立交桥盖梁施工方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除K26+443.75分离式立交桥盖梁施工方案一、施工设计说明1、概况K26+443.75分离式立交桥全长975米（起迄里程为K25+956.25 K26+931.25）。共有124个桥墩，均为双柱式结构，除14#、15#、16#、17#墩柱直径为1.6米外，其余各墩直径为1.4m，墩柱上方为盖梁。盖梁分为三种尺寸：长12.5m，宽1.8m，高1.5m，混凝土体积30.645m3；长12.85m，宽1.9m，高1.7m，混凝土体积38.62m3；长12.85m，宽2.3m，高1.7m，混凝土体积46.75m3；如图1-1。盖梁施工拟采用抱箍法施工,抱箍直径根据墩柱直径选用两种，即1.4和1.6，1#盖梁（长12.5m，宽1.8m，高1.5m）采用1.4的抱箍，2#、3#盖梁采用1.6的抱箍，因3#盖梁体积大于2#盖梁，所以取1#、3#盖梁分别对1.4和1.6的抱箍进行验算。图1 盖梁一般构造图（单位：mm）2、设计依据（1）交通部行业标准，公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）（2）汪国荣、朱国梁编著施工计算手册（3）公路施工手册，桥涵（上、下册）交通部第一公路工程总公司。（4）路桥施工计算手册（人民交通出版社）（5）盖梁模板提供厂家提供的模板有关数据。（6）K26+443.75分离式立交桥施工图设计文件。（7）国家、交通部等有关部委和安徽省交通厅的规范和标准。（8）我单位的桥梁施工经验。3、工程数量 主要工程数量表 表2盖梁编号长*宽*高C30(m3)数量（个）对应墩柱直径备注1#12.5*1.8*1.530.645541.41-13、18-312#12.85*1.9*1.738.6241.615#、16#3#12.85*2.3*1.746.7541.614#、17#二、施工工艺1、施工工艺流程支架或钢箍施工铺设底模安装钢筋侧模施工砼浇注拆模养护钢筋加工施工放样3、模板施工盖梁模板采用定型钢模板，两套侧模配三套底模。在施工完模板支架后，人工配合吊车将模板运到支架上，用全站仪放出盖梁的边线，按照放出的盖梁边线进行拼装，采用点焊固定好拼装完的底模，模板缝间夹紧海棉胶条，保证不漏浆，同时要量测两端的标高，满足设计要求。铺设完底模后，安装盖梁钢筋，然后支立侧模。4、钢筋施工底模铺设完毕，标高调整合格后，即可在其上进行钢筋绑扎作业。盖梁钢筋制作加工在钢筋加工场进行，钢筋制作加工必须以设计图纸为依据，并严格执行JTJ041 2000公路桥涵施工技术规范的要求。钢筋接头采用搭接焊，制作时按设计图纸在平整的砼制工作平台上放出大样，放样时要考虑焊接变形。加工好的骨架采用人工或自制小车运到指定墩处,用吊车将其安装于设计位置, 钢筋骨架按设计位置安装后，进行箍筋及预埋件施工。5、混凝土浇筑盖梁采用自拌混凝土,水平运输采用砼运输车，垂直运输采用汽车吊吊斗入模。振捣时从墩柱顶开始，向中间浇注。砼采用插入式振捣器振捣,分层厚度30cm50cm;每振点间距不超过振动器作用半径的1.5倍;与模板应保持5cm10cm距离;振捣时“快插慢拔”,每振点振动时间严格控制且不宜过长。6、拆模及养护砼浇筑一段时间后，进行浇水养护，养护714天。砼强度达2.5Mpa即可拆除侧模，拆模时注意防止模板碰损盖梁砼。三、盖梁抱箍法结构设计1、侧模与端模支撑1#盖梁：侧模为特制大钢模,面模厚度为5mm，肋板为8cm的4根槽钢和2根角钢，角钢布置在上下两端，间距为35cm+3*30cm +35cm;在肋板外设210背带。在侧模外侧采用间距0.7m的210作竖带，竖带高1.8m；在竖带上下各设一条20的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距1.6m。端模为特制大钢模,面模厚度为5mm，肋板高为8cm。在端模外侧采用间距0.7m的210作竖带，竖带高1.8m；在竖带外设48的钢管斜撑，支撑在横梁上。2#、3#盖梁：竖带高2.0m，上下拉杆间间距1.8m，其余同1#盖梁。2、底模支撑1#盖梁：底模为特制大钢模,面模厚度为5mm，肋板高为8cm。在底模下部采用间距0.7m10型钢作横梁，横梁长3.8m。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。横梁底下设纵梁。横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的横向坡度与安装误差。与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。2#、3#盖梁：底模下部采用间距0.7m14型钢作横梁，其余同1#盖梁。3、纵梁1#盖梁：在横梁底部采用2根工40a型钢连接形成纵梁，长14m，中心间距154.2cm，纵梁底部采用2.5m长的工16型钢作为纵梁横向底部联接梁。纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍。2#、3#盖梁：纵梁长14m，底部采用4根工40a型钢连接,其余同1#盖梁。4、抱箍三种盖梁均采用两块半圆弧型钢板（板厚t=12mm）制成， M24的高强螺栓连接，抱箍高51cm，采用32根高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层23mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。5、防护栏杆与与工作平台(1)栏杆采用50的钢管搭设，在横梁上每隔2.1米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。 (2)工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设2cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。6、主要工程材料数量汇总见表2。单个盖梁主要工程材料数量表 表2序号项目及名称材料规格单位数量备注一侧模支撑1竖带槽钢10kg15122拉杆20kg177.552两端带丝型3钢管斜撑钢管48m175.744螺帽用于20栓杆个72约10 kg5垫板0.10.1米钢板=10mmkg56.52计72块每块6横肋槽钢8、角钢8kg1347.33二底模支撑1横梁10#槽钢kg1368.14计36根2三角架10#槽钢kg278.37 计2个3纵肋槽钢8、角钢8kg673.7三纵梁1工字钢I40akg18923横拉杆16#工字钢kg184.5计5根四盖梁面模5mm钢板kg2482五抱箍共计2套1抱箍桶钢板钢板=12mmkg425.4 2上盖筋板钢板=20mmkg86.35 3下盖筋板钢板=20mmkg86.354中部筋板钢板=10mmkg64.76三角形，共计24个5螺栓连接板钢板=20mmkg160.146高强螺栓24长100mm个32约4.44kg8橡胶垫厚23mm4.39六连接件1U型螺栓共计50套(1)螺杆20kg166.455(2)螺母用于20栓杆个100约14kg(3)垫板钢板=12mmkg47.1 50块20*5*1.2cm七护栏与工作平台1栏杆架钢管48m89.4261.85kg2安全网42.723木板厚2cm31.64扣件个48约57.6 kg四、设计检算说明1、设计计算原则（1）在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。（2）综合考虑结构的安全性。（3）采取比较符合实际的力学模型。（4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。2、对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。以做安全储备。4、抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形满足要求后方可使用。五、侧模支撑计算1、力学模型假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，Pm为砼浇筑时的侧压力，T1、T2为拉杆承受的拉力，计算图式如图2所示。2、荷载计算砼浇筑时的侧压力：Pm=Kh 式中：K-外加剂影响系数，取1.2；-砼容重，取26kN/m3；h-有效压头高度。砼浇筑速度v按0.3m/h，入模温度按20考虑。则：v/T=0.3/20=0.0150.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.90.015=0.6mPm= Kh=1.2260.6=19kPa图2侧模支撑计算图式砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。则：Pm=19+4=23kPa盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）1#盖梁：P=Pm（H-h）+Pmh/2=230.9+230.6/2=27.6kN3#盖梁：P=Pm（H-h）+Pmh/2=231.1+230.6/2=32.2kN3、拉杆拉力验算拉杆（20圆钢）间距0.7m，0.7m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。P取最大值32.2kN则有：=（T1+T2）/A=0.7P/2r2=0.732.2103/2102=35.89MPa=160MPa(可)4、竖带抗弯与挠度计算设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长l0=1.8m，砼侧压力按均布荷载q0考虑。竖带10的弹性模量E=2.06105MPa;惯性矩Ix=198.3cm4;抗弯模量Wx=39.7cm3q0=230.7=16.1kN/m最大弯矩：Mmax= q0l02/8=16.11.82/8=6.5kNm= Mmax/2Wx=6.5/(239.710-6)=8186481.864MPaw=160MPa(可)挠度：fmax= 5q0l04/3842EIx=516.11.84/(38422.06108198.310-8)=0.0015mf=l0/400=1.8/400=0.0045m(可)六、横梁计算采用间距0.7m10型钢作横梁，横梁长3.8m。盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约8kN。1、荷载计算（1）盖梁砼自重：1#盖梁：G1=30.645m326kN/m3=797kN3#盖梁：G1=46.75m326kN/m3=1215.5kN（2）模板自重：G2=62kN(根据模板设计资料)（3）三角支架自重：G4=32=6kN（4）施工荷载与其它荷载：G5=20kN横梁上的总荷载：1#盖梁：GH=G1+G2+G3+G4 =797+62+6+20=885kN3#盖梁：GH=G1+G2+G3+G4 =1215.5+62+6+20=1303.5kN1#盖梁：qH=885/12.05=73.4kN/m3#盖梁：qH=1303.5/12.85=101.44kN/m横梁采用间距为0.35m的槽钢，则作用在单根横梁上的荷载1#盖梁：GH=74.40.35=26.1kN3#盖梁：GH=101.440.35=35.5kN作用在横梁上的均布荷载为：1#盖梁：qH= GH/lH=26.1/1.8=14.5kN/m(式中：lH为横梁受荷段长度，为1.8m)3#盖梁：qH= GH/lH=35.5/2.3=15.5kN/m2、力学模型如图3所示。 图3 横梁计算模型3、横梁抗弯与挠度验算横梁的弹性模量E=2.06105MPa; 惯性矩Ix=198.3cm4;抗弯模量Wx=39.7cm31#盖梁：最大弯矩： Mmax= qHlH 2/8=14.51.82/8=5.9kNm= Mmax/Wx=5.9/(39.710-6)=147582148MPaw=160MPa(可)最大挠度：fmax= 5 qHlH 4/384EI=514.51.84/(3842.06108198.310-8)=0.0048mfl0/400=1.8/400=0.0045m3#盖梁：Mmax= qHlH 2/8=15.52.32/8=10.2kNm= Mmax/Wx=10.2/(80.52910-6)=126662127MPaw=160MPa(可)最大挠度：fmax= 5 qHlH 4/384EI=515.52.34/(3842.06108563.710-8)=0.0049mfl0/400=2.3/400=0.00575m 七、纵梁计算1#盖梁纵梁采用两根I40a工字钢，I40a工字钢之间用5根I16工字钢连接成整体，纵梁长14m；2、3#盖梁纵梁采用四根I40a工字钢。1、 荷载计算（1）横梁自重：1#盖梁：G5=136810=13680N=13.68kN3#盖梁：G5=198810=19880N=19.88kN（2）纵梁自重：1#盖梁：G6=（1892+184.5）10=21kN3#盖梁：G6=（1892+184.5）210=42kN纵梁上的总荷载：1#盖梁：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6=797+62+6+20+14+21=920kN3#盖梁：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6=1215.5+62+6+20+19.88+42=1366kN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q：1#盖梁：q= GZ/L=920/12.05=76kN/m3#盖梁：q= GZ/L=1366/12.85=106.3kN/m2、力学计算模型建立力学模型如图4所示。图4 ：1#盖梁纵梁计算模型图图5：3#盖梁纵梁计算模型图3、纵梁弯矩、剪力、挠度计算根据纵梁计算模型图分别计算出弯矩、剪力、挠度，如图5所示图6： 1#盖梁纵梁弯矩、剪力、挠度图图7： 3#盖梁纵梁弯矩、剪力、挠度图4、纵梁抗弯与挠度验算纵梁的弹性模量E=2.06105MPa; 惯性矩Ix= 21714cm4;抗弯模量Wx= 1085.7cm31#盖梁应力及挠度验算：根据图6可知，最大弯矩：Mmax= 246.12kNm= Mmax/Wx=246.12/(21085.710-6)=113346114MPaw=145MPa(可)根据图6可知，最大挠度：fmax= 0.0011mfl0/400=7.1/400=0.0018m(可)3#盖梁应力及挠度验算：根据图7可知，最大弯矩：Mmax= 439.32kNm= Mmax/Wx=439.32/(41085.710-6)=101161102MPaw=145MPa(可)根据图7可知，最大挠度：fmax= 0.0009mfl0/400=7.1/400=0.0018m(可)八、抱箍计算（一）抱箍承载力计算1、荷载计算每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：1#盖梁支座反力RA=RB=ql0/2=7612.05/2=457.9kN3#盖梁支座反力RA=RB=ql0/2=106.312.85/2=683.0kN以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。2、抱箍受力计算（1）螺栓数目计算1#盖梁抱箍体需承受的竖向压力N=457.9kN3#盖梁抱箍体需承受的竖向压力N=683.0kN抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查路桥施工计算手册M24螺栓的允许承载力：NL=Pn/K式中：P-高强螺栓的预拉力，取225kN;-摩擦系数，取0.3；n-传力接触面数目，取1；K-安全系数，取1.7。则：NL= 2250.31/1.7=39.7kN螺栓数目m计算：1#盖梁：m=N/NL=457.9/39.7=11.512个，取计算截面上的螺栓数目m=12个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P=N/12=457.9/12=38.2KNNL=39.7kN，故能承担所要求的荷载。3#盖梁：m=N/NL=683/39.7=17.218个，取计算截面上的螺栓数目m=18个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P=N/12=683/18=37.9KNNL=39.7kN，故能承担所要求的荷载。（2）螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取=0.3计算，抱箍产生的压力Pb= N/由高强螺栓承担。则：1#盖梁N=Pb=457.9kN/0.3=1526kN3#盖梁N=Pb=683kN/0.3=2277kN1#盖梁抱箍的压力由12条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/12=1526kN /12=127kNS=225kN3#盖梁抱箍的压力由18条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/18=2277kN /18=126.5kNS=225kN=N”/A= N（1-0.4m1/m）/A式中：N-轴心力m1-所有螺栓数目，取：1#盖梁取16个，2#盖梁取20个A-高强螺栓截面积，A=4.52cm21#盖梁：=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=1526(1-0.416/12)/164.5210-4=98540kPa=98.54MPa=140Mpa，故高强螺栓满足强度要求。3#盖梁：=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=2277(1-0.420/18)/204.5210-4=139934kPa=140Mpa=140Mpa，故高强螺栓满足强度要求。（3）求螺栓需要的力矩M1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1L1u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数L1=0.015力臂M1=0.151270.015=0.286KN.m2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10M2=1Ncos10L2+Nsin10L2式中L2=0.011(L2为力臂)=0.15127cos100.011+127sin100.011=0.449(KNm)M=M1+M2=0.286+0.449=0.735(KNm)=73.5(kgm)所以要求螺栓的扭紧力矩M73.5(kgm)（二）抱箍体的应力计算：1、抱箍壁为受拉产生拉应力1#盖梁：拉力P1=6N1=6127=762(KN）抱箍壁采用面板12mm的钢板，抱箍高度为0.51m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.0120.51=0.00612(m2)=P1/S1=762/0.00612=124.5(MPa)=140Mpa，满足设计要求。3#盖梁：拉力P1=9N1=9127=1143(KN）抱箍壁采用面板12mm的钢板，抱箍高度为0.8m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.0120.8=0.0096(m2)=P1/S1=1143/0.0096=119.1(MPa)=140Mpa，满足设计要求。2、抱箍体剪应力1#盖梁：=（1/2RA）/（2S1）=（1/2457.9）/（20.00612）=18.7MPa=85Mpa根据第四强度理论W=SQRT（2+32）= SQRT（124.52+318.72）=128.7MPaW=145Mpa满足强度要求。3#盖梁：=（1/2RA）/（2S1）=（1/2683.0）/（20.0096）=17.8MPa=85Mpa根据第四强度理论W=SQRT（2+32）=