水箱 然后往内注水至加载重量 加载方向 在纵向加载时 宜从砼结构跨中开始向支点处进行对称布载 当横向加 载时 应从砼结构中心线向两侧进行对称布载 每级加载完成后 应停止下一级加载 立即对监测点进行观测并记录 然后每隔 6h 观测各监测点标高并计算沉降量 当在 12h 观测监测点标高时沉降量平均小于 2mm 后 即可进行下一级加载 测量要求 采用三等水准测量 沉降观测使用 DS3 级水准仪和配套塔尺进行 配备 左 幅 右 幅 观测点平面布置图 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 7 专业测量人员 4 人分两班作业 支架预压采用分级加载的方式是为了防止支架在预压过程中发生失稳倒塌 并在每 级加载后 要进行支架全面检查 及时发现问题 消除隐患 对称加载是为了避免偏载对支架造成不利影响 不对称 不合理加载程序容易造成 支架失稳事故 施工中应注意 五 五 卸载要求 卸载要求 支架预压满足验收条件后 前已详述 此处不再介绍 即可卸载 卸载可一次进行 预压荷载应对称 均衡 同步进行 且 6h 后需对监测点进行最后一次监测 即回弹稳定 后测得模架标高回弹值 综合测试结果 算出沉降值 弹性变形量以及非弹性变形量 为浇筑砼提供预拱值 卸载前后的差值可认为是地基及支架的弹性变形 在安装箱梁底 模时设预拱度以消除之 六 六 预压注意事项 预压注意事项 对于大岗沥大桥 L2 L4 联跨水中段 应重点布控 观测频率适当增加 在加载过程中时刻注意各处支架 各处连接及变形情况 测量时尽量避开阳光直射 减少温度测量误差 且因需连续监测 在预压段设置足 够灯光 利于夜间测量 预压过程中 当沉降值突然急剧增加时 应立即停止加载 待查明原因和消除隐患后 继续加载或重新搭设支架进行加载 预压完成移除水箱或砂袋 拆除模板 根据箱梁线 型重新放样 调整立杆顶部高度 在作业地点附近设置警示标志 悬挂红色灯 以提醒行人和作业人员 施工人员应 站在安全半径外 支架基础设置排水 隔水措施 另对于在预压时 应特别注意加载材料的防水 被 雨水浸泡时 需充分晾干之后再使用 或在加载前重新核称重量 要求操作人员严格遵守安全规范 按程序操作 预压荷载要堆放均匀 稳定 所有 现场工作人员必须配带安全帽 现场预压人员和机具必须由专人统一指挥 安装足够的 照明设备 保证夜间施工有良好的照明条件 其余支架预压内容请参照 JGJ 194 2009 钢管满堂支架预压技术规程 四 支架堆载预压计算及预拱度设置四 支架堆载预压计算及预拱度设置四 支架堆载预压计算及预拱度设置四 支架堆载预压计算及预拱度设置 支架堆载预压计算以大岗沥大桥 LY4 联 12 13 墩跨现浇箱梁为例计算 一 一 满堂碗扣式支架 满堂碗扣式支架 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 8 各种杆件如下 立杆 支架的受力杆均选用 48mm 3 钢管 立杆间距 0 9m 0 6m 纵向 横向 水平杆选用 48mm 3 钢管 步距 1 2m 斜撑选用 48mm 3 钢管 采用钢扣件与立杆 水平杆扣死 方木选用 10 10 与 10 15cm 底部设一层 顶部设两层 详见现浇梁施工方案支架布置示意图 荷载计算 箱梁自重 P1 箱梁每 1 米长度的砼方量 箱梁每 1 米底板面积 钢筋砼容重 13 6 9 54 26 1 43 26 37 1KN m2 按实际结构计算 其他应力不计 箱梁自重按 1 15 倍系数考虑进行计算 应力 P P1 1 15 42 62KN m2 合力 N P 长 宽 42 62 22 5 9 54 9149 4KN 二 二 支架变形量值 支架变形量值 F F 的计算的计算 1 1 满堂碗扣式支架 满堂碗扣式支架 F f1 f2 f3 f4 f1 为支架在荷载作用下的弹性变形量 受力面积内钢管数量 9 54 0 6 22 5 0 9 398 根 每根钢管受力 合力 N 受力面积内钢管数量 9149 4 398 23 0 KN 由上计算每根钢管受力为 23 0KN 48mm 3 钢管的截面积为 424mm2 于是 23 0 424 103 54 3N mm2 则 f1 54 3 13 2 0 105 3 53mm f2 为支架在荷载作用下的非弹性变形量 支架在荷载作用下的非弹性变形 f2 包括杆件接头的挤压压缩 1 和钢模板对方木压 缩 2 两部分 分别取经验值为 2mm 3mm 即 f2 1 2 5mm f3 为支架基底受荷载后的非弹性沉降量 f3 取经验值为 10mm 施工时以实测为 准 f4 为地基的弹性变形 地基的弹性变形 f4 按公式 f4 EP 式中 为地基所受荷载 EP为处理后地基土 的压缩模量 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 9 f拱 x y L 2 y 本桥支架立杆间距按 0 9m 0 6m 布设 单根立杆底托处受力为 23 0KN 地基承载 力应为 23 0 0 9 0 6 42 6Kpa 0 0426Mpa EP E0 22 5 0 83 27 11 查施工计算手册 新路面地基强度可达到 400Kpa 施 工时以实测为准 于是 f4 EP 0 0426 27 11 1000 1 57mm 综上计算 支架计算变形量 F f1 f2 f3 f4 10 1mm 三 三 梁体预设拱度计算 梁体预设拱度计算 梁体预设拱度取支架地基弹性变形值 先按以上计算的理论数据设置 待预压后按 现场实测值取用 四 四 预拱度的设置 预拱度的设置 预压结束后 及时整理数据 并对预压段和整个代表现浇箱梁的底模标高进行调整 预留沉降高度 模板标高 设计标高 设计反拱度 地基 支架的弹性变形值 由于箱梁截面较大 活载和恒载产生的挠度和预应力张拉产生的上拱度较小 且可 以相互抵消 均不予以考虑 本工程中预拱度的设置只考虑由于支架产生的弹性变形 根据对模板的预压所测出的弹性变形 为预拱度的最高值 应设置在梁的跨径中点 其他各点的预拱度 应以中间点为最高值 以梁的两端为零 按二次抛物线进行分配 具体施工时在 1 2 及 1 4 处关键点进行控制 主梁预拱度沿跨度方向变化的曲线 按二次抛物线处理 取左支点 图中 O 点 为 坐标原点 跨长为 L 主梁跨中拱度为 f拱 则曲线方程为 y 4f拱x L x L2 符号意义见下图 五 安全 文明施工五 安全 文明施工 x 0 现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案 10 1 成立以项目经理为组长的安全管理 协调小组