现浇连续箱梁施工方案及支架计算-

现浇预应力砼连续箱梁施工技术方案工程概况xx至xx公路xx至xx段高速公路改造工程01标段，有互通匝道桥一座，汽车天桥七座，拖拉机天桥一座，上部结构形式采用现浇预应力砼连续箱梁，下部采用圆柱式或薄壁式墩，肋板式桥台，基础为钻孔灌注桩基础。由于工期比较紧张，为保证合同工期，项目部一次投入四套全桥模板、支架和材料。二、施工作业面的安排本工程现浇箱梁投入四套全桥模板、支架和材料，桥队分两分队平行流水作业；首先施工的四座桥梁是AK0+270.779、K16+393.728、K15+023.738、K19+364.353，第二批施工的四座桥是K10+548.794K20+291.531K21+130.174K21+722.598；第三批施工的桥是K22+831.289三、施工人员组织本工程拟由桥梁施工队负责组织施工，设置两作业分队，内设五个作业组，第一作业组负责钢管支架、模桥的安装；第二作业组负责支架的预压；第三作业组负责钢筋的绑扎；第四作业组负责砼的浇注；第五作业组负责预应力钢绞线的张拉。砼的拌和、运输由砼拌和厂统一负责。1、人员a技术和管理人员项目经理：xx施工负责人：xx技术负责人：xx质检工程师：xx施工技术员：xx试验工程师：xx试验员：xx测量工程师：xx测量员：xxb技术工人：砼工10人，钢筋工38人，木工51人，电焊工5人，起重工4人，力工50人。四、施工进度计划AK0+270.779匝道桥现浇箱梁计划2007年5月15日至2007年7月25日K16+393.728汽车天桥现浇箱梁计划2007年5月15日至2007年7月14日K15+023.738汽车天桥现浇箱梁计划2007年5月30日至2007年7月27日K19+364.353汽车天桥现浇箱梁计划2007年6月1日至2007年7月30日K10+548.794汽车天桥现浇箱梁计划2007年7月15日至2007年8月15日K20+291.531汽车天桥现浇箱梁计划2007年7月26日至2007年9月25日K21+130.174拖拉机天桥现浇箱梁计划2007年7月28日至2007年9月30日K21+722.598汽车天桥现浇箱梁计划2007年8月1日至2007年10月5日K22+831.289汽车天桥现浇箱梁计划2007年8月16日至2007年10月16日五、机械配备：水泥混凝土拌和站1套，砼运输车4台，泵车1台，吊车2台，挖掘机1台，自卸汽车3台，洒水车1台，钢筋弯曲机2台、钢筋切割机1台，电焊机6台，挤压套管2套，砼振捣棒12台。六、材料计划1、砼试验配比正在进行。2、现浇砼方量为3648m3；钢筋数量为605t；钢绞线为102.2t。七、施工方法及工艺本施工技术方案参照设计图纸及相应的规范标准制成，共分为两部分，第一部分为现浇预应力砼连续箱梁支架施工方案，第二部分为现浇砼连续梁施工方案。第一部分（一）、钢管满堂式支架计算与设置支架搭设完成，在现浇预应力砼箱梁施工前，对支架进行相当于1.1倍箱梁自重的荷载预压，以检验支架的承载能力，减少和消除支架体系的非弹跳性变形及地基的沉降。预压材料采用相应重量的砂袋，并按箱梁结构形式合理布置砂袋数量，待消除支架非弹性变形量及压缩稳定后，测出弹性变形值，即完成支架预压施工。撤除压重砂袋后，如需设置支架施工预留拱度，调整支架底模高程，并开始箱梁施工。根据本工程桥梁数量，支架情况及工期要求，我单位计划安装四座桥全桥全跨满堂式支架和模板（包括底模和侧模）一次性浇注完成，根据施工方案，进行支架施工预拱度设置（设计需要）具体考虑如下：

1、支架承重情况（1）本桥边孔支架设置在砂性土，中孔支架基座设置在肇源至松原一级公路上，边孔支架下地基上铺筑砂土20cm，白灰土20cm，水泥稳定砾料15cm，支架底脚铺设木板，其承载力较好，沉降量较小，根据以往的施工经验和参考地基承载参数，取支架下基座沉降值为3mm，中孔支架基座设置在公路上，取支架下基座沉降值0mm。（2）钢管满堂式支架为使用较多的支架形式，其压缩及挠度值（弹性变形）依经验取10mm（3）非弹性变形主要表现在底模木方上，因木方及木楔间接触面少，其变形值较小，可通过经验推算，以标准跨计算，取其非弹性变形为10mm。（4）支架结构形式比较简单，且我单位在其他工程上已有现浇箱梁预压施工经验，在预压施工结束后，应调整支架上部顶托，使模板安装位置符合设计。2、预拱度设置：（1）现浇预应力砼箱梁支架预拱度理论计算与设置序号项目计算及取值备注1支架卸载后由上部构造自重及活载一半产生的竖向挠度F1不计2支架在荷载作用下的弹性压缩F2=10通过计算纵梁挠度和立柱压缩值得出3支架在荷载作用下的非弹性压缩变形F3=10主要据底模垫情况4支架基底在荷载作用下的非弹性沉降F4=3地基受力情况计算5预拱度F=f1+f2+f3+f46预拱度值设计Fx=4f*x*(L-x)/L2按二次抛物线法分配（2）现浇预应力砼箱梁支架预压后预拱度设计序号项目计算及取值备注1支架卸载后由上部构造自重及活载一半产生的竖向挠度f1不计2支架在荷载作用下的弹性压缩f2压重卸载后底模测量值与压重时测量值之差3支架在荷载作用下的非弹性压缩变形f3压重卸载后支架高程测量与压重前测量值之差，扣除基底沉降值4支架基底在荷载作用下的非弹性沉降f4基座预压前后高差5预拱度f=f1+f2+f3+f46预拱度值设置fx=4f*x*(L-x)/L2按二次抛物线法分配（二）、钢管满堂式支架布置形式与验算1、支架材料选用和质量要求（1）、本工程支架为现浇预应力砼连续箱梁承重用，选用钢管满堂式支架，现浇砼箱梁外侧腹板采用定型整体钢模，底模板采用15mm的竹胶板。（2）、钢管支架杆件规格为Φ48*3.0mm，为厂家生产定型产品，有出厂合格证，杆件的连接采用扣件铰接，禁止使用质量不合格产品，钢管顶端安装可自动调解的承托。（3）、所选用的钢管及扣件，应按现有国家标准《钢管脚手架扣件》的规定选用。2、支架基础处理在钢管满堂式支架搭设前，必须对原地面进行处理，以满足现浇预应力砼箱梁施工过程中承载力的要求，对原地面腐植土清表后碾压，压实度达到90%，后填筑20cm原砂性土，压实度达93%，上层铺筑20cm厚3%的灰土，压实度达93%，最上层铺15cm厚水泥稳定砂砾，支架底脚用木板5*15cm作垫脚，木板下用细砂找平。对于墩台基坑开挖过的地面，采用分层填筑，分层碾压密实，现浇预应力砼箱梁主体底板及边缘翼板与相对应地基承载力不同，但为施工方便一般地基承载力大于70Kpa，对于梁端及中隔梁处，砼重量加大，地基承载力大于100Kpa。锥坡前墙基底处理方法：先在锥坡上刨成台阶，台阶宽0.7m、高0.5m，台阶顶面用C20砼浇注10cm厚加固层，台阶立面用12cm砖浆砌。在基础处理后，应加强现浇预应力砼箱梁施工范围内的排水工作，在桥面宽度两侧各加2m范围外，开挖30*50cm排水沟，把雨水汇聚一起排出地基外，同时保持地基干燥，严禁在施工场地内有积水现象，避免造成地基不均匀沉降，支架失去稳定性，出现安全事故。3、现浇预应力砼箱梁支架布置形式本工程现浇预应力箱梁支架采用满堂式钢管支架，见下图现浇预应力砼箱梁支架横断面图现浇预应力砼箱梁支架纵断面布置图4、支架验算：1）、非墩台盖梁处（标准断面）钢管满堂式支架杆件验算根据建筑施工安全技术规范，模板与支架主要验算立杆稳定性。非墩台盖梁处钢管满堂式支架，纵距采用80cm，横断面立杆间距60cm，纵横水平拉杆间距90cm。（1）支架荷载计算：①梁体钢筋砼自重取19.9KN/m2，翼板钢筋砼自重取7.0KN/m2（根据设计图纸计算）②模板自重取0.75KN/m2（根据模板结构计算）③支架自重0.028KN/m*5m=0.14KN④施工人员施工料具行走或堆放荷载3.5KN/m2⑤混凝土振捣时产生荷载2KN/m2将以上（①+②）*1.1+(④+⑤)*1.4简化为均布荷载（19.9+0.75）*1.1+(3.5+2)*1.4=30.42KN/m第三项支架自重直接作用于立杆轴线，按三跨连续梁计算，简图如下：M0 M1 M2M3abL1=80cm L2=80cmL3=80cmR0R1’(R1”)均布荷载q=30.42KN/m跨距l=0.8m弯距Mmax=1/8ql2=30.42*0.82/8=2.434KN*m弯距面积W1=2/3Mmaxl=2/3*2.434*0.8=1.30KN*m2根据弯矩图M0=M3=0解M1=M2L1=L2=L3=0.8ma=b=l2/2=0.4mM0L1+2M1(L1+L2)+M2*L2=6W1a1/L1=6W2b2/L2M1=6/5*W1=6/5*1.3=1.56KN*m求R0求矩30.42*0.8*0.4+1.56=R1ˊ*0.89.734+1.56=0.8R1ˊR1ˊ=14.118Kn对R1求矩0.8*30.42*0.4=R1〞*0.8R1〞=12.168KnR1=R1ˊ+R1〞=14.118+12.168=26.286Kn杆重0.14Kn（支架自重，垂直作用于杆轴线）Rmax=R1+0.14=26.426Kn(2)自由计算长度L0=90+2a=90+2*20=130cma:模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点长度取20cm(3)钢管截面特性外直径Φ48mm壁厚3.0mm截面积A=π（4.8/2）2-π(4.2/2)2=4.239cm2惯性矩I=π/64*(4.84-4.24)=10.778cm4回转半径r=(I/A)1/2=1.595cm（4）立杆稳定性计算长细比入=L0/r=130/1.595=87.8查表知拆减系数Φ=0.713N/ФＡ0=26.426*103/0.713*4.239*10-4=26.426*103/0.713*10-4*4.239=87.43MPa<f=140MP结论：立杆稳定性满足结构要求（５）10*10cm木方挠度计算（支架顶托上使用的纵梁）据《公路桥梁钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86,查得东北落叶松弹性模量为：Ｅ=11*103MPa=1.1*106N/cm2=1.1*105kg/cm2截面惯性距：Ｉ=1/12bh3=1/12*10*103cm3=833.5cm4跨中挠度：fmax=5ql3/384EI=5*3.042*0.6*103kg*(80cm)3/384*1.1*105kg/cm2*1667cm4=0.133cm<L/400=80/400=0.2cm结论：10cm*10cm木方在组合荷载作用下满足结构要求２）墩拄中隔板钢管支架验算根据建筑施工安全技术规范，模板支架主要验算立杆稳定性，墩中隔板处支架立杆纵距60cm，横距为60cm,纵横水平杆为90cm。(1)支架荷载计算：①梁体钢筋混凝土自重取36.4kn/m210.855m*1.60m*1.4m*26kN/m3／10.855m*1.6m=36.4KN/m2(根据设计图纸计算得出)②模板自重取0.75KN/m2(根据模板结构形式计算得出)③支架自重0.028KN/m*5m=0.14KN④施工人员及机具重量取3.5KN/m2⑤混凝土振捣时产生荷载2KN/m2将以上（①+②）*1.1+(④+⑤)*1.4=48.565KN/m2第三项支架自重直接作用于立杆轴线按三跨连续梁计算简图如下：M0 M1 M2M3a bL1=60cm L1=60cmL1=60cmR0R1’(R1”)均布荷载q=48.565KN/m跨距l=0.60m弯距Mmax=1/8ql2=1/8*48.565*(0.6)2=2.185KN.m弯距面积距Ｗ1=2/3Mmax*l=2/3*2.185*0.6m=0.874KN.m2根据弯距图：M0=M3=0求解M1=M2l1=l2=l3=0.6a=b=l2/2=0.3mM0l1+2M1(l1+l2)+M2l2=6W1a1/l1+6W2b2/l2=6W1M1=6/5W1=6/5*0.874=1.0488KN.m以R0为固定端求距：48.565*0.6*0.3+1.0488=R1ˊ*0.60mR1ˊ=16.3175KN对R1求距0.60R1〞=48.565*0.6*0.3R1〞=14.57KNR1=R1ˊ+R1〞=16.3175+14.570=30.887KN杆重0.14KN(支架自重，垂直作用于杆轴线)取Ｒmax=R1+0.14=30.887+0.14=31.027KN(2)l0=步距+2a=60cm+2*20cm=100cma为模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度取0.2m(3)钢管截面特性钢管直径Φ48mm，壁厚3.0mm截面积A=л(4.8/2)2-л(4.2/2)2=4.239cm2惯性距Ｉ=л/64(D4-d4)=л/64(4.84-4.24)=10.778cm4回转半径r=(I/A)1/2=(10.778/4.239)1/2=1.595(4)立杆稳定性计算长细比入=l0/r=100/1.595=62.7查表知折减系数Ф=0.806N/ФA=31.013*103/(0.806*4.239*10-4)=90.77MPa<f=140MPa结论：立杆稳定性满足结构设计（三）、跨公路通道门架结构设置与验算1、门架结构形式现浇预应力砼箱梁上跨肇松公路在左右幅超车道上设置用于通车的门架，门架顶横梁采用Ｉ40工字钢，立柱采用Ф114mm钢管，横梁设置方式为每150cm设置一道，与现浇预应力砼箱梁纵向轴线平行，立柱与横梁相对应。2、荷载计算：①梁体钢筋混凝土自重19.9KN/m2（根据设计图纸计算得出）②模板自重取0.75KN/m2（根据模板结构计算）③施工人员施工料具行走或堆放荷载3.5KN/m2④混凝土振捣时产生荷载2KN/m2将以上①＋②＋③＋④＝26.15KN/m2简化为均布荷载3、横梁验算：按分布荷载26.15KN/m2*1.5=39.225KN/m简图如下: 400cm剪力图弯距图公路过车门架采用I40a工字钢顶横梁I40a工字钢截面特性Lx=21714cm4Wx=1085.7cm3Sx=631.2cm3ix=15.88cmTw=10.5mmE=2.10*105Mpa横梁按简支架计算Mmax=1/8qL2=1/8*39.225*4.02=78.45Kn*m=7845kg.cmσ=Mmax/Wx=784500/1085.7=722.58kg*cm2<[σ]=1550kg*cm2τ=QSx/Imδ=39.225kn/m*4.0m*631.2/21714*10.5=434.37kg/cm2<[f]fmax=5*qL3/384EI=5*39.225*1000*4003/384*2.1*105*21714=0.717mm<[f]=L/600=0.67cm=6.7mm4、门架立柱验算采用φ114mm钢管，钢管长度为450cm，立柱钢管之间用Φ32钢管焊接，步距为150cm。φ114mm钢管截面特性A=π（11.4/2）2-π(10.6/2)2=13.82cm2I=π/64(11.44-10.64)=209.24cm4r=(I/A)1/2=(209.24/13.82)1/2=3.892cm长细比入=L0/r=150/3.892=38.5查表知折减系数为0.9245N/ΦA=39.225×103KN/m×4.0m/0.9245×13.82×10-4×2=61.42MPa<f=140MPa钢管立柱稳定性满足结构要求；同时为保安全在立柱外侧三排φ48钢管与φ11.4钢管同时承受顶横梁传导的外力。第二部分1、现浇预应力箱梁支架安装首先在硬化地面测设出桥梁纵轴线及横轴线，放出箱梁设计中心线；按支架平面布置图及梁底标高测设支架高度，搭设支架，采用满堂钢管组装支架，立柱钢管横向间距为60cm，纵向钢管间距为80cm，纵横向水平钢管间距为90cm，钢管间的连接采用扣件进行加固连接，横向同排采用钢管三角斜拉加固，间距为3.2米,纵向剪刀撑加固,使之全体桁架成为整体。支架安装符合设计文件和相应规范，用拉线法调节支架顶托使标高达到设计要求，并留有上下调整余地。左右幅通道门两侧用钢柱,钢柱外侧用四排钢管,顶上铺设工字钢；钢管承托上顺桥方向铺设尺寸为10cm×10cm的木方，在木方上横桥方向铺设8cm×8cm的木方间距为30cm。在木方上铺设竹胶板，模板间缝下加密木方,螺丝加固,模板采用双面胶进行处理避免漏浆。腹板模板夹住底板，侧面用钢管进行支撑加固。2、箱梁支架等载预压支架搭设底模后必须进行预压处理，以消除支架、木楔形块、模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架弹性变形的实际数值。通过计算确定支架预压的平方重量，本工程拟定采用编织袋装石料码方满布支架上。在预压前测出基底标高及模板标高，按每5米一横断面，底板按2米间距布置。后隔12小时、1天、2天、3天对基底及模板标高进行测量，预压以24小时沉降量不大于2mm为限。预压过程中发现问题采取措施加以处理。支架沉降量符合设计要求后进行卸载。3、模板制作与安装①侧模采用整体式定型钢模板，钢板厚度不小于5mm，肋带采用5×5角钢（肋带加密）。底模采用15mm竹胶板。②芯模用木模制成开合式，外包装锌铁皮，砼强度达到要求时只要在芯模芯轴一端加拉力，芯模自动脱离砼。③脱模剂采用新机油。④支架搭设稳固并进行预压后，先安装底模，后安装侧模。4、现浇预应力砼连续箱梁钢筋、钢绞线、管道加工及安装①钢筋按照图纸制作成型，分别编号堆放，钢筋焊接时，主筋的接头在同截面上不得超过25%。②底板上标上各种钢筋的位置，然后按照位置排放绑扎钢筋，安装时先绑底板钢筋，再绑腹板钢筋。③采用切断机或砂轮锯切割钢绞线。在每端离切口30-50mm处用铁丝绑扎。钢绞线编束时，每隔1-1.5m绑扎一道铁丝，铁丝扣向里，绑好的钢绞线束编号挂牌堆放。④预应力孔道采用塑料波纹管，用定位钢筋固定在箍筋上，预应力孔道的位置随拱度而变化，施工时应仔细核对其位置，当孔道与普通钢筋发生冲突时，应适当调整普通钢筋的位置，以保证预应力孔道位置的准确，波纹管在安装前按规范要求进行试验，确定无变形、渗漏后方可使用。波纹管的连接，采用大一号同型波纹管作接头管，接头管长200mm。波纹管连接后用密封胶带封口。安装波纹管位置要准确，采用钢筋卡子以铁丝绑扎固定。波纹管如有反复弯曲，在操作时注意防止管壁破裂，同时防止邻近电焊火花烧伤管壁。锚具垫板的位置要求准确。5、砼浇筑与振捣①主梁混凝土浇注筑应按从跨中到支点的顺序浇注。一联主梁混凝土浇注按先底板腹板后顶板翼板的施工顺序。同时保持锚塞、锚圈和垫板位置的正确和稳固。②在砼浇筑和预应力钢筋张拉前，清洗锚具的所有支承表面。③拌和后超过45min的砼不能使用。④根据设计要求确定砼一次浇筑。浇筑砼按从跨中到支点的顺序进行，不允许振捣器触及套管。⑤端部锚固区使用外部振捣器加强振捣，集料尺寸不要超过两根钢筋或预埋件间净距的一半。⑥砼强度尚未达到15-20MPa时，不得拆除模板。砼养生时，对为预应力钢束所留的孔道加以保护，严禁将水和其他物质灌入孔道。⑦梁板砼浇筑完毕后用木抹向同一方向将梁顶板拉毛。⑧严格控制芯模断面尺寸和刚度，保证其位置准确、稳定牢固，防止芯模变形及上浮，确保主梁断面几何尺寸准确。6、张拉①在张拉开始前，向监理工程师提交详细说明、图纸、张拉应力和延伸量的计算，请求审核。②选派富有经验的技术人员指导预应力张拉作业。所有操作预应力设备的人员，都通过设备使用的正式训练。③张拉即将开始前，所有的预应力钢材在张拉点之间应能自由滑动，同时构件可以自由地适应施加预应力时产生的水平和垂直移动。④预应力砼采用龄期与强度两个指标控制。张拉时砼龄期不少于7天。⑤主梁砼强度达到设计强度100%以上，方可进行预应力张拉，张拉时注意横向对称分批进行；当张拉分批次数较多时，先张拉的预应力束进行第二次张拉。⑥预应力钢绞线张拉、锚固、压浆等机具，使用前必须严格校正、检测，波纹管接头采用防渗漏性能好的胶布缠接，防止施工过程中出现漏浆、断丝、滑丝等事故。7、孔道压浆检测压浆设备，校准压力表。压浆方法：①水泥浆由精确称量普通硅酸盐水泥和水组成。水灰比一般在0.4-0.45之间，所用水泥龄期不超过一个月。②在水泥浆混合料中可掺入经监理工程师同意的减水剂，其掺入量百分比以试验确定，含有氯化物和硝酸盐的掺料不能使用。③水泥浆的泌水率最大不超过3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，24h后泌水全部被浆吸回。④水泥浆内可掺入适当膨胀剂。掺入膨胀剂后，水泥浆不受约束的自由膨胀小于10%。⑤水泥浆的拌和首先将水加于拌和机内，再放入水泥。经充分拌和以后，再加入掺加料。掺加料内的水份计入水灰比内。拌和应至少2min，直至达到均匀的稠度为止。任何一次投配以满足1h的使用即可。稠度宜控制在14-18s之间。⑥压浆前，将锚具周围的钢丝间隙和孔洞填封，以防冒浆。用吹入无油分的压缩空气清洗管道。⑦压浆时，每一工作班留取不少于3组试样，标准养生28天，检查其抗压强度做为水泥浆质量的评定依据。当气温或构件温度低于5℃时，不进行压浆；水泥浆温度不超过32℃。⑧管道压浆尽可能在预应力钢筋张拉完成后立即进行。压浆时，对曲线孔道和竖向孔道由最低点的压浆孔压入，并且使水泥浆由最高点的排气孔流出，直到流出的稠度达到注入的稠度。管道应充满水泥浆。⑨出气孔在水泥浆的流动方向一个接一个地封闭，注入管在压力下封闭直至水泥浆凝固。压满浆的管道要进行保护，使在一天内不受振动，管道内水泥浆在注入后48h内，结构砼温度不低于5℃，否则采取保温措施。当白天气温高于35℃时，压浆宜在夜间进行。在压浆后两天，检查注入端及出气孔的水泥浆密实情况，需要时进行处理。⑩具有完备的压浆记录，包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、障碍事故细节及需要补做的工作。8、养生：洒水覆盖养生7天。八、安全生产管理1、坚持安全第一，预防为主的安全管理方针。2、设置专人24小