大桥连续刚构边跨现浇安全专项施工方案验算书（18页）

1、中交一公局万利万达项目总部万利六分部 薛家坝2#大桥连续刚构边跨合龙专项施工技术方案计算书PAGE PAGE 1 薛家坝2#大桥连续刚构边跨现浇安全专项施工方案验算书编制： 审核： 审批： 单位: 中交一公局重庆万利万达高速公路总承包部万利六分部二一五年十一月中交一公局万利万达项目总部万利六分部 薛家坝2#大桥连续刚构边跨现浇安全专项施工方案验算书目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc438188477 1 工程概况 PAGEREF _Toc438188477 h 1 HYPERLINK l _Toc438188478 1.1 单位工程概况 PAGEREF _T

2、oc438188478 h 1 HYPERLINK l _Toc438188479 1.2 分部分项工程概况 PAGEREF _Toc438188479 h 1 HYPERLINK l _Toc438188480 1.2. 1 连续刚构边跨梁段及合龙段 PAGEREF _Toc438188480 h 1 HYPERLINK l _Toc438188481 1.2.2 主桥下部桥墩结构 PAGEREF _Toc438188481 h 2 HYPERLINK l _Toc438188482 2 专项施工方案总体设计结构 PAGEREF _Toc438188482 h 2 HYPERLINK l _

3、Toc438188483 3 专项施工方案编制依据 PAGEREF _Toc438188483 h 3 HYPERLINK l _Toc438188484 3.1 专项施工方案设计编制依据 PAGEREF _Toc438188484 h 3 HYPERLINK l _Toc438188485 3.2 设计检算参数 PAGEREF _Toc438188485 h 4 HYPERLINK l _Toc438188486 3.3 荷载加载方式 PAGEREF _Toc438188486 h 4 HYPERLINK l _Toc438188487 4 各构件计算 PAGEREF _Toc4381884

4、87 h 4 HYPERLINK l _Toc438188488 4.1 计算支撑架设计荷载 PAGEREF _Toc438188488 h 4 HYPERLINK l _Toc438188489 4.2 建立支撑架荷载简图 PAGEREF _Toc438188489 h 5 HYPERLINK l _Toc438188490 4.3吊杆计算 PAGEREF _Toc438188490 h 5 HYPERLINK l _Toc438188491 4.4 钢底模计算 PAGEREF _Toc438188491 h 5 HYPERLINK l _Toc438188492 4.5 I12.6横梁计算

5、 PAGEREF _Toc438188492 h 6 HYPERLINK l _Toc438188493 4.6 N3纵梁计算 PAGEREF _Toc438188493 h 7 HYPERLINK l _Toc438188494 4.7托梁计算 PAGEREF _Toc438188494 h 10 HYPERLINK l _Toc438188495 5 现浇箱梁支架计算 PAGEREF _Toc438188495 h 10 HYPERLINK l _Toc438188496 5.1荷载分析 PAGEREF _Toc438188496 h 10 HYPERLINK l _Toc43818849

6、7 5.1.1各类型结构自重 PAGEREF _Toc438188497 h 10 HYPERLINK l _Toc438188498 5.1.2施工荷载 PAGEREF _Toc438188498 h 10 HYPERLINK l _Toc438188499 5.1.3风荷载 PAGEREF _Toc438188499 h 10 HYPERLINK l _Toc438188500 5.1.4组合荷载 PAGEREF _Toc438188500 h 11 HYPERLINK l _Toc438188501 5.2支架设计及分析结果 PAGEREF _Toc438188501 h 11 HYPE

7、RLINK l _Toc438188502 5.2.1支架模板布置形式 PAGEREF _Toc438188502 h 11 HYPERLINK l _Toc438188503 5.2.2支架、模板分析结果 PAGEREF _Toc438188503 h 12 HYPERLINK l _Toc438188504 5.2.3箱梁侧模分析 PAGEREF _Toc438188504 h 14 HYPERLINK l _Toc438188505 6 总结 PAGEREF _Toc438188505 h 16薛家坝2#大桥连续刚构边跨现浇安全专项施工方案验算书1 工程概况1.1 单位工程概况拟建薛家坝

8、 2 号大桥位于重庆市万州区龙驹镇太吉村，桥梁上跨磨刀溪，大体呈“V”字型。桥位区交通条件差。左幅桥梁中心桩号为 ZK43+646，起终点桩号：ZK43+234.5ZK44+054.5。左幅桥梁跨径组成为 540m 预应力砼简支转连续(刚构)T梁+630m 预应力砼简支转连续 T 梁+(65+120+65)m 预应力砼连续刚构+630m 预应力砼简支转连续(刚构)T 梁，桥梁全长 820m。右幅桥梁中心桩号为 K43+815，起终点桩号：K43+545ZK44+078.5。右幅桥梁跨径组成为 330m预应力砼简支转连续(刚构)T 梁+(65+120+65)m 预应力砼连续刚构+630m 预应力

9、砼简支转连续(刚构)T 梁，桥梁全长 533.5m。其中主桥上部结构采用三向预应力砼连续刚构，下部结构主墩采用单空心薄壁墩，过渡墩采用空心薄壁墩，基础采用桩基础；引桥上部结构采用预应力砼先简支后结构连续(刚构)T 梁，下部结构桥墩采用空心薄壁墩、矩形墩、柱式墩， 桥台采用肋板台、坐板台及重力式 U 台，基础采用桩基础及扩大基础。本桥平面分别位于直线和圆曲线(R=2580m)、圆曲线(R=2600m)上；墩台径向布置。其中第1214孔跨布置为（ 65+120+65）m 的连续刚构桥，上下行分幅布置，箱梁顶面设 2%横坡，箱底横向水平。（ 65+120+65）m 的连续刚构桥式布置如 REF _R

10、ef419461986 h * MERGEFORMAT 图 1所示。图 SEQ 图 * ARABIC 1 （ 65+120+65）m 的连续刚构桥式布置简图主桥上部构造：主梁采用 C55 高性能混凝土，以提高箱室混凝土的成型密实度、早期抗裂性能和长期收缩徐变性能等。防撞护栏采用 C30 混凝土。下部构造：主墩：墩顶实心段采用 C55 混凝土，墩身其余部位采用 C40 混凝土，承台、基桩采用 C30混凝土。过渡墩：墩身、盖梁、挡块采用 C40 混凝土，承台及桩基采用 C30 混凝土。1.2 分部分项工程概况1.2. 1 连续刚构边跨梁段及合龙段箱梁顶板宽12m，底板宽 6.5m；梁高：根部 7.

11、2m，跨中 3.0m；梁底变化曲线：1.8 次抛物线；箱内顶板厚度：标准段 30cm，根部加厚到 50cm；腹板厚度：70cm60cm50cm；底板厚度：根部110cm，跨中 32cm，变化规律同梁底变化曲线。边跨现浇梁段长度384cm，合龙梁段200cm，梁段高度3cm。顶面宽12m。边跨现浇梁段及合龙段结构尺寸如图2所示。图 SEQ 图 * ARABIC 2 边跨现浇梁段及合龙段结构简图1.2.2 主桥下部桥墩结构（65+120+65）m连续刚构主墩为第12、13号墩，第11及第14号墩为边墩。边墩盖梁高度2.2m、顺桥厚度3.7m、横长11.36m。边墩均采用空心薄壁墩。外形截面尺寸：横

12、桥向宽度为6.5m，顺桥向宽度3.5m。整个桥墩纵桥向壁厚 0.6m，横桥向壁厚 0.6m。边墩最大墩高为 52.59m。边墩均采用桩基础，承台厚 3.5m，桩基为4 根2.2m 钻孔灌注桩。边墩结构如图3所示。图 SEQ 图 * ARABIC 3 （65+120+65）m连续刚构边墩构造简图2 专项施工方案总体设计结构根据中华人民共和国住房和城乡建设部危险性较大的分部分项工程安全管理办法200987号文的要求，针对本桥边跨现浇梁段及合龙段模板的支撑架分项工程编制专项施工方案。支撑架的分项工程专项方案编制内容只包括吊杆、主梁、钢底模和垫梁等结构。外侧模板结构由现场技术人员另行设计。支撑架结构示

13、意图如 REF _Ref419462693 h * MERGEFORMAT 图 4所示。图 SEQ 图 * ARABIC 4 （65+120+65）m连续刚构边跨梁段、合龙段模板支撑架结构图本桥边跨梁段及合龙梁段累计长度584cm，作用在纵梁上584cm。由于墩身过高，拟采用高吊架，以满足设计意图。高吊架结构为：支撑架一端悬吊在已完悬臂梁端，另一端支撑于边墩盖梁临时支座上。纵梁顺桥向支撑长度684cm。纵梁布置如 REF _Ref419463238 h * MERGEFORMAT 图 5所示：图 SEQ 图 * ARABIC 5 纵梁I25a排布方式N4托梁与N2纵梁之间使用M20U形螺栓锁固

14、，以防倾覆坠落吊架外侧制作1.5m高施工安全围栏，以保证作用人员防护安全。围栏可采用型钢焊接，焊接在N4工字钢端部，具体结构由现场技术人员设计确定。3 专项施工方案编制依据3.1 专项施工方案设计编制依据1、新建重庆万州至湖北利川高速公路（K43+646）薛家坝2号大桥（65+120+65）m预应力混凝土连续刚构施工图；2、薛家坝2号大桥施工组织设计；3、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）；4、钢结构设计规范（GB50017-2003）；5、混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；6、建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）；7、建筑施工模板安全技术规范(JGJ

15、162-2008)；8、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范(JGJ166-2008)；9、钢管满堂支架预压技术规程（JGJT1942009）；10、建设工程安全生产管理条例第393号国务院令；11、建设部危险性较大分部分项工程安全管理办法200987号文。3.2 设计检算参数1、模板支撑架属于临时结构，承载能力允许应力计算法；2、钢材弹性模量E=2.1105MPa；Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度，剪切强度fv=85MPa；3、箱梁钢筋混凝土重度取rc=26kN/m；4、纵梁允许挠度=L/400；5、施工人员及机械活载取1kN/m2。（参照【JGJ166-2008】规范取值）。6、模板重量q=

16、2.5kN/m2。外侧钢模板、芯模竹胶模板+木框架，参照【JGJ162-2008】建筑施工模板安全技术规范及建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范(JGJ166-2008) 取值。3.3 荷载加载方式本桥边跨梁段与边跨合龙梁段是利用同一高吊架就位浇筑，先浇筑边跨现浇梁段，后浇筑合龙段，对支撑架属于两次加载。为取得支撑架结构的施工安全，吊架设计计算荷载按其最大荷载计算。假想边跨梁段与合龙梁段一次浇筑。4 各构件计算依据 REF _Ref419461898 h * MERGEFORMAT 图 6 REF _Ref419461903 h * MERGEFORMAT 图 7所示梁段，截取BB及CC横截面。图

17、 SEQ 图 * ARABIC 6 B-B横断面简图图 SEQ 图 * ARABIC 7 C-C横断面简图被支撑梁段横截面面积：A1=17.05m2；A2=10.06m2。箱梁顶面宽度：B=12m。4.1 计算支撑架设计荷载以BB截面为计算对象。1）箱梁结构恒载（平均线荷载）：q1=rcA；2）箱梁模板恒载：q2 =30kN/m；q为模板荷载，取2.5kN/m2参照建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)取值； 3）支撑架结构恒载：q3=15q168kN/m；先按以往施工经验估算。4）施工人、机活载：q4=1B=12kN/m。建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范(JGJ166-2008)

18、取值；4.2 建立支撑架荷载简图边跨梁段支撑架荷载分布简图如 REF _Ref419462821 h * MERGEFORMAT 图 8所示。图 SEQ 图 * ARABIC 8 吊架荷载简图4.3吊杆计算由于边跨现浇段浇筑时挂篮吊杆力比14#梁段吊杆力小故这里不再重复计算。4.4 钢底模计算钢底模由承台模板拆除背楞改制，并且在角钢位置加焊一根8号槽钢。这里模板计算采用3跨连续梁来计算，计算如 REF _Ref419462859 h * MERGEFORMAT 图 9所示。图 SEQ 图 * ARABIC 9 钢底模计算模型图（1）计算荷载如下：最大混凝土重力：模板自重：施工人、机活载：最大竖

19、向荷载：式中为冲击系数取1.3。强度计算：由Midas Civil 建立板单元并添加压力荷载计算，结果如 REF _Ref419462892 h * MERGEFORMAT 图 10 REF _Ref425948349 h * MERGEFORMAT 图 11所示：图 SEQ 图 * ARABIC 10 钢底模钢板弯曲应力图图 SEQ 图 * ARABIC 11 钢底模槽钢弯曲应力图由计算结果可得钢底模最大弯曲应力为141.3MPa，小于允许应力145MPa，故强度满足要求。图 SEQ 图 * ARABIC 12 钢底模钢板剪应力图图 SEQ 图 * ARABIC 13 钢底模槽钢剪应力图由计

20、算结果可得钢底模最大剪应力为76.6MPa，小于允许应力85MPa，故强度满足要求。刚度计算由Midas Civil 建立板单元并添加压力荷载计算，结果如 REF _Ref419462903 h * MERGEFORMAT 图 14所示：图 SEQ 图 * ARABIC 14 钢底模钢板竖向位移图由计算结果可得钢底模竖向最大位移为0.705mm，小于允许挠度，故刚度满足要求。4.5 I12.6横梁计算荷载计算：这里断面取最不利断面位置腹板处来计算。混凝土自重：模板自重：施工人、机活载：最大竖向荷载：荷载布置如 REF _Ref421112696 h * MERGEFORMAT 图 15所示：图

21、 SEQ 图 * ARABIC 15 荷载布置图强度计算：在荷载作用下的纵梁应力如 REF _Ref421112053 h * MERGEFORMAT 图 16 REF _Ref421112268 h * MERGEFORMAT 图 17所示：图 SEQ 图 * ARABIC 16 纵梁弯曲应力图由于纵梁弯曲应力小于允许应力145MPa，故强度满足要求。图 SEQ 图 * ARABIC 17 纵梁剪应力图由于纵梁剪应力小于允许应力85MPa，故强度满足要求。刚度验算：在荷载作用下的纵梁竖向位移如 REF _Ref421112275 h * MERGEFORMAT 图 18所示：图 SEQ 图

22、* ARABIC 18 纵梁竖向位移图由于实际荷载下的最大挠度为0.90mm小于允许挠，故刚度满足要求。4.6 N3纵梁计算荷载计算：这里断面取最不利BB断面为例来计算。受力较不利工字钢位于右侧腹板处下方。计算荷载如 REF _Ref419462922 h * MERGEFORMAT 图 23所示：混凝土自重：模板自重：施工人、机活载：最大竖向荷载：式中为冲击系数取1.3。同理可得CC断面竖向荷载：式中为冲击系数取1.3。荷载布置如 REF _Ref437079873 h 图 19所示图 SEQ 图 * ARABIC 19 荷载布置图刚度计算：在荷载作用下的纵梁应力如 REF _Ref4262

23、77803 h * MERGEFORMAT 图 20 REF _Ref426277810 h * MERGEFORMAT 图 21所示：图 SEQ 图 * ARABIC 20 纵梁弯曲应力图由于纵梁组合应力小于允许应力145MPa，故强度满足要求。图 SEQ 图 * ARABIC 21 纵梁剪应力图由于纵梁剪应力小于允许应力85MPa，故强度满足要求。刚度验算：在荷载作用下的纵梁竖向位移如 REF _Ref426277830 h * MERGEFORMAT 图 22所示：图 SEQ 图 * ARABIC 22 纵梁竖向位移图由于实际荷载下的最大挠度为1.68mm小于允许挠，其中L为支撑点跨度2

24、.54m，故刚度满足要求。经计算对比可知，受力较不利工字钢位于右侧腹板左边第一根工字钢。计算荷载如 REF _Ref419462922 h * MERGEFORMAT 图 23所示：图 SEQ 图 * ARABIC 23 腹板右边第一根工字钢分配荷载图混凝土自重：模板自重：施工人、机活载：最大竖向荷载：式中为冲击系数取1.3。同理可得CC断面竖向荷载：式中为冲击系数取1.3。荷载布置如 REF _Ref419462944 h * MERGEFORMAT 图 24所示图 SEQ 图 * ARABIC 24 荷载布置图刚度计算：在荷载作用下的纵梁应力如 REF _Ref419462993 h *

25、MERGEFORMAT 图 25 REF _Ref421171174 h * MERGEFORMAT 图 26所示：图 SEQ 图 * ARABIC 25 纵梁弯曲应力图由于纵梁组合应力小于允许应力145MPa，故强度满足要求。图 SEQ 图 * ARABIC 26 纵梁剪应力图由于纵梁剪应力小于允许应力85MPa，故强度满足要求。刚度验算：在荷载作用下的纵梁竖向位移如 REF _Ref419463020 h * MERGEFORMAT 图 27所示：图 SEQ 图 * ARABIC 27 纵梁竖向位移图由于实际荷载下的最大挠度为1.968mm小于允许挠，其中L为支撑点跨度2.54m，故刚度满

26、足要求。4.7托梁计算根据设计图纸，托梁采用挂篮，具体计算见挂篮计算书。5 现浇箱梁支架计算5.1荷载分析5.1.1各类型结构自重本工程高大模板支架分析及设计布置可归类偏安全的分为以下几种工况：1）箱体：顶板厚80cm。2）翼板：厚度75cm。取最不利工况A工况，结合支架、模板设计的自重荷载进行结构分析。5.1.2施工荷载1）施工人员及设备荷载：（建筑施工碗扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 166-2008规范取值）；2）混凝土浇筑入模时的水平冲击荷载：（路桥施工分析手册，相关规范取值偏低）；3）振捣混凝土时产生的振捣荷载：（水平模板）、 （垂直模板）路桥施工分析手册；4）新浇筑混凝土对腹板

27、模板的侧压力：(，采用内部振捣器时，外侧模板)公式见路桥施工分析手册p173式中：外加剂影响修正系数，取1.2；混凝土容重；有效压头高度，；混凝土浇筑速度，箱梁浇筑取v=1.0m/h；浇筑时的预估温度，取15。则，。5.1.3风荷载碗扣式支架风荷载标准值:建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 166-2008）式中：基本风压，取0.30kN/m2；建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）；风压高度变化系数，取1.00（分析所取用荷载的箱梁高度均为10m以下）（JGJ 166-2008）附录D；风荷载体型系数；，；（按1平方，平均每米2根较不利计）；，因，取，n根据实际取30分析，

28、则。5.1.4组合荷载1）分析工况按公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）第5.2.6规定：模板、支架的设计应考虑下列各项荷载，并应按 REF _Ref390637943 h * MERGEFORMAT 表 1的规定进行荷载组合。1、模板、支架自重；2、新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力；3、施工人员及施工设备、施工材料等荷载；4、振捣混凝土时产生的振动荷载；5、新浇筑混凝土对模板侧面的压力；6、混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载；7、设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流水压力、船只及其他漂浮物的撞击力；8、其他可能产生的荷载，如风荷载、雪荷载、冬季保温设

29、施荷载等。表 SEQ 表 * ARABIC 1 模板、支架设计分析的荷载组合模板、支架结构类别荷载组合强度分析刚度分析梁、板的底模以及支撑板、支架等1+2+3+4+7+81+2+7+8缘石、人行道、栏杆、柱、梁、板等的侧面板4+552）荷载分项系数1、固定荷载分项系数：1.2；2、活荷载分项系数：1.4；3、分析强度、稳定性采用荷载分项系数；4、分析挠度时只取用永久荷载，且不采用荷载分项系数。3）模板、支架材料分析参数1.箱梁钢筋混凝土容重，混凝土容重；2.15mm竹胶板：单位自重，、（取1m板宽分析），静曲强度设计值、，。3.小横梁14a槽钢：单位自重，、，设计弯应力、， E=200GPa。

30、A=18.51 cm24.小横梁1010cm木枋：单位自重，、，设计弯应力、，5.大横梁钢管、立杆及纵横向连接杆采用48mm3.5mm的钢管，考虑负公差，其力学参数按48mm3mm的钢管分析，截面积A=t（D-t）=4.24cm2，自重，惯性距I=（D4-d4）/64=10.78cm4、截面模量W=4.491cm3、r=1.595cm，容许应力=205MPa，E=2.1105MPa。5.2支架设计及分析结果5.2.1支架模板布置形式现浇箱梁支架采用碗扣式支架和模板组合体。1、模板结构布置形式：（1）箱梁底模板、箱梁外侧模板、内侧模板及翼板采用15mm厚竹胶板。（2）小横梁采用1010cm木枋，

31、顺桥向放置，箱体顶底板及翼板下间距30cm。（3）木枋下放1根14a槽钢，顺桥向放置，间距60cm。 2、支架结构布置形式模板支撑采用483.5mm碗扣式钢管支架，基本布置形式：横60cm纵60cm，步距0.6m；具体详见箱梁模板、支架示意图。5.2.2支架、模板分析结果本次分析以最不利荷载工况分别对各构件的强度、刚度及稳定性进行分析，即在顶板及相应构件自重和浇筑动载等荷载作用下分别对模板、横梁、碗扣钢管支架立柱等进行分析。1、模板分析模板采用15mm厚竹胶板；小横梁采用1010cm木枋，顺桥向放置，间距30cm。受力图示如 REF _Ref426532913 h * MERGEFORMAT

32、图 28所示。图 SEQ 图 * ARABIC 28 竹胶板受力简图（长度单位：cm）荷载：截面最大剪应力为平均剪应力的1.5倍。式中：竹胶板的分析跨径；单位宽度竹胶板抗弯模量；梁体，模板自重及施工荷载。分析表明，模板抗弯及抗剪强度满足要求。挠度分析荷载：式中：模板的弹性模量；单位宽度模板惯性矩。分析表明，模板挠度满足要求。2、小横梁分析小横梁采用10cm10cm木枋，跨径60cm，间距30cm，按三跨连续梁分析。受力图示如 REF _Ref426533155 h * MERGEFORMAT 图 29所示。图 SEQ 图 * ARABIC 29小横梁受力简图（长度单位：cm）荷载：截面最大剪应

33、力为平均剪应力的1.5倍。分析表明，模板抗弯及抗剪强度满足要求。挠度分析荷载：分析表明，小横梁挠度满足要求。3、14a槽钢分析槽钢跨径60cm，间距60cm，按简支梁分析最不利受力情况。受力图示如 REF _Ref426533155 h * MERGEFORMAT 图 29所示。图 SEQ 图 * ARABIC 30 14a槽钢受力简图（长度单位：cm）由横梁分析结果可得：槽钢集中荷载：最大剪力：截面最大剪应力为平均剪应力的1.5倍。分析表明，大横梁强度满足要求。挠度分析R=1.26.330.6=4.56式中：小横梁传下的竖向力；取30cm。分析表明，大横梁挠度满足要求。4、立杆强度和稳定性分析1）立杆强度分析 (1