东北二环支架方案及验算汇总.doc

西安市东北二环立交（二期B标）工程混凝土现浇连续箱梁支架模板方案及验算编制：审核：审批： 西安市第二市政工程公司桥梁分公司 2010.年6月28日东北二环立交工程（二期B标）预应力混凝土现浇连续箱梁支架模板方案及验算一、工程概况东北二环立交工程为三层定向式部分互通立交，是连接东二环、北辰大道、北二环、广安路四条城市快速路的交通转换节点，也是2011年西安世园会的主要通道，交通功能十分重要。东西、南北主线单幅桥宽13米，单箱四室结构，箱梁高度1.7米，翼缘板宽2米；左转匝道桥宽11米，单箱两室结构，箱梁高度1.7米，翼缘板宽2米；右转匝道桥宽8米，单箱单室结构，箱梁高度1.5米，翼缘板宽2米。施工范围内有西南-东北走向的f1、f1-1两条地裂缝，其上部结构采用钢箱梁。A匝道D匝道AA匝道CC匝道东西主线北幅桥东西主线南幅桥南北主线东幅桥东北二环立交工程（二期B标）7座桥的位置示意图东北二环立交工程效果图D匝道CC匝道AA匝道A匝道东二环广安路北辰大道B标A标A、B标分界线北二环二、施工范围A匝道全桥、D匝道全桥、南北主线东幅全桥、AA匝道13联（18号墩，不含8号墩）、CC匝道46联（716号墩，不含7号墩）、东西主线南幅桥57联（1122号墩，不含11号墩）、东西主线北幅桥57联（1222号墩，不含12号墩）。三、主要工程量桩基础: 1200mm桩23根，1500mm桩125根,共148根;下部结构: 承台61个,墩柱61个,盖梁38个,桥台7个；上部结构:预应力连续箱梁15联46跨;钢箱梁5联5跨;钢筋砼连续箱梁2联8跨; 合计22联59跨； 总长度1568.5 m，总面积17488.6 m2钢梁长度157.5 m，钢梁面积1775.5 m2砼梁长度1411.0 m，砼梁面积15713.1 m2四、箱梁施工方法4.1、参考的规范及标准a、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）b、市政桥梁工程质量检验评定标准（CJJ2-2008）c、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）d、建筑施工模板安全技术规范（ JGJ162-2008 ）4.2、碗扣支架法现浇施工 4.2.1、测量放样测量人员用全站仪放样箱梁在地基上的竖向投影线，并用白灰撒上标志线，技术员根据投影线定出单幅箱梁的中心线，同样用白灰线做上标记。根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。碗扣支架采用WDJ 式支架，架杆外径4.8cm，壁厚0.35cm，内径4.1cm。桥墩3m范围内纵横向立杆间距0.6m，其余处纵横向立杆间距为0.9m。考虑支架的整体稳定性，在纵横向每隔3.6米布置斜向钢管剪力撑。4.2.2、布设立杆垫块根据立杆位置布设立杆垫板，垫板采用10*10cm方，使立杆处于垫板中心，垫板放置平整、牢固，底部无悬空现象。如有悬空则用砂浆填塞密实。4.2.3、碗扣支架安装根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。安装时应保证立杆处于垫块中心，一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆，再逐层往上安装，同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后，安装斜撑杆，保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接，安装时尽量布置在框架结点上。4.2.4、顶托安装为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大致调好顶托伸出量，再运至支架顶托安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距，顺桥向设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量，以便校验。最后再用拉线内插方法，依次调出每个顶托的标高，顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜。4.2.5、纵横梁安装顶托标高调整完毕后，在其上安放1015cm的方木纵梁，在纵梁上间距30cm 安放810cm的方木横梁，横梁长度随桥梁宽度而定，比顶板一边各宽出至少50cm，以支撑外模支架及检查人员行走。安装纵横方木时，应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开，且在任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。4.2.6、支架预压为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响，在纵横梁安装完毕后进行支架预压施工。预压采用砂袋和成捆钢材，预压范围为箱梁底部，并根据箱室样式进行荷载模拟预压。悬臂板本身重量较轻，可根据实测的预压结果，对悬臂板模板的预拱度作相应调整。预压观测：观测位置设在每跨的L/2，L/4 处及墩部处，每组分左、中、右三个点。在点位处固定观测杆，以便于沉降观测。采用水准仪进行沉降观测，布设好观测杆后，加载前测定出其杆顶标高。沉降观测过程中，每一次观测均找测量监理工程师抽检，并将观测结果报监理工程师认可同意。加载后，每2 个小时观测一次，连续两次观测沉降量不超过3mm，沉降稳定后，经监理工程师同意，可进行卸载。卸载：人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载，卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据观测记录，整理出预压沉降结果，调整碗扣支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。4.2.7、模板安装底模板：底模采用厚度15mm的胶板，底模直接铺在支架顶部的方木上面。利用顶托调整底模标高。底模立模标高=设计梁底标高+设计预拱度+支架的弹性变形梁+支架的塑性变形量（非预压段）。底板横坡按设计规定施工，横向宽度要大于梁底宽度，梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于5cm，以利于在底模上支立侧模。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆，模板之间的错台不超过1mm。模板拼接缝要纵横成线，避免出现错缝现象。底模板铺设完毕后，进行平面放样，全面测量底板纵横向标高，纵横向间隔5m 检测一点，根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后，再次检测标高，若标高不符合要求进行二次调整。侧模板和翼缘板模板：侧模板和翼缘板模板采用1.5cm厚高强度胶板，根据测量放样定出箱梁底板边缘线，在底模板上弹上墨线，然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋，用钢管及扣件与支架连接，用以支撑固定侧模板。翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相同，外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后，全面检测标高和线型，确保翼缘板线型美观。4.2.8、支架系统参数支架采用碗扣支架，立杆的设计荷载：横杆步距为1.2m时，框架立杆荷载为30kN/根。架杆外径4.8cm，壁厚0.35cm，内径4.1cm。桥墩两侧3米范围内0.6m（横距）0.6m（纵距）1.2m（步距）。其余处顺桥向间距0.9m，横桥向间距为0.9m ，步距1.2m 。考虑支架的整体稳定性，在纵横向布置斜向钢管剪力撑。支架在纵桥向每3.6米距设置剪刀撑，横桥向每3.6米距设置剪刀撑。立杆底、顶部安装可调节顶托，顶、底托插入钢管不小于15厘米。底托安置在支架基础上的10cm10cm方木上，以确保地基均衡受力。架底排水：将水引进排水沟或人工及时清理积水，防止地基浸泡，避免碗扣支架产生不均匀沉降。4.2.9、模板支架系统验算1)模板及模板支撑架荷载Q1：1.1、内模（包括支撑架）：取q11=1.0KN/m2；1.2、侧模：取q12=0.8KN/m2；1.3、底模：取q13=0.6KN/ m2 ；1.4、碗扣脚手架荷载： 按支架搭设高度11.0米计算（含剪刀撑）q14=3.0KN/m2。(2)箱梁混凝土荷载Q2：(3)施工荷载Q3：施工人员及设备荷载取q3=1.0KN/m2。(4) 水平模板的砼振捣荷载，取q4=2 KN/m2、立杆受力计算单肢立杆轴向力：计算公式：N（1.2Q1 + 1.4Q 活LxLy+1.2 Q2LxLy式中：Lx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距。Q1 模板支撑架自重标准值Q活施工活荷载标准值Q2 新浇筑混凝土和钢筋荷载标准值(1)在跨端暗梁断面位置，最大分布荷载：N（1.2Q1 +1.4Q活）LxLy +1.2 Q2LxLy =1.23.6+1.4x3 0.60.6+1.2450.60.6=22.5KNLx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，立杆步距1.2m ，则单根立杆受力：N=22.5KNN=40 KN（步距1.2m ）(2)跨中底板位置立杆计算：N（1.2Q1 +1.4Q活）LxLy+1.2 Q2LxLy=1.2(q1-1+q1-2+q1-3+q1-4)+1.4q活 LxLy +1.2q2LxLy=1.2x5.4+1.4x3 0.90.9+1.212.60.90.9=20.9KNLx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，立杆步距)1.2m.则单根立杆受力：N=20.9KNN=30 KN （1.2m步距）4.2.10、地基承载力验算地基处理采用603：7灰土，上垫1010方木，根据力的扩散原则，计算原状土层荷载。地基承载力计算公式f=N/Ag。f地基受力，N单肢立杆竖向轴力，Ag支撑单肢立杆的原土层面积各部位地基受力如下表：箱梁受力计算部位 荷载N（KN） 受力面积Ag（) 地基受力f(Kpa)暗梁处 22.5 1.3*0.1 173跨中底板处 20.9 1.3*0.1 161说明：1、原土层承载力在150180kpa。 2、承载力向下传递是沿其刚性角向下分散，只验算至原土层，看其承载力能否满足要求。地基按60cm 37灰土进行处理，地基承载力是完全满足要求。4.2.11、支架立杆稳定性验算碗扣件采用外径48mm，壁厚3.5mm，A4.89cm2,A3钢，I12.19cm4，回转半径i=1.58cm。跨中底板按横杆步距：h=120cm计算。跨中底板钢管长细比:L0/i=240/1.58=152=250；轴心受压杆件，查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范附录C：Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数0.301，=205MPa N=0.301489205=30KN 支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于梁中底板处，其N22.5KN N=30KN 。结论：支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。4.2.12、模板受力计算模板参数、受力计算箱梁底模板采用12毫米厚高强覆塑胶合板，铺装在横桥向8 cm10cm方木分配梁上进行连接固定， 8 cm10cm方木铺装在纵桥向10cm15cm方木分配梁上，10cm15cm方木铺设在支架顶部的可调节顶托上。模板施工要求：梁底模板应严格按设计作出纵横坡，并将支应安装完成后，梁底调平块与梁体一次浇筑. (1)、10cm15cm木方1015cm方木采用木材材料为TC13-B类，查简明施工计算手册得其容许应力，弹性模量：w10Mpa，E9103Mpa，10cm15cm方木的截面特性：W10152/6375cm3=375*103mm3I=10153/12=2812.5cm4=2812.5*104mm4、在底板部位：10cm15cm纵向分配梁验算：作用在分配梁上荷载混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载底模板荷载，分配梁自身荷载，腹板部位的荷载Q1= q1-1+q1-3,Q2= q2-1及Q3=q3-1+q3-2,立杆纵横向间距为90cm，方木间距为30cm.a、 P计算：810cm横向分配梁间距为30cm,其分配情况如上图：P=( Q1+ Q2+ Q3)L横0.3210.90.3 =5.67KNb、强度计算：Mmax=KMPL查简明施工计算手册表2-14得KM=0.289Mmax =0.2895.670.9=1.47KNm=1.47106Nmmw=Mmax/w=1.47106/3751033.92MPaw=10MPa 满足要求 c、挠度计算：Wmax=KWPL3/100EI,查简明施工计算手册表2-14得KW=2.716=2.7165.671039003/1009103 2812.51040.44mmf=900/500=1.8mm 满足要求。、暗梁、腹板位置计算a、 P计算：作用在分配梁上荷载混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载底模板荷载，分配梁自身荷载，底板部位的荷载，腹板部位的荷载Q1= q1-1+q1-3,Q2= q2-1分Q3=q3-1+q3-2,立杆纵向间距为60cm，横向间距为60cm。810cm横向分配梁间距为30cm，其分布情况如下图： 作用在背带上荷载为( Q1+ Q2+ Q3)L横0.353.40.60.3=9.61KNb、强度计算：Mmax=0.2899.610.6=1.67KNm=1.67106Nmmw=Mmax/w=1.67106/3751034.45MPaw=10MPa 满足要求c、挠度计算： Wmax=2.7169.61103 6003 /10091032812.51040.22mmf=600/500=1.2mm 满足要求。 (2)、810cm木方分配梁受力计算810cm方木采用木材材料为TC13-B类，查简明施工计算手册得其容许应力，弹性模量：w10MPa，E9103。8cm10cm方木的截面特性：W8102/6133cm3I=8103/12=667cm4、在暗梁、腹板部位：8cm10cm纵向分配梁验算：按荷载分布图取一跨30荷载最大，腹板位置底板部位的砼荷载Q1= q竹胶板,Q2= q2-1及Q3=q3-1+q3-2,立杆横向间距为60cm,横向方木间距30cma 、 q均计算：810cm横向分配梁间距为30cm，其分布情况如上图：q均=( Q1+ Q2+ Q3)0.353.40.3=16.02KN/mb、强度计算：Mmax= q均L2/8=16.020.32/8=0.18KNm=0.18106Nmmw=Mmax/w=0.18106/1331031.35MPaw=10MPa 满足要求c、挠度计算：Wmax=5q均L4/384EI=516.0210-33004/38491036671040.028mmf=300/500=0.6mm 满足要求。、在梁底板部位：8cm10cm横向带木验算：底板位置部位的砼荷载q=12.6KN/m2,立杆纵向间距为90cm，横向间距为90cm,横向方木间距30cm a 、q均计算：作用在分配梁上荷载混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载底模板荷载，分配梁自身荷载，底板部位的荷载Q1= q1-1+q竹胶板,Q2= q2-1及Q3=q3-1+q3-2,立杆横向间距为30cm,横向方木间距30cm810cm横向分配梁间距为30cm，其分布情况如上图：q均=( Q1+ Q2+ Q3)0.3210.3=6.3KN/mb、强度计算：Mmax= q均L2/8Mmax =6.30.32/8=0.07KNm=0.07106Nmmw=Mmax/w=0.07106/1331030.53MPaw=10MPa满足要求c、挠度计算：Wmax=5q均L4/384EI=56.39004/38491036671040.89mmf=900/500=1.8mm 计算满足要求。(3)、胶板模板受力计算、荷载：按腹板部位荷载进行计算，q均计算：作用在竹胶模板荷载有：混凝土、施工荷载、混凝土振捣产生的荷载,竹胶板自身荷载。腹板部位的荷载：q均=( Q1+ Q2+ Q3)0.3=53.40.3=16.02KN/m,计算模式：胶模板面板宽122cm,其肋（背木）间距为30cm，因此，面板按三跨连续梁进行计算。 面板验算 面板规格: 2440mm1220mm12mma、强度验算胶面板的静曲强度：纵向70Mpa，横向50Mpa跨度/板厚=300/12=25100，属小挠度连续板。查简明施工计算手册表2-14得Km=0.101Mmax=KmqL2=0.10