桥梁现浇箱梁满堂支架施工方案

1 荣乌高速公路 LJSG 4 合同段 AK0 677 匝道桥 现浇箱梁 满堂支架施工方案 汇汇通路通路桥桥建建设设集集团团有限公司有限公司 荣荣乌乌高速公路高速公路 4 标项标项目部目部 二二 一一 年九月年九月 目 录 一 概述 1 1 工程概况 1 2 施工方法简介 1 3 施工工艺流程 1 二 编制依据 2 三 满堂支架搭设 2 1 地基处理 2 2 材料选用和质量要求 2 3 支架安装 3 四 满堂支架搭设计算 4 1 支架计算 4 2 连接杆计算 4 3 支架的搭设 5 4 支架安装要点 6 5 支架安装必须预留施工预拱度 6 五 满堂支架堆载预压 7 1 目的 7 2 堆载 7 3 监测点布设 7 4 监测方法 7 5 预压注意事项 8 六 受力检算 8 荷载 8 底模检算 8 方木小楞检算 9 方木大楞检算 11 满堂式钢管支架检算 14 七 支架安全要求 15 1 支架使用规定 15 2 拆除规定 15 3 支架安全措施 16 4 钢管支架的防电 避雷措施 16 八 施工现场安全管理和措施 17 1 一 概述一 概述 1 1 工程概况 工程概况 A 匝道桥 上跨荣乌高速公路 与荣乌高速公路交叉桩号为 AK0 643 298 K12 099 035 交角为 78 47 A 匝道桥中心桩号为 AK0 637 交角为 90 桥梁上部构造采用 3 26 26 40 26 3 20m 预应力砼连续箱 梁 桥长 236m 其中 3 26m 跨径上跨郎五庄洼三排干渠 26 40 26m 上跨荣乌 高速公路主线 上跨主线处采用集中排水 全桥分为三联 其中第二联设计为两端张拉 第一联 第三联为单端张拉 2 2 施工方法简介 施工方法简介 A 匝道桥位于曲线段 桥位区为绿化地 陆地施工条件相对较好 施工时 先将桥位地基处理后 采用碗扣件式满堂脚手架现浇施工工艺进行施工 施工 时 翼缘模板及外侧模采用高强度防水胶合板 按一联长配置一套模板 内 模采用普通胶合板 按一联长配置一套模板 底模采用高强度防水胶合板 按一联长配置一套模板 3 3 施工工艺流程 施工工艺流程 现浇梁施工采用就地搭设满堂支架 分联绑扎钢筋 分联 分层浇注混凝 土的方法 其施工工艺流程如下 地基处理 搭设支架 预压 安装底模和支座 绑扎钢筋 底 腹板 横 梁 安装侧模 浇注底 腹板和横梁 安装内模 绑扎顶板钢筋 浇注顶板 混凝土 强度龄期达到要求后张拉压浆 压浆强度合格后拆除模板和支架 二 编制依据二 编制依据 1 荣乌高速公路设计文件 2 2 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025 86 3 钢结构设计规范 GB50017 2003 4 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 5 公路桥涵施工手册 及其他有关的现行国家及地方强制性规范和标 准 6 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范 JGJ166 2008 三 满堂支架搭设三 满堂支架搭设 1 1 地基处理 地基处理 先用推土机将表层耕质土 有机土推平并进行辗压 辗压次数不少于 3 遍 如果发现弹簧土须及时清除 并回填合格的砂类土或石料进行整平压实 为避 免处理好地基受水浸泡 在两侧开挖 40 30cm 的排水沟 排水沟分段开挖形成 坡度 低点开挖集水坑 原有地基整平压实后 因 A 匝道桥为跨越主线 距原 地面净空较高 故在原地基整平压实后 现在桥位范围内铺垫山皮土 填高为 3m 左右 分层 40cm 一层 采用 22 吨振动压路机碾压平整 最后浇筑 15cm 厚 的 C25 混凝土垫层 浇注垫层时注意横坡的设置 保证排水良好 2 2 材料选用和质量要求 材料选用和质量要求 钢管规格为 48 3 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 扣件应按现行国家标准 钢管支架扣件 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 钢管支架扣件 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 3 3 支架安装 支架安装 3 本支架采用 碗扣 式满堂支架 其结构形式如下 为了明确满堂式支架 每根立柱所传递竖向力的大小 本设计首先对满堂式钢管支架进行了受力检算 确定钢管支架立柱的横向间距 底板为 0 6m 翼板部位为 0 9m 纵向间距均为 0 9m 支架纵横杆步距 1 2m 在腹板附近步距为 0 6m 使所有立杆联成整体 为确保支架的整体稳定性 在每五排横向立杆和每三排纵向立杆各设置一道剪 刀撑 箱梁底模采用 15mm 厚的防水胶合模板 底模次龙骨采用间距 0 3m 的 80 100mm 方木 横桥向布置 主龙骨采用间距 0 6m 的 100 120mm 方木 顺桥向布置 在地基处理好后 按照施工图纸进行放线 纵桥向铺设好支垫方木 便可 进行支架搭设 支架搭设好后 用可调顶托来调整支架高度或拆除模板用 支架底模铺设后 测放箱梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位 底模标高 设计梁底 支架的变形 前期施工误差的调整量 来控制底模 立模 底模标高和线形调整结束 经监理检查合格后 立侧模和翼板底模 测 设翼板的平面位置和模底标高 底模立模标高计算及确定方式类同箱梁底板 四 满堂支架搭设计算四 满堂支架搭设计算 支架计算以第二联现浇箱梁为示例进行验算 因第二联现浇箱梁在比第一联和 第三联现浇箱梁的告诉要高 单位面积自重要大 所以以第二联现浇箱梁为满 堂支架搭设计算的依据 1 1 支架数量计算支架数量计算 顺桥向排数 92 0 9 1 103 排 横桥向列数 34 列 26 0 6 8 0 9 22 8 19 5 2 底板位置全部 按 60cm 间距控制 翼板位置按 90cm 间距控制 满足要求 步距数量 根据墩高及计划地基处理后标高 平均 7m 高 步距 1 2m 除去底托 顶托 模板 方木等可摆放 7 层横杆 则 支架底座数量为 103 34 3502 个 支架顶托数量为 103 34 3502 个 4 立杆根数为 每根立杆组合为 2 4m 2 4m 1 8m 6 6m 则 2 4m 长立杆数量为 3502 2 7004 根 1 8m 长立杆数量为 3502 根 横杆根数为 102 7 34 33 7 103 48069 根 其中 0 6m 横杆为 25 7 103 18025 根 0 9m 横杆为 48069 18025 30044 根 3 3 支架的搭设 支架的搭设 搭设时在支架部分适当设纵向和横向剪刀撑 确保支架的稳定性 在墩柱 处采用钢管搭设成井字架 并用钢管与碗扣满堂支架连接形成一个整体 以保 证支架的稳定性 为保证施工完毕后结构尺寸的准确 支架应预留施工预拱度 施工预拱度主 要由以下几个因素确定 1 支架受施工荷载引起的弹性变形 2 受载后由于杆件按头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形 3 支架基础在受载后的沉陷 本工程连续箱梁支架安装见图 1 墩墩 梁体梁体 支架支架支架 图 1 连续箱梁支架纵向安装示意 5 由于箱梁分联较长 一次浇注成型比较困难 不易施工 故每联分两次浇 注 其内模支护如下见图 2 图 2 桥梁模板断面示意图 仅示意单孔 4 4 支架安装要点 支架安装要点 1 支架立柱前必须保证地基有足够的承载力 立柱底端设垫木来分散和 传递压力 2 支架安装必须预留施工预拱度 5 5 支架安装必须预留施工预拱度 支架安装必须预留施工预拱度 支架预留拱度计算公式为 f f1 f2 f3 其中 f1 地基弹性变形 f2 支 架弹性变形 f3 梁体扰度预留拱度最大值设置在跨中位置 并按抛物线形式 向两侧立柱位置分配 算得各点处的预留拱度值后用碗口支架顶托进行调整 五 满堂支架五 满堂支架堆载预压堆载预压 1 1 目的 目的 为消除支架在搭设时接缝处的非弹性变形和地基的非弹性沉陷而获得稳定 的支架 应逐孔进行预压 为获得支架在荷载作用下的弹性变形数据 确定合 理的施工预拱度 使箱梁在卸落支架后获得符合设计的标高和外形 应进行沉 降观测 支架预压的目的 1 检查支架的安全性 确保施工安全 2 消除 地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响 有利于桥面线形控制 2 2 堆载 堆载 采用水压的方式 用编织袋装沙围挡在箱梁底板四周及观测点位置 并用 厚塑料布将底板和围挡部分全部盖好 保证不漏水 用水泵将水抽入现浇箱梁 12mm覆模竹胶板内模 内模碗扣式支撑 6 底板上 现浇箱梁的总重量为 3597t 计算得出水的高度应为 3597 15 92 2 6m 卸载时用大功率的水泵抽水至附近沟渠处 3 3 监测点布设 监测点布设 在堆载区设置系统测量点 其分布跨中 1 4 处 3 4 处 每跨两端 每个 断面的底板边线 底板中线处各布置一个监测点 同时相应地在地基础上设置 监测点 在支架基础上对应地再布设观测点 图 观测点示意 4 4 监测方法 监测方法 为了找出支架在上部荷载作用下的塑性 弹性变形 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 待 24 小时内累计沉降量不超过 2mm 方达到设计要求 表明地基及支架已基本 沉降到位 可卸载 否则还须持荷进行预压 直到地基及支架沉降到位方可卸 压 卸压完成后 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 等于卸压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通过可调顶托调整支架的标高 沉降观测一直持续到整个箱梁浇注完毕 特别注意砼浇注时支架的沉降 若浇注时 支架沉降超过预压沉降观测时预留沉降量时 应停止继续浇注 以 防事故的发生 5 5 预压注意事项 预压注意事项 整孔范围内分层堆码直至整孔支架预压重量满足要求 且不得分块小范围 集中堆码 以免产生不均匀沉降 人工堆码整齐 不乱堆放 卸载时 采用自 制的铁皮容器 用吊车吊 人工将沙子装入铁皮容器中 进行卸载 卸载完成 后 对底板进行清理 全部清理干净后 根据测量结果调整标高 7 六 受力检算六 受力检算 荷载 荷载 钢筋混凝土自重 混凝土体积为 1438 8m 钢筋混凝土的容重为 25KN m 则第二联箱梁的总重量为 25KN m 1438 8m 35970KN 总计底板面积为 15m 92m 1380 偏安全考虑 以全部重量作用于底板上计算单位面积压力 则单位面 积的荷载为 F1 35970KN 1380 26 07KPa 模板重量 含内模 侧模及支架 以砼自重 5 计 则 F2 26 07 5 1 3KPa 施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载取 F3 2 5KPa 振动混凝土所产生的荷载标准值可采用 F4 2 0KPa 水平风荷载标准值 F5 0 7 0 37 0 8 1 0 0 21KPa 竹胶板 取 F5 0 5KN m2 方木 取 F7 7 5KN m3 底模强度计算底模强度计算 箱梁底模采用高强度防水胶合板 板厚 t 15mm 防水胶合板方木背肋间 距为 300mm 所以验算模板强度采用宽 b 300mm 防水胶合板 1 模板力学性能 1 弹性模量 E 0 1 105MPa 2 截面惯性矩 I bh3 12 30 1 53 12 8 44cm4 3 截面抵抗矩 W bh2 6 30 1 52 6 11 25cm3 4 截面积 A bh 30 1 5 45cm2 2 模板受力计算 1 底模板均布荷载 F F1 F2 F3 F4 F5 32 08KPa q F b 32 08 0 3 9 624KN m 2 跨中最大弯矩 M qL2 8 9 624 0 32 8 0 108KN m 3 弯拉应力 M W 0 108 103 11 25 10 6 9 6MPa 11MPa 8 竹胶板板弯拉应力满足要求 4 挠度 从竹胶板下方木背肋布置可知 竹胶板可看作为多跨等跨连 续梁 按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算 计算公式为 f 0 677qL4 100EI 0 677 9 624 0 34 100 0 1 108 8 44 10 8 0 625mm L 400 0 75mm 竹胶板挠度满足要求 综上 竹胶板受力满足要求 三 三 横梁强度计算 横梁强度计算 横梁为 10 8cm 方木 跨径为 0 6m 中对中间距为 0 4m 截面抵抗矩 W bh2 6 0 1 0 082 6 1 067 10 4m3 截面惯性矩 I bh3 12 0 1 0 083 12 4 267 10 6m4 作用在横梁上的均布荷载为 q F1 F2 F3 F4 F5 0 4 32 08 0 5 0 4 13 032KN m 跨中最大弯矩 M qL2 8 13 032 0 62 8 0 58644KN m 落叶松容许抗弯应力 14 5MPa 弹性模量 E 11 103MPa 1 横梁弯拉应力 M W 0 58644 1 067 10 4 5 496MPa 14 5MPa 横梁弯拉应力满足要求 2 横梁挠度 f 5qL4 384EI 5 13 032 103 0 64 384 11 109 4 267 10 6 0 469mm L 400 1 5mm 横梁弯拉应力满足要求 综上 横梁强度满足要求 四 纵梁强度计算四 纵梁强度计算 纵梁为 10 12cm 方木 跨径为 0 9m 间距为 0 6m 截面抵抗矩 W bh2 6 0 1 0 122 6 2 4 10 4m3 9 截面惯性矩 I bh3 12 0 1 0 123 12 1 44 10 5m4 0 9m 长纵梁上承担 3 根横梁重量为 0 1 0 08 0 6 7 5 3 0 108KN 横梁施加在纵梁上的均布荷载为 0 108 0 9 0 12KN m 作用在纵梁上的均布荷载为 q F1 F2 F3 F4 F5 0 6 0 12 32 58 0 6 0 12 19 668KN m 跨中最大弯矩 M qL2 8 19 668 0 92 8 1 991KN m 落叶松容许抗弯应力 14 5MPa 弹性模量 E 11 103MPa 1 纵梁弯拉应力 M W 1 991 103 2 4 10 4 8 3MPa 14 5MPa 纵梁弯拉应力满足要求 2 纵梁挠度 f 5qL4 384EI 5 19 668 103 0 94 384 11 109 1 44 10 5 1 061 L 400 2 25mm 纵梁弯拉应力满足要求 综上 纵梁强度满足要求 五 五 支架受力计算 支架受力计算 1 立杆承重计算 碗扣支架立杆设计承重为 30KN 根 计算每根立杆总承重小于设计承重即 可 计算过程如下 1 每根立杆承受钢筋砼和模板等重量 N1 0 9 0 6 32 75 17 685KN 2 支架自重 立杆单位重 5 77KG m 横杆单位重 5 12KG m N4 7 5 77 7 0 9 0 6 5 12 100 0 942KN 每根立杆总承重 N总 N1 N2 17 685KN 0 942KN 18 627KN 1 2N总 1 2 18 627KN 22 352KN 30KN 立杆承重满足要求 2 支架稳定性验算 10 立杆长细比 L i 1200 0 35 48 41 2 77 由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数 0 732 立杆截面积 Am 242 20 52 3 242 20 52 489mm2 由钢材容许应力表查得弯向容许应力 145MPa 所以 立杆轴向荷载 N Am 489 0 732 145 51 9KN N 18 627KN 支架稳定性满足要求 综上计算 碗扣支架受力满足设计要求 七 支架安全要求七 支架安全要求 1 1 支架使用规定 支架使用规定 1 1 严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息 1 2 严禁攀援支架上下 发现异常情况时 架上人员应立即撤离 1 3 支架上垃圾应及时清除 以减轻自重并防止坠物伤人 2 2 拆除规定 拆除规定 2 1 拆除顺序 护栏 脚手板 剪刀撑 小横杆 大横杆 立杆件 2 2 拆除前应先清除支架上杂物及地面障碍物 2 3 拆除作业必须由上而下逐层拆除 严禁上下同时作业 2 4 拆除过程中 凡已松开连接的杆 配件应及时拆除运走 避免误扶 误靠 2 5 拆下的杆件应以安全方式吊走或运出 严禁向下抛掷 2 6 搭拆支架时地面应设围栏和警示标志 并派专人看守 严禁非操作人员入 内 3 3 支架安全措施 支架安全措施 11 3 1 禁止任意改变构架结构及其尺寸 3 2 禁止架体倾斜或连接点松驰 3 3 禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业 3 4 搭拆作业中应采取安全防护措施 设置防护和使用防护用品 3 5 不得将模板支架 缆风绳 泵送混凝土输送管等固定在支架上 严禁悬挂 起重设备 3 6 不得在六级以上大风 雷雨和雪天下继续施工 4 4 钢管支架的防电 避雷措施 钢