现浇箱梁贝雷片少支架综合项目施工专项方案.doc

目 录第一章 11.1工程概况11.2重要计算根据1第二章 支架构造受力计算22.1方木计算22.2脚手架计算42.3竹胶板计算52.4梁 12.6计算62.5贝雷梁计算82.6 横梁2I40受力计算102.9 钢管桩7101011第三章 地基承载力计算123.1 扩大基本123.2 桩基本12黄泥堡立交CK0+184现浇箱梁施工专项方案第一章 施工方案1.1 概述本桥施工方案采用高墩现浇箱梁施工工法，该工法为云南省省级工法。该工法具备如下特点：1、 设备组合有很高科学性和实用性。2、 无需地基解决以及繁杂支架预压实验，减少了工程成本，保证了施工进度和施工质量。3、 支架变形较小，箱梁外观线形顺适。4、 支架机构受力合理，安装以便，操作简朴。5、 施工工艺可操作性强，安全可靠，施工速度快。6、 无需改造贝雷架，大大地减少了辅助耗材。1.2 合用范畴本工法合用于复杂地形和地质条件下普通公路、高级别公路及铁路多孔高墩现浇箱梁桥施工。1.3 工艺原理该工法采用拼装式贝雷梁支架施工办法。贝雷架布置如下图2、图3。1.4 施工工艺流程及操作要点1、施工工艺流程：施工工艺流程图见图4安装横向连接系浇筑墩柱至既定位置安装脚手架及可调顶托钢筋安装及混凝土浇筑支架设计预留孔（160mm）安装牛腿（150钢棒）铺设模板牛腿及横梁制作横梁安装及加固）支架预压贝雷架安装及加固）图4 施工工艺流程图1.5 操作要点1、预留、预埋钢棒牛腿钢棒牛腿是重要受力点，通过预埋、预留钢棒形成。在墩柱上沿顺桥向预留直径为160mm预留孔，预留孔距柱顶高度为3.2m。预埋牛腿为可活动钢棒，钢棒直径为150mm，钢棒长度根为2.0m，端部焊接吊环以便拆卸，钢棒必要采用16Mn桥钢材，以保证弯应力、剪应力达到计算规定。钢棒吊装采用塔吊或吊车吊装，钢棒吊装前先制作安全笼将其牢固悬挂于柱顶，以保证操作人员施工安全。2、63B工字钢横梁制作及安装工字钢横梁为贝雷架直接支撑构造，选取该型钢时必要依照荷载状况，对其强度、刚度进行验算。横梁由用2片63B工字钢紧夹墩柱置于钢棒牛腿上，横梁长度通等宽现浇桥桥面宽度，以保证支架搭设宽度。横梁安装采用吊车吊装，横梁吊装上牛腿后，两端端部采用14B槽钢焊接牢固，同步设立2-3条14槽钢将两横梁连接牢固，夹紧墩柱，形成整体系统。（1）双柱墩横梁安装双柱墩上横梁由于各有2个支承点，直接单片吊装上牛腿，再将其两端连接成整体形成4个支承点平面机构。（2）单柱墩横梁制作及安装（本桥无单柱）单墩柱上横梁由于竖向只有1个支承点，其自身横桥向难以稳定，故需在构造上进行设计解决，通过设计、验算后该支撑采用了“扇形托架”形式进行加固，所谓扇形托架即采用牛腿加抱箍方式进行构造优化。牛腿如下2-3m加设抱箍（高度h=100cm），抱箍上沿横桥向各设立2条I20工字钢向外斜撑横梁，柱顶设立帽式顶抱箍，顶抱箍焊接向下4-6条I20工字钢拉住横梁，以形成稳定扇形支撑（如图3）。（3）贝雷架（桁架）吊装及加固贝雷架采用原则装配式公路钢桥贝雷架（桁架）作为箱梁荷载受力支撑构造，贝雷架先在桥下或预定场地通过支撑架每2片为一组将其拼装成等于或略不不大于单跨跨径桁架构造，拼装完毕后用吊车吊上横梁，吊装完一跨后，贝雷架组与组之间采用14B槽钢连接成整体系统作为箱梁工作平台。（4）脚手架搭设现浇箱梁以联为单位，贝雷架吊装完一联并形成整体系统后，在贝雷架上横桥向铺设14B槽钢，为以便支架、模板拆卸，在贝雷架上搭设一层高1-1.5m碗扣式钢管脚手架，并在脚手架上设立了可调顶托。脚手架搭设顺桥向间距为0.6m，横桥向间距为0.6m。考虑支架整体稳定性，在纵横向布置斜向钢管剪力撑。（5）模板铺设箱梁侧模、底模及内模均采用厚1.5cm高强度竹胶板，在箱梁宽度渐变段，胶合板按曲线配备。箱梁内膜采用1015cm方木做为撑杠。按设计规定预留人孔和支架、模板拆卸时所用卷扬机钢绳预留孔。人孔位置宜选在L/8-L/4范畴内，其尺寸顺桥向不应不不大于1米，横桥向不应不不大于0.8米，四角应设0.2m0.2m倒角,并布置直径12mm倒角钢筋；钢绳预留孔纵向设立在距墩柱34m位置处，横向间距为4m。箱梁施工完毕后所有预留孔应及时复原构造钢筋并立模浇筑封孔混凝土，箱梁侧模板支撑采用骑马架，每0.5米设立一道。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，依照测量成果将底模板调节到设计标高。底板标高调节完毕后，再次检测标高，若标高不符合规定进行二次调节。（6）支架预压为减少支架变形对现浇箱梁线形影响，在纵横梁安装完毕后进行支架预压施工。预压采用等载水压，预压范畴为箱梁底部，因悬臂板自身重量较轻，可依照实测预压成果，对悬臂板模板预拱度作相应调节。由于该支架其下部支承在桥梁墩柱上，不会因地基承载力不同或下雨、水流冲刷基本而影响支架稳定性，只需进行12跨支架预压，观测支架变形量即可，因而可节约大量劳动力和缩短工期，减少拆装过程中安全风险。 加载顺序：分三级加载，第一、二次分别加载总重30%，第三次加载总重40%。 预压观测：观测位置设在每跨墩中、四分点及墩顶处，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。预压期过后对支架进行调节，对箱梁纵、横坡和预拱度进行复测，务必达到精确无误。 卸载：卸载采用水泵抽水，同步继续观测。卸载完毕后记录好观测值，依照观测记录，整顿出预压沉降成果，调节顶托标高来控制箱梁底板及悬臂预拱高度。（7）钢筋加工及安装 安装绑扎箱梁底板下层钢筋网。 安装腹板钢筋骨架和钢筋。 安装横隔板钢筋骨架和钢筋。安装和绑扎箱梁底板上层钢筋网及侧角钢筋。第一次浇筑混凝土，待强度上拉后来，安装和绑扎顶板上下层钢筋网、侧角钢筋和护栏、伸缩缝等预埋件。钢筋加工时，应按照设计规定尺寸进行下料、成型，钢筋安装时控制好间距、位置及数量。规定绑扎要绑扎牢固，规定焊接钢筋，可事先焊接应提前成批次焊接，以提高工效。焊缝长度、饱满度等方面应满足规范规定。（8）混凝土浇注混凝土采用厂拌混凝土，混凝土运送采用4台罐车运送，现场采用2台混凝土泵车浇筑，其中一台浇筑另一台作为备用。箱梁混凝土分两次浇筑，第一次浇筑底板和腹板，浇注至肋板顶部，第二次浇筑顶板和翼板，两次浇筑接缝按施工缝解决。混凝土浇筑从一端向另一端呈梯状分层持续浇筑，上层与下层先后浇筑距离保持2m左右，在下层混凝土初凝前浇筑完毕上层混凝土。（9）混凝土养生及拆模混凝土浇筑完毕后，待表面收浆后尽快对混凝土进行养生，洒水养生应保持7天。养生期间，混凝土强度达到2.5 MPa之前，不得使其承受行人、运送工具、模板、支架及脚手架等荷载。箱梁底模及支架拆除，为防止混凝土裂缝和边棱破损，并满足局部强度规定，混凝土强度达到2.5Mpa时方可拆除侧模，底模及支架待混凝土达到设计强度后方可拆除。（10）劳动力组织状况重要机具设备配备见下表：每跨桥施工劳动力组织状况序号工序名称作业人员（人）作业时间（天）1预留、预埋牛腿412横梁制作及安装1023贝雷架吊装及加固824脚手架搭设1535模板铺设1016支架预压3057钢筋加工及安装2058混凝土浇注2019混凝土养生及拆模2281.6 材料与设备重要机具设备配备见下表：重要机具设备配备表序号设备名称数量用途序号设备名称数量用途130T吊车1贝雷架安装7汽车泵2输送混凝土2电焊机10加工钢筋8震动棒6浇筑混凝土3钢筋切断机2加工钢筋9装载机2运送4钢筋弯曲机2加工钢筋10备用发电机1发电5钢筋镦粗机1加工钢筋11提高机6混凝土拌和站1拌制混凝土1.7质量控制1、现场实时测量体系测量内容涉及物理测量（温度时间）线形测量（轴线、标高等）力学测量（应力应变等）。测量周期（或时间）依照施工现场状况拟定。2、现场实验测试体系对涉及混凝土容重弹性模量、混凝土收缩、徐变系数等数据测试；预应力摩阻损失等进行实验测试；对施工荷载及偶尔荷载等资料收集与分析。3、分析判断系统依照现场测量与实验测试资料，对构造状态进行分析，与设计资料对比，给出构造当前阶段应力应变强度稳定状态及构造线形分析评价报告，对后续施工状态进行预测，提供立模标高，提出施工控制建议。详细工作内容与技术路线涉及如下几种方面内容：（1）静力荷载实验；（2）凝土容重测定和收缩、徐变系数拟定；（3）构造施工监测。4、混凝土浇注质量控制原则（1）符合现行公路桥涵施工技术规范、公路钢筋混凝土工程施工规范、公路工程质量检查评估原则规定。（2）混凝土灌注完后及时养护，保证混凝土养护时间至少7 天。（3）模板要均匀涂刷脱模剂，不得有涂漏现象；混凝土不得离淅，严格控制混凝土坍落度；必要捣固密实，表面不得有蜂窝麻面，不得有跑模现象，外观美观。1.8 安全办法除遵守建设部、中华全总、劳动人事部联合发布建筑安装工人安全技术操作规程外，还要注意下列事项：1、建立完善施工安全保证体系，加强施工过程中安全检查和控制，保证作业原则化、规范化；2、针对高原特大立交桥高墩现浇箱梁施工特点，制定切实可行高空悬灌施工安全办法，建立健全各项安全规章制度，加强岗位责任制，并在施工过程中认真执行和总结完善。3、对参加施工全体员工进行岗前培训和安全教诲，贯彻安全第一思想，作业时必要配戴安全帽、穿施工鞋、系安全绳。4、工作面周边挂安全网，墩下通道搭设防护棚。5、遇到大风、暴雨及雷电而停止施工时，注意要切断电源，保护好各种设备。1.9 环保办法浇筑混凝土时，应尽量避免污染施工场地，施工完毕后，应及时清除废物，保证施工场地环境。 1.10 资源节约本工法由于采用非落地式支架施工对地物、地貌破坏以及对周边环境影响相称小，还能最大限度地节约桥下空间、节约大量人力、物力，创造了良好经济效益。1.11 经济效益本工法由于采用预留、预埋牛腿架设贝雷梁支架施工办法，并合理充分运用模板周转，比采用老式满堂式支架和当前最先进现浇箱梁支架设备节约资金。1.12 应用实例1、蒙自至新街高速公路第15合同段蛮耗立交是一座特大互通式立交桥，该立交由四座主线桥和四座匝道桥构成：即由右幅K59+042.675桥、左幅K59+084.67桥、右幅K59+630.610桥、左幅K59+735.5桥及A、B、C、D四条匝道构成两进两出桥群，现浇箱梁共计116跨/28联，全长2330m。2、3、武定至昆明高速公路第四合同段K18+100上垮桥，该桥为（17.5+35+17.5）m预应力混凝土变截面刚构桥。第二章 设计条件2.1 工程概况黄泥堡立交匝C为曲靖至黄泥堡方向匝道，设计速度为40Km/h，采用单车道匝道，路基宽度9.0米。匝C直接式减速车道长126.545米，平曲线最小半径R=150米，最大纵坡3.50%。该匝道CK0+184位置为跨越别家堡乡村道路，由于匝道半径比较小，设计现浇混凝土持续箱梁桥，桥梁全长58.08m，孔跨布置为（16+20+16）m，箱梁采用等截面单箱双室，箱梁桥面顶宽9.0m，底宽6.5m，箱梁高1.4m，翼板宽1.25m。图2.1 箱梁断面图2.2 要计算根据1黄泥堡互通立交工程设计图；3建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-）；4公路桥涵施工技术规范（JTJ041-）；5建筑地基基本设计规范（GB 50007-）；6钢构造设计规范（GB 50017-）；7木构造设计规范（GB 50005-）；8建筑桩基技术规范（JGJ 94-）；9建筑施工计算手册第二版。第三章 支架构造受力计算由于该匝道桥位于弧线段。在支架布置时，在墩顶位置考虑贝雷梁断开，断开处用型钢联接，详细布置见支架设计图。3.1 支架方案比选该桥为现浇混凝土持续箱梁桥，设计桥下净空高6.5m，桥位所处地形低洼、地质较差，下覆35m淤泥层，如采用满堂式支架，对地基需做深层处治，换填较深，且施工正值雨季，若采用满堂式支架施工，预压后遇上暴雨仍存在较大安全隐患，投入支架多，工期长、劳动强度大、费用高。为加快施工进度、减少施工安全隐患，拟采用少支架施工方案，以贝雷片桁架作为支架平台，构造重要由基本（桥台位置）、钢棒牛腿、工字钢横梁、贝雷架、钢管脚手架构成，所有受力通过贝雷架、工字钢横梁、钢棒牛腿传递至墩柱。贝雷支架安装直接采用吊车吊安装，安装简易。3.2 支架总体构造1、贝雷片支架施工是用贝雷片组装成箱梁施工支撑平台，在贝雷架上进行箱梁模板安装、模板预压、钢筋安装、砼浇注等施工项目。2、贝雷片支架自下而上由墩柱、钢棒牛腿、工字钢横梁、贝雷架纵梁、横向槽钢、钢管支架（调节高差）、U型托、横向（纵向）方木、模板（竹胶板）构成。支架总体布置图如下所示。3、支架布置构造传力途径为：模板方木U型托扣件式钢管支架槽钢横向分派梁贝雷片纵梁工字钢横向承重梁钢管立柱（墩柱）扩大基本地基。4、贝雷支架经受力检算后，能满足制梁过程各种荷载及形变。5、据该桥设计图纸和荷载状况，设计贝雷片钢管支架体系。支架模板如下图所示布置。CK0+184现浇混凝土持续箱梁桥支架体系纵断面图CK0+184现浇混凝土持续箱梁桥支架体系布置平面图CK0+184现浇混凝土持续箱梁桥支架体系布置断面图项目名称现浇箱梁桥墩桥台、搭板、承台桩基共计混凝土（m3）3491221315081110钢筋(Kg)120282250624127435161221779重要工程数量表贝雷片支架体系有关材料序号名称规格单位重量数量总重备注kg1钢棒15cm138.651kg/m16m2210每根长2m2工字钢20B型31.069kg/m48m1491每根长12m工字钢45B型87.4kg/m48m3859每根长12m3工字钢63B型131.5kg/m48m63122063# 普通每根长是619m4贝雷片300150cm型270kg/片238片64260普通是259270kg5支撑架45118cm型21kg/副238副4998普通是1821kg6销子204.95cm3kg/个476个1428普通是2.73kg7槽钢14cmB型16.733kg/m892m14925每根长9m，1418# 普通是9m8钢管4.80.35cm3.841kg/m4170m16016不不大于35cm9顶托上托6.5kg/个3222个20943可调某些40cm10方木1015cm450kg/m323m310350松木12方木1010cm450kg/m311m34950松木13竹胶板2441222cm53.582kg/块204块109160.9g/cm33.3 构造计算依照箱梁构造分析，选取该桥20米主跨作为构造计算段，计算通过后可鉴定其她跨构造均为稳定构造。由设计图纸可知：该桥桥面宽度：W顶=9.00 mW底=6.50m3.3.1恒载荷载：Q恒=336t+22.866t+33.6t=392.466t1、钢砼自重：G=349 m32.5t/m352m20m=336t2、模板、支架自重：G=（1）+（2）=9.895+12.971=22.866t（1）方木及模板模板=+=1.648+1.620+0.773+0.891+5.186=9.895t100150底模处横向方木（中心间距为60）：0.10.157.18200.6450kg/m3=1.648t100150外侧模处纵向方木（中心间距为40）：0.10.1520（1.4+0.9）0.42450kg/m3=1.620t100100内模处横向方木（中心间距为60）：0.10.1（0.7+0.6+0.4+0.5+0.76）（20-3）0.62450kg/m3=0.773t竹胶板:(（1.5+0.9+2.0）220+(0.7+0.6+0.4+0.5+0.76) (20-3)0.020.9g/cm3=5.186t（2）支架支架=+=4.004+5.236+3.731=12.971t钢管支架（间距为60顺桥向60横桥向）16.0164=4.004t可调顶托（间距为60顺桥向60横桥向）20.9434=5.236t横向14b槽钢（中心间距为60）：14.9254 =3.731t3、贝雷架总重（支架为7片/排28=112片，横向16排，该跨为20 m，取7片计算）贝雷架总量：G总=2.1t/排16排=33.6t3.3.2 活载：施工人员、机械、布料、振捣等Q活=10kg/20m9.0m=1.800t3.3.3荷载组合Qmax=1.2 Q恒+1.4 Q活=（1.2392103+1.41.800103）10N/kg=4729kN3.3.4 贝雷梁内力计算附贝雷架内力及几何特性表：(3000mm1500mm176mm)表1 贝雷架容许内力表容许内力 类型不加强贝雷梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩kN.m788.21576.42246.43265.44653.2剪力kN245.2490.5698.9490.5698.9容许内力 类型加强贝雷梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩kN.m1687.533754809.467509618.8剪力kN245.2490.5698.9490.5698.9 表2 贝雷架几何特性构造构造 几何特性截面抵抗弯矩WX惯性矩IXEIcm3cm4kN.m2单排单层不加强3578.5250497.2526044.12加强7699.1577434.41212612.24双排单层不加强7157.1500994.41052088.24加强15398.31154868.82425224.48三排单层不加强10735.6751491.61578132.36加强23097.41732303.23637836.72双排双层不加强14817.92148588.84512036.48加强30641.74596255.29652135.92三排双层不加强22226.83222883.26768054.72加强45962.6689439014478219均布荷载q=Q/NL=14.778KN/m （横向16榀贝雷架）1、跨中弯矩构造最大弯矩M：Mmax=qL2=14.778202=738.9kNm 贝雷架容许弯矩M=788.22kNm2、构造最大剪力Qmax：Qmax：=1/2qL= =147.78kN 贝雷架容许剪力Q=245.2KN3、挠度f=5qL4/384EI=514.778204/3843578.5250497.2=0.034mmf f =L/400=0.05小结：经验算贝雷梁布置内力满足规定！3.3.5 支撑横梁（63B工字钢）受力计算：附参数表(630mm178mm15mm)。表3 热轧普通工字钢参数表型号腰高腿宽腰厚腿厚圆角半径截面积理论重hbdtrcm2kg/m20A200100711.44.535.527.920B200102911.44.539.531.145A45015011.5186.810280.445B45015213.5186.811187.445C45015415.5186.812094.563A63017613227.5154.9121.663B63017815227.5167.5131.563C63018017227.5180.1141.0 1、63cmB工字钢自重：G工=131.5kg/m12m=1.578t=15.78kN2、支撑横梁内力计算：（1）工字钢支撑横梁受力：Q工= Qmax/2 +G工自/2 =(4729+15.78)/2=2472kN（2）工字钢内力计算：均布荷载q= Q工/L=474.4kN/m （两钢棒牛腿之间净距L=5m）工字钢跨中最大弯矩Mmax：Mmax=qL2=474.4kN/m52m=1482.5 kNm 工字钢最大剪力Qmax：Qmax：=qL= =1186kN 工字钢容许剪力Q：Q= V工字钢=fGAG=140MPa154.9cm2 =2169kNQmax：=1286kN Q牛腿=2050KN150钢棒剪应力fs =140 MPa150钢棒截面积As =D2/4=0.7850.152=17.662510-3m2小结：经验算150钢棒内力满足规定！第四章 脚手架计算4.1脚手架计算由设计图可知，在箱梁底部、翼缘及内箱用脚手架支撑，翼缘处脚手架横距为60cm，纵距为60cm；内箱脚手架横距为60 cm，纵距为60cm。在计算过程中均取最厚混凝土进行计算，即：翼缘混凝土厚为50 cm；内箱混凝土厚为25 cm。1、单肢立杆轴向力计算：式中：Q1模板荷载原则值：0.3kN/m2Q2砼荷载原则值：25kN/m3Q3施工荷载原则值：2.0kN/m2Lx、Ly单肢立杆纵向及横向间距（m）VLx、Ly段混凝土体积（m3）小结：单肢立杆轴向力满足规定2、脚手架稳定性计算：式中：A立杆横截面积轴心受压杆件稳定系数f钢材强度设计值h支架立杆步距模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点长度小结：脚手架稳定性满足规定4.2 竹胶板计算竹胶板（15mm）受力最大为腹板底，以此为例，计算如下：l为方木间距，b为单为长度，h15mm为竹胶板厚度，混凝土容重：25kN/m3。1、抗弯计算最大应力： = = 小结：抗弯满足规定。2、抗剪计算最大剪应力： =0.496=3.4MPa小结：抗剪满足规定4.3 分布梁14（槽钢）计算4.3.1 分派梁14分派梁所受荷载为：翼缘：腹板：底板：荷载分布如下图所示：分派梁荷载分布图（单位：）用midas软件对其受力进行模仿计算，成果如下1、组合应力最大应力值：72.40Mpa；最小应力值：-110.08Mpa。110.08Mpa=170Mpa 满足规定2、剪应力最大应力值：14.05Mpa；最小应力值：-14.05Mpa。14.05Mpa=110Mpa 满足规定4.3.2 翼缘下承重梁14 翼缘下承重梁14间距为60cm，最大跨度为1.5m，其所受最大荷载为：q=荷载分布如下图所示：分派梁荷载分布图（单位：）用midas软件对其受力进行模仿计算，成果如下1、组合应力最大应力值：166.06Mpa 166.06Mpa=170Mpa 满足规定2、剪应力最大应力值：7.9Mpa；最小应力值：-7.9Mpa。7.9Mpa=110Mpa小结：剪应力满足规定第五章 地基承载力计算桥台位置设立工字钢支撑，该位置有锥坡填土，不采用预埋钢棒办法，而是将锥坡开挖成平台，浇筑1.0m厚C30混凝土作为承载平台，在平台上布设2榀I45B平行焊接工字钢形成支撑横梁，工字钢焊接采用钢板作为衬垫焊接，以提高工字钢受力性能。土体地基承载力验算如下：1、45B工字钢自重：G工=87.4kg/m12m2=2.098t=20.98kN2、工字钢横梁受力：Q总= Qmax /2+Q工=4511/2KN +20.98kN=2276KN3、混凝土支撑平台地基承载力：= Q总/(A.B) 砼平台长A=12.53m、宽B=5.53m=（3292.193 /2） (12.535.53)=23.75Kpa 0=70Kpa土地基容许承载力0=70Kpa(按填土计算) 小结：故地基承载力满足规定！总结：综上计算分析，该少支架方案满足有关规定，可以投入施工。本工程施工时，分二次浇筑：第一次浇筑砼时，第二次浇筑砼荷载并未加到其上，第二次浇筑与第一次浇筑存在间隙期(大概6-7天)，第二次浇筑时，第一次浇筑砼强度已达85%，因此该支架系统验算趋于安全、稳定、可靠。