株洲湘江四桥42米现浇箱梁贝雷支架施工技术方案

中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 1 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 第一节第一节 工程概况工程概况 一 概述一 概述 1 1 工程概述 工程概述 株洲湘江四桥距株洲市一水厂取水口下游约 500m 西起泰山路与长江南路 交点 跨湘江 东至株洲市芦凇区 接建宁大道 其中河东岸引桥高架跨越沿 江南路 建设路后与建宁大道平交 河西岸引桥高架跨越滨江南路后与长江南 路平交 另外河西岸设有半互通式立交将大桥与滨江南路相互联接 桥梁部分孔径布置 由西向东 为 12 20m 现浇连续箱梁 7 46m 顶推连续箱梁 75m 2 140m 75m 三塔部分斜拉桥 4 42m 现浇连续箱梁 5 20m 现浇连续箱梁 桥梁总长 1265 2m 株洲四桥建成后 大大缓解了株洲一桥交通压力 缩短了芦淞区至天元区 跨江的往来交通 从而减低了机动车辆的耗油量 这样 能大大改善株洲城市 的空气质量 2 2 工程地质 工程地质 42m 跨现浇箱梁横跨东岸滨江南路和建设路 城市路面经过水泥混凝土硬 化 地基承载力较好 通过株洲地税三分局部分地表面有 20cm 左右水泥混凝土 路面 仅少部分地表为土层 该桥位从上往下的地质情况为 首先为 1 28 m 5 10 m 的填筑土 承载力较低 再是 5 12 m 6 10m 粘土层 容许承载力 220 260 Kpa 最后进入弱风化泥质粉砂岩和弱风化砂砾岩 厚度 17 80 m 25 17m 容许承载力 1200 1500 Kpa 桥梁的基础奠基于此层上面 3 3 水文特征 水文特征 湘江自南向北贯穿株洲市 较大支流的枫溪港 白石港迂回曲折于河东 汇入湘江 水情较为复杂 在市区内有株洲水文站 水文系列较长 湘江干流 最高水位一般出现在 4 7 月 主要受洪水径流控制 根据株洲水位站质料统计 多年平均水位 30 61m 85 黄海系统 历年最高水位实测最高值为 42 59m 1994 年 6 月 18 日 56 黄海系统 实测最大流量 20200m3 s 1964 年 6 月 实测最低水位 27 51m 1998 年 11 月 13 日 实测最小流量 101m3 s 1966 年 9 月 正常水位为 29 44 31 96m 年最高水位一般出现 4 7 月 年最低水位出现在 12 2 月 总之 该桥位处水资源比较丰富 能够 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 2 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 满足上部结构的施工 4 4 气象特征 气象特征 株洲市地处亚热带季风湿润气候地区 气候温暖 四季分明 雨水充沛 生长期长 据株洲市气象站 1954 2000 年质料统计 多年平均降水量 1410mm 最 大年降水量 1912 2mm 1954 年 最小年降水量 932 8mm 1986 年 全年雨水 集中在 3 7 月 汛期 4 9 降雨量占全年 70 左右 梅雨季节 4 5 6 三个 月 降雨量占全年 40 以上 多年平均蒸发量在 900mm 以上 多年平均气温 17 4 多年极端最高气温 40 4 1963 年 9 月 1 日 多年极端最低气温 40 4 1991 年 12 月 29 日 株洲市区多年平均风速 2 2m s 风向冬季为西 北风 夏季多为南风 5 5 施工重点及难点 施工重点及难点 重点 确保支架预压安全 难点 滨江南路和建设路上交通繁忙 车流 量大 过往行人比较多 给安全施工带来巨大挑战 拟在两条主干道上方的贝 雷桁架下面满部安全网 并在醒目位置悬挂安全警示牌 6 6 箱梁的结构形式 箱梁的结构形式 箱梁为分离式双箱单室斜腹板截面 半幅全宽 1375cm 单箱底板宽 638cm 顶板悬臂长 320cm 内侧 300cm 底板中心线处梁高 250cm 底板厚度 25cm 腹板厚度 40cm 根部 80cm 顶板厚度 28cm 通过改变腹板内外侧高形 成桥面横坡 支座处箱梁设横隔板 中横梁厚 120cm 边横梁厚 100cm 另在 各跨 1 4 桥跨处设置 30cm 厚的横隔板 所有的横隔板都在箱梁底的中心线位置 设置直径为 70cm 的过人圆洞 每跨箱梁各设两个 GPZ 型系列盆式橡胶支座 边跨端支座采用 GPZ 4 型 中支座采用 GPZ 9 型 横向两支座中心线之间的距离为 520cm 为方便检查人员进出箱梁 在边跨底板无预应力区各设一个直径为 60cm 进人洞 箱梁采用三向预应力体系 纵向束采用 7 S15 24mm 和 9 S15 24mm 钢 绞线 横向预应力束为 3 S15 24mm 和 2 S15 24mm 钢绞线 竖向预应力采用 JL32 精扎螺纹钢筋 配扎丝锚具 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 3 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 二 现浇箱梁主要工程量二 现浇箱梁主要工程量 42m 现浇箱梁结构部位 项目 材料 规 格 单 位箱梁横梁齿块 合计 混凝土 C55M325384791143131 精轧螺纹钢筋 JL32Kg2416624166 9 S15 2461024442065444 7 S15 246823949468733 3 S15 243127831278 钢绞线 2 S15 24 Kg 93699369 251499514995 22 1638413 普通钢筋 HRB335 12 Kg 2404870871298544120 16656123779 1010141014 普通钢筋 R235 8 Kg 1289215913051 M75 65 72 六角螺母 13361336 M75 65 72 锥形螺母 13361336 钢材 锚锭板 140 140 24 块 26722672 张拉端锚具 YM15 9 45654510 固定端锚具 YMP15 9 5454 张拉端锚具 YM15 7 52860 固定端锚具 YMP15 7 52860 联接器 YJ15 7 156156 张拉端扁锚 YMB15 3 668668 固定端扁锚 YMB15 3 668668 张拉端扁锚 YMB15 2 324324 锚具 固定端扁锚 YMB15 2 套 324324 D811497939315372 D6132603260 塑料波纹管 D60 20 M 81618161 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 4 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 D46 2036183618 钢管 50 2 5Kg626626 三 现浇箱梁施工工艺流程三 现浇箱梁施工工艺流程 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 5 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 上构施工准备 支架基础施工扩大基础预制 支架搭设 支架预压 底模和侧模系统安装 支架材料准备 模板加工 绑扎底板钢筋 底板波纹管定位并穿束 绑扎腹板和横梁钢筋 腹板 横梁波纹管定位并穿束 安装内模及端模 绑扎顶板钢筋 顶板波纹管定位并穿束 混凝土浇注 拆除侧模和内模系统混凝土养护 预应力张拉 压浆 封锚 拆除底模系统和支架 进入下一跨施工 四 主要施工方法四 主要施工方法 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 6 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 该现浇箱梁横穿城市主干道 为了不影响城市交通 拟采用贝雷支架逐 跨现浇的施工工艺 预压考虑到提高工效 采用水箱预压方法 底模和侧模采 用木框竹胶板 箱梁内模采用木模 搭设钢管支撑 混凝土采用大型水上搅拌 站拌和 输送车运至现场 拖泵泵送入模 第二节第二节 贝雷支架搭设贝雷支架搭设 一 贝雷支架的设计一 贝雷支架的设计 东岸 42 米跨连续箱梁施工采用贝雷支架现浇的施工工艺 施工时首先进行 支架基础 支架结构的设计与施工 由于连续箱梁跨度为 42 米 所以拟在每跨 设 5 排支撑墩 支撑墩基础为混凝土扩大基础 扩大基础上预埋预埋件 支架 立柱采用 900 10 钢管 立柱顶部设置 500 1000 钢箱梁 其上布设贝雷桁 片 I25a 工字钢次梁和底模系统 其具体结构如后面附图所示 二 贝雷支架受力验算二 贝雷支架受力验算 1 支架受力荷载取值 根据 公路桥涵施工技术规范 JTJ 2000 模板支架设计的有关规定 支架设计及验算时主要荷载为混凝土 模板和支架自重的荷载 施工人员 材 料机具等行走和堆放荷载 振捣混凝土时产生的荷载 新浇混凝土对侧面模板 的压力 倾倒混凝土时产生的荷载 其它可能产生的如雪荷载 冬季保温设施 荷载等 支架稳定性验算荷载主要为风荷载 1 1 混凝土自重荷载 砼自重为安全计取 r 26kN m3 根据施工图纸各截面尺寸计算荷载 qr及其 分布长度具体如附图一所示 1 2 板 支架自重荷载 侧模 内模 底模自重荷载 偏安全侧模 内模及底模均按照常用钢模板 150kg m2自重计算则 mKN mkgBlhlhlq 43 150 38 6 86 1116 2 02 3 01 2 21 3 150 2 322111 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 7 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 式中 l1 l2分别为两侧翼板的宽度 h1 h2分别为两侧腹板的高度 l3为模板横桥向内模总长 B 为底模板宽度 1 3 贝雷片自重荷载 按 10 片贝雷横向布设 单片贝雷自重 270 3 0m 考虑联结销 支撑架 取 300 3 0m 计 则贝雷片自重荷载 q2 10kN m 1 4 I25a工字钢自重荷载 I25a工字钢顺桥向按 75cm 间距布置 42 米长支架一共布置 57 根 没根 工字钢长 15m 则 mkNq 76 7 42 105 381557 3 1 5 施工荷载 计算支架受力时 偏安全考虑施工荷载取 q 2 5kN m2 故施工荷载取值 式中 b 为箱梁顶面宽度 kN m 4 3475 135 25 2 4 bq 1 6 倾倒混凝土时产生的冲击荷载和振捣混凝土时产生的荷载取 q 2 0kN m2 则没沿米上的荷载值 式中 mkNbq 5 2775 130 20 2 5 b 为箱梁顶面宽度 1 7 风荷载计算 支架水平荷载主要为风荷载 根据 公路桥涵设计通用规范 查全国基本 风压图知 金华地区频率 1 100 的风压为 350Pa 风压力计算公式为 a Pwkkkw 5 2623500 10 175 0 0310 W0 基本风压 400 Pa K0 设计风速频率换算系数 属临时工程取 0 75 K1 风压高度变化系数取 1 0 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 8 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 K3 地形地理条件系数 取 1 0 支架贝雷片以上部分横向风载 偏安全考虑 贝雷片迎风面积每延米 1 5m2 mkNKAWWAF 6 1 5 262 5 23 15 19 1 2 单排支架立柱所产生风荷载 mkNAKWF 134 1 89 06 0 5 262 2 K2 风载阻力系数 根据 公路桥涵设计通用规范 要求 贝雷桁架 1 5m 高度范围内按照桁架计查相关表格取 1 9 底模以上 侧模高度 2 5m 范围 内 按照平面结构取 1 3 钢管圆形立柱参照圆形桥墩取 0 6 1 8 支架受力情况 承受竖向均布荷载 mkNqqqqqqqQ rr 7 122 54321 承受竖向均布荷载 立柱排架数目跨径 NLF 134 1 6 1 2 箱梁支架模板受力系统受力验算 2 1 翼缘板区模板结构计算 42 米现浇支架的侧模面板采用竹胶板 用 8 10cm 木枋作为次梁 次梁 下每间隔 75cm 设置一道 8 10cm 木枋 木枋下面搭设钢管支撑 钢管直接撑 在 I25 工字钢上 具体结构附图二 2 1 1 次梁 8 10cm 木枋计算 翼缘区砼最大厚度为 0 5m 最小厚度为 0 15m 考虑安全系数 按 0 5m 厚砼计算 翼缘处砼荷载 2 1 13265 0mkNp 模板荷载 22 2 1 100mkNmKgp 设备及人工荷载 2 3 5 2 250mkNmKgp 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 9 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 砼浇注时振捣荷载 2 0 2 2004mkNmKgp 则有 2 4321 5 1825 2113mkNppppp 木枋每隔 30cm 布置一道 2 55 5 3 0 5 18mkNq 木枋子长度一般可达 4 5 跨 偏安全考虑 按简支梁计算 跨径为 0 75m 计算简图如下所示 木 枋 0 75m q 5 55kN m 则跨内最大弯矩为 mkNqlM 39 0 75 0 55 5 125 0 125 0 22 max 又 322 3 1336 1086 cmbhW 应力为 参考 MPaMPa W M w 1093 2 10 3 133 1039 0 63 max max 一般松木木质 最大剪力在支点处 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得 MPaMPa A Q 0 239 0 10 10822 75 0 1055 5 3 2 3 4 3 max max 参考一般松木木质 即强度均满足要求 由规范可知 刚度验算荷载取值只考虑砼 模板 施工人员及机具荷 载 不考虑振捣所产生的荷载 偏安全考虑 其取值大小同强度计算 以下 相同 不另说明 可得 MPaE 5 101 0 463 1067 6 12 mmbhI 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 10 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 400 875 1 34 0 1067 6 101384 75 01055 5 5 384 5 610 43 4 max lfmmf mmEIqlf 则刚度完全满足要求 2 1 1 主梁 8 10cm 木枋计算 箱梁翼缘板下模板主梁用 8 10cm 木枋 木枋下支撑 48 3 5 脚手管间 距为 50cm 偏于安全考虑 按简支梁进行计算 跨径为 0 5m 受到次梁传递 的集中荷载 大小为 最不利的受力模式如下图 kNP16 4 75 0 55 5 1 木 枋 0 5m P1 4 16kN 则跨内最大弯矩mkNplM 52 0 5 016 4 25 0 4 1 max 又 3 22 3 133 6 108 6 cm bh W 109 3 10 3 133 1052 0 6 3 maxmax 参考一般松木木质MPaMPaWM w 最大剪力在支点处 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得 MPaMPaAQ0 239 0 1010822 1016 4 3 2 3 4 3 maxmax 即强度满足要求 MPaE 5 101 0 463 1067 6 12 mmbhI mmfmm EI lp f q 25 1 16 0 1067 6 10148 5 01016 4 48 610 33 3 max 则刚度也完全满足要求 2 2 腹板模板结构计算 腹板模板下面次梁和主梁采用 10 12cm 木方 布置方式跟翼板基本一样 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 11 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 只是布置间距不相等 2 2 1 腹板新浇混凝土产生的压力 腹板新浇砼所产生的侧压力按下式计算 2 1 210max 22 0vKKtP 其中 Pmax为新浇注砼的对侧模的最大侧压力 K1 外加剂影响修正系数 掺加外加剂时取值 1 2 K2 砼坍落度影响修正系数 取 0 85 混凝土容重 取值 26kN m3 t0 新浇注砼的初凝时间 取 14h 砼浇注速度 取 0 5m h 所以 22 1 max 8 575 085 0 2 1142622 0 mkNP mPh2 226 8 57 max 可见在腹板上新浇砼产生的最大的侧压力为 57 8kN m2 且有效压头为 2 2 米 考虑振捣时所产生的荷载 4 0 kN m2 所以最大的侧压力为 57 8 4 0 61 8 kN m2 侧压力从上至下按梯形规律递加 偏安全考虑 取最大 荷载值 61 8kN m2计算 次梁 10 12cm 木枋计算 木枋的布置间距为 0 2cm 则mkNq 36 12 8 612 0 322 2406 12106 cmbhW 木枋子长度一般为 3 4 跨 偏安全考虑 按简支梁计算 跨径为 0 75m 计算简图如下 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 12 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 木 枋 0 75m p 12 36kN m 则跨内最大弯矩为 mkNqlM 869 0 75 0 36 12125 0 125 0 22 max 由梁正应力计算公式得 MPaMPa W M w 0 1062 3 10240 10869 0 6 3 max max 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得 MPaMPa A Q 0 258 0 0 10121022 75 0 1036 123 2 3 4 3 max max 即强度均满足要求 挠度计算按简支梁计算 MPaE 5 101 0 463 101412 mmbhI mmfmm EI ql f 875 1 354 0 10 4 14101384 75 0 1036 125 384 5 610 43 4 max 则刚度也完全满足要求 主梁 10 12cm 木枋计算 箱梁腹板下模板主梁用 10 12cm 木枋 木枋下支撑 48 3 5 脚手管间 距为 40cm 偏于安全考虑 按简支梁进行计算 跨径为 0 4m 受到次梁传递 的集中荷载 大小为 最不利的受力模式如下图 kNP27 9 75 0 36 12 1 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 13 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 木 枋 P1 9 27kNP1 9 27kNP1 9 27kN 0 2m0 2m 则跨内最大弯矩mkNM 93 0 max 又 3 22 240 6 1210 6 cm bh W 1087 3 10240 1093 0 6 3 maxmax 参考一般松木木质MPaMPaWM w 最大剪力在支点处 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得 MPaMPaAQ0 2579 0 1012102 10635 4 3 2 3 4 3 maxmax 即强度满足要求 挠度按简支梁计算 作用在支点上的力对构件不产生挠度 MPaE 5 101 0 463 10 4 1412 mmbhI mmfmm EI lp f0 1086 0 10 4 1410148 4 01027 9 48 610 33 3 1 max 则刚度也完全满足要求 2 3 底模板下构件的计算底模板下构件的计算 2 3 1 次梁 次梁 10 12cm 木枋 验算木枋 验算 底模下次梁按顺桥向布置 间距 30cm 和 40cm 其具体布置如后附图所 示 在次梁下横桥向布置 I25 工字钢 间距为 75cm 因此计算跨径为 0 75m 按简支梁受力考虑 分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置 其计算 简图如下所示 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 14 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 q 21 45KN m 0 75m 木 枋 斜腹板对应位置验算 斜腹板对应位置验算 底模处砼箱梁荷载 2 1 655 226mkNP 模板荷载 22 2 0 2 200mkNmKgP 设备及人工荷载 22 3 mkN 2 5 mKg 250 P 砼浇注冲击及振捣荷载 2 2 4 mkN 2 Kg m 200 P 则有 m2kN 71 5 P P P PP 4321 mkNq 45 213 0 5 71 又 3 22 240 6 1210 6 cm bh W mKNqlM 17 2 9 045 21125 0 125 0 22 max 由梁正应力计算公式得 MPaMPaWM w 100 9 10240 1017 2 6 3 maxmax 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得 MPaMPa A Q 0 20 1 10121022 75 0 1045 213 2 3 4 3 max max 所以强度满足要求 由矩形简支梁挠度计算公式得 MPaE 5 101 0 463 10 4 1412 mmbhI mmfmm EI ql f 875 1 614 0 10 4 14101384 75 0 1045 215 384 5 610 43 4 max 刚度满足要求 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 15 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 中间底板位置验算 中间底板位置验算 中间底板位置砼厚度在 0 53 0 86m 之间 考虑内模支撑和内模模板自重 按 0 9m 计算 则有 底模处砼箱梁荷载 2 1 4 239 026mkNP 内模和底模荷载 22 2 0 4 400mkNmKgP 设备及人工荷载 22 3 mkN 2 5 mKg 250 P 砼浇注冲击及振捣荷载 2 2 4 mkN 2 Kg m 200 P 则有 m2kN 31 9 P P P PP 4321 mkNq 76 124 0 9 31 又 3 22 240 6 1210 6 cm bh W mKNqlM 897 0 75 0 76 12125 0 125 0 22 max 由梁正应力计算公式得 MPaMPaWM w 1074 3 10240 10897 0 6 3 maxmax 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得 MPaMPa A Q 0 2598 0 10121022 75 0 1076 123 2 3 4 3 max max 所以强度满足要求 由矩形简支梁挠度计算公式得 MPaE 5 101 0 463 10 4 1412 mmbhI mmfmm EI ql f 875 1 365 0 10 4 14101384 75 0 1076 125 384 5 610 43 4 max 刚度满足要求 2 3 22 3 2 支架贝雷桁片顶底模分配梁 支架贝雷桁片顶底模分配梁 工工 25a25a 型钢受力验算型钢受力验算 如 箱梁现浇贝雷支架结构示意图 所示 支架贝雷片铺设完成后在其上 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 16 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 按照桁片节点距离 75cm 铺设底模受力型钢 工25a型钢上再铺设木枋 木枋上 铺设竹胶板 横桥向组合贝雷片安装间距为 3 0m 箱梁腹板下各安设一组贝雷桁片 因此腹板自重直接作用于底模分配梁工25a的支点上 对底模型钢来讲不产生弯 矩及挠度 直接受压 偏安全考虑 对底模型钢在两贝雷桁片之间按照简支梁 计算 其受力荷载按照箱梁砼最大厚度计 则 L 3 0m 查表的 3 4 401 cmW 4 5017cmI 型钢承受竖向最大均布荷载为 mkN qqq r 68 2175 0 0 15 13269 0 75 0 q 施模板 式中 qr为箱梁混凝土自重 由于腹板自重直接作用于贝雷桁片上 因此仅取 箱梁底板 顶板 有齿块 总厚度的自重 厚 0 9m 3 层表示底模 内模模板总层数 单层模板自重如前所示取 1 50kN m2 q施表示施工人群 机具荷载 如前所示取 1 0kN m2 0 75m 为型钢间距 故 MPaMPa W ql W M w 170 8 60 10 4 4018 0 31068 21 8 6 23 2 max mmfmm EI ql f 5 728 2 1050171001 2384 31068 215 384 5 811 43 4 max 型钢受力满足相关规范要求 翼缘板下受力比中间底板还要小 不需要验 算 3 贝雷桁片受力验算贝雷桁片受力验算 如附图所示 为方便施工时的吊装 桁片在桩顶均断开设置 受力验算时 取单跨箱梁支架中贝雷桁片跨度最大 荷载最大的一跨 跨径相等 因此 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 17 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 L 9 0m qr 209 56kN m 贝雷横向取 10 片 贝雷架特性如下 高 长 cm cm 弦杆截面积 F cm2 弦杆惯矩 Ix cm4 桁片惯矩 Ig cm4 桁片允许弯 矩 kN m 桁片允许剪 力 kN 150 30025 48396 6788 0245 0 则 mkNqq r 2 332 7 122 5 209 7 122 mKNMmkN ql M 0 63047888 010 53 3363 8 0 9 2 332 8 2 2 0 8 为桁片不平衡受力系数 mmfmm EI ql f 5 22 400 9000 50 5 10102505001006 2 384 0 910 2 3325 14384 5 811 43 4 贝雷架支点处剪应力验算 KNKN ql Q24502451090 1494 2 9 2 332 2 故支架纵向布设 10 片贝雷满足施工规范要求 4 支架桩顶支架桩顶 500 1000500 1000 钢箱梁受力验算钢箱梁受力验算 钢箱梁布置如附图所示 钢箱梁受力图如下 钢箱梁 F1 282 8kN 弯矩图 KN m 剪力图 KN m 306 F2 959 0kN F3 858 8kN F2 943 7kN F4 265 7kN 3 2m3 0m3 0m3 0m 904 96 240 14 802 5 282 8 381 7 477 1 R1 R2 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 18 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 则 mKNqqqq r 2 27 2 2 35 25 1265 0 2 1 施模板 KNqGqF 8 2825 976 7 242 27939 11 工字钢贝雷架 mkNqqqq r 2 910 3 5 235 1269 0 3 施模板 KNGGqF 8 8585 976 7 24 2 9199 33 工字钢贝雷架 mkNqqqq r 5 252 0 3 5 25 1265 0 2 4 施模板 KNGGqF 5 2675 976 7 24 5 2599 44 工字钢贝雷架 mkNq 1012 2 91 2 274 0 5 25 12265 2 2 KNGGqF 0 9595 976 7 3610199 22 工字钢贝雷架 mkNq 3 992 2 91 5 254 0 5 25 12265 2 2 KNGGqF 7 9435 976 7 36 3 9999 22 工字钢贝雷架 KNR 5 1623 1 KNR 3 16882 500 1000 钢箱梁截面性能 2 03536 0 mA 44 103851 5 mIx 3 01077 0mW MPaMP W M wmxa 14503 84 01077 0 1096 904 3 max MPaMPa A Q 8524 20 03536 0 2 10 1 4773 2 3 3 max max 经计算 所选构件满足规范要求 5 支架单桩受力验算 支架单桩受力验算 钢管桩受力直接由贝雷架传递的 由上面知支反力 KNR 5 1623 1 KNR3 1688 2 则单桩承受最大力为 kNR 7 17072 101485 703536 0 3 1688 max 900 10 钢管桩截面特性 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 19 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 22222 02796 0 44 0 45 0 1416 3 mrRA 434444 1077 2 4 44 0 45 0 1416 3 4 mrRI 33 1015 6 mRIW 考虑钢管桩立柱最长约 8 米 取 8 米计算 m A I r31 0 02796 0 1077 2 3 mll4 688 08 0 0 80 6 2031 0 4 6 93 0 100 20 6 20 55 002 1 2 强度验算 MPaMPa A R aa 140 1 61 02796 0 10 7 1707 3 max 稳定性验算 MPaMPa A R aa 140 7 65 02796 0 93 0 10 7 1707 3 0 max 经计算钢管桩能满足要求 6 支架整体稳定性验算支架整体稳定性验算 支架水平荷载主要为风载 风压力计算如前所述 故支架承受风力对于 42m 跨径箱梁支架 KNNLF87 725134 1 426 126 1 6 1 立柱排架数目跨径 由于箱梁横坡调整由自身腹板高度进行调整 故恒载 施工荷载几乎不产 生水平作用力 水平荷载仅为风载 抗倾覆系数 3 10 7 1287 72 2 38 6 5 786802796 0 4276 7 10 2 25 2 FH GB K 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 20 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 式中 G 表示支架自重 最不利情况为侧模已经安装完成 尚未绑扎钢 筋 此时支架自重包括外模系统 贝雷桁片 钢管立柱自重 满足规范抗倾覆系数 1 3 的要求 7 支架立柱基础的形式选择及受力验算支架立柱基础的形式选择及受力验算 7 1 基础形式选择 根据湖南省地勘院提供地质报告 42 米现浇支架桥位区覆盖层较浅 一 般为 2 米左右 穿过覆盖层就是亚粘土或者是泥质粉砂岩 推荐承载离为 220KPa 260KPa 并跨过建设路和滨江南路 路面承载力根据相关质料大于 1000KPa 结合现场的实际情况 支架立柱基础采用扩大基础 7 1 1 在老路面上的基础形式拟采用 1 5 1 5 0 5m 的钢筋混凝土扩大基 础 基础按照构造要求配筋 7 1 2 其它立柱基础采用采用 2 6 2 6 0 8m 的钢筋混凝土扩大基础 基 础按照构造要求配筋 以穿过覆盖层作为基础的持力层 7 2 基础受力验算 7 2 1 对于以老路面为持力层 单根立柱所受竖向 KNRKNAP 7 170722505 15 11000 max 力最大值 为地基承载力设计值 偏安全考虑取较小值 1000kpa A 扩大基础受力面面积 7 2 2 穿过覆盖层作为基础的持力层 KNRKNAP 7 1707 6 17576 26 2260 max 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 21 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 为地基容许承载力 根据地质勘测报告取 260kpa A 扩大基础受力面面积 三 贝雷支架的施工三 贝雷支架的施工 1 支架搭设工艺流程 支架搭设工艺流程 施工放样 地基处理 基础施工扩大基础预制 安装立柱支架材料准备 安装钢箱梁 安装贝雷架 铺设横向工字钢 铺设底模系统 2 支架基础施工支架基础施工 根据地堪报告 结合现场情况 选定亚粘土层作为持力层是 立柱基础施 工是首先进行开挖到持力层 然后绑扎钢筋 进行现浇 在顶面预埋钢板以固 定钢管桩 扩大基础混凝土标号 C25 对于以老路面作为持力层扩大基础 混凝土标号 C25 采取先预制 然后 吊装至指定地点安装 原地面要用砂浆找平 以保证混凝土基础与原地基完全 接触 在基础的顶部预埋钢板以固定钢管 钢筋混凝土扩大基础自重约为 2 3 吨 上面预留吊耳 以方便循环使用 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 22 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 3 支架搭设施工支架搭设施工 3 1 支架采用 900 壁厚 10 钢管作为支撑立柱 钢管在现场下好 料 钢管桩需要接长时 利用法兰盘接长 用 16T 吊车逐根吊安 通过测量 控制立柱的垂直度和顶面标高 首节钢管立柱与基础顶面预埋的埋件要焊接 3 2 利用 720 8 钢管桩做桩帽 以方便支架拆除 安装桩帽时测量严 格控制顶标高 同一排架高差控制在 2mm 以内 3 3 钢箱梁运至现场后 把底面 以桩帽连接部分 磨平 利用吊车逐 个排架安装 3 4 贝雷架在现场进行组拼 用呆车逐跨安装 安装是特别注意跨与跨 之间相互错开 保证贝雷立杆与支架支点重叠 3 5 贝雷桁片沿纵桥向布设好后 横桥向安装 I25a 工字钢 然后铺设底 模系统 4 4 支架预压 支架预压 4 1 支架预压的意义 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 其意义如下 4 1 1 检验支架及基础承载力是否满足受力要求 4 1 2 消除支架及地基的非弹性变形 4 1 3 实测支架的弹性变形 为设置预拱度提供依据 4 2 支架预压方法比选 第一方案 采用砂袋预压的方法费时费力影响工期 此方案不经济 第二 方案 由于桥面纵坡为 3 采用在外模内分隔仓的方法预压 操作比较困难 第三方案 采用水箱预压 既克服了纵坡大的问题 又加快施工进度 所以采 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 23 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 用第三种方案 4 3 支架预压的施工方法 预压荷载为箱梁单位面积最大重量的 1 1 倍 本方案采用水箱加水分段预 压法进行预压 施工前 按照水箱加工图纸加工好水箱 水箱采用 3mm 厚钢板 进行满焊加工 加工好后进行试水试验 确保水箱不漏水 每一段预压长度为 21 米左右 由于首跨现浇长度为 52 5 米 故首跨需分三次预压 标准跨为 42 米及尾跨 31 5 米均需分两次预压 预压步骤图如下 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 24 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 水箱布置横截面示意图 40 40 300 箱梁中心线 B型水箱 A型水箱 40 300 40 150 150 21002100 30 680680680 1515 301515 2100 680 2100 680680 1375 箱梁中心线 第一次预压水箱布置平面示意图 第二次预压水箱布置平面示意图 1375 箱梁中心线 A型水箱 B型水箱 B型水箱 A型水箱 说明 1 本图尺寸单位为厘米 2 单跨一幅 左幅或右幅 支架预压时 分两次进行 如图中示意图所示 即第一次先压21米长 然后卸水 移动水箱就位 再注水预压其余21米支架 250250350350 为了解支架沉降情况 在加水预压之前测出各测量控制点标高 测量控制点设 置在每跨跨中 支架的支点上 每过断面 4 个点 在加载 50 和 100 后均要复 测各控制点标高 加载 100 预压荷载并持荷 24 小时后要再次复测各控制点标 高 如果加载 100 后所测数据与持荷 24 小时后所测数据变化很小时 表明地 基及支架已基本沉降到位 可用水管卸水 否则还须持荷进行预压 直到地基 及支架沉降到位方可卸水 卸水完成后采用 16t 汽车吊将水箱前移 卸水完成 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 25 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 后 要再次复测各控制点标高 以便得出支架和地基的弹性变形量 等于卸水 后标高减去持荷后所测标高 用总沉降量 即支架持荷后稳定沉降量 减去弹 性变形量为支架和地基的非弹性变形 即塑性变形 量 预压完成后要根据预 压成果重新调整底模并设置预拱度支立侧模 准备绑扎箱梁钢筋 第三节第三节 模板工程模板工程 为保证现浇箱梁的外观质量光洁度 表面平整度和线形 本工程投入的模 板根据曲线半径制作相应的形式 箱梁底模铺设高强竹胶板 外侧模 内模初 步考虑采用木框竹胶板 底模 侧模及内模结构见附图 一 底模一 底模 底模 I25a 型钢按设计的间距铺设完成后在其上按间距 30 40cm 铺设宽 10cm 厚 12cm 的木木枋作为受力主肋 然后铺设高强竹胶板底模面板 结束后 根据测量测放出的底模边线进行竹胶板的切割形成底模 高强竹胶合板胶合性 能好 表面平整光滑 完全满足箱梁底面混凝土外观符合要求 1 1 竹胶模板的主要特点 竹胶模板的主要特点 1 1 竹胶模板强度高 韧性好 板的静曲强度相当于木胶合板强度的 4 5 倍 可减少模板支撑的使用数量 1 2 竹胶模板幅面宽 拼缝少 每张 3 平方米 相当于 6 6 块 1 5 米 0 3 米组合钢模板的面积 支模 拆模速度快 1 3 竹胶模板表面光滑 容易脱模 复模竹胶模板表面对混凝土的吸附 力仅为钢模板的百分之一 混凝土表面平整光滑 可取消抹灰作业 工程进展 速度快 1 4 竹胶模板耐水性好 水煮不开胶 遇水受潮不变形 防腐 防虫蛀 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 26 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 1 5 竹胶模板导热系数为 0 14 0 16 瓦 米 开 远远小于钢模板的导热 系数 有利于冬季施工保温 1 6 竹胶模板使用周转次数高 板材可正反两面使用 在使用方法准确的 情况下 周转次数可达 15 30 次以上 2 2 竹胶模板的铺设 竹胶模板的铺设 2 1 紧贴模板的木枋 要纵向铺放 板缝尺量缩小 垫木的规格 10 12cm 板缝用不干胶带封好 预防漏浆 2 2 顶模拼法 先在脚手架上横铺方木 间距 1 2m 再纵向铺木枋 间距 为 0 4 0 5m 所浇砼厚度超过 280mm 时 间距应相应缩小 2 3 墙模 模板后纵向铺三个方木 再横铺二根方木联结 留好穿墙螺丝 位置 立好斜撑 3 3 锯板方法 锯板方法 锯板用的锯片要求是合金锯片 直径 400 毫米 120 齿左右 转速 3800 转 分 板下垫实时锯切 以预防毛边 4 4 清洁面板 清洁面板 竹胶模板前五次使用不必涂脱模剂 以后每次应及时清洁板面 有粘板的 涂刷脱模剂后再使用 5 5 存贮方法 存贮方法 板面不得与地面接触 应下垫方木 边角对齐堆放 保持通风良好 防止 日晒雨淋 并定期检查 二 外侧模和翼缘模二 外侧模和翼缘模 箱梁外侧模和翼缘模同样采用竹胶板模板 翼缘板竹胶板下由 8 10cm 中港二航株洲湘江四桥项目经理部 42 米跨现浇箱梁施工技术方案 第 27 页 中 港 第 二 航 务 工 程 局 Tel 027 0733 CHEC SECOND NAVIGATIONAL ENGINEERING BUREAU Fax 027 0733 q 5 5kN m 木 枋 120cm q 5 89N m 木 枋 100cm 木枋次梁 主梁采用 8 10cm 木枋组成模板骨架 次梁的间距为 30cm 主梁的 间距 75cm 采用 48 3 5 脚手管做排架立柱 立柱上安装顶拖支撑主梁 腹 板竹胶板下由 8 10cm 木枋次梁 主梁采用 8 10cm 木枋组成模板骨架 次梁 的间距为 20cm 主梁的间距 75cm 采用 48 3 5 脚手管做排架斜撑 斜撑上