西气东输天燃气管道现浇梁支架预压施工方案.doc

西气东输天燃气管道现浇梁支架预压施工方案

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2020年4月19日
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许漯特大桥跨西气东输天燃气管道现浇梁支架预压施工方案

许漯特大桥于DK818+293.50跨西气东输天燃气管道,线路与管道斜交41°,设计于该处采用(32+48+32)m连续梁跨越,连续梁桥跨里程为DK818+238.41～DK818+351.76,全长113.3m(除两端梁缝)。(32+48+32)m连续梁为现浇支架连续梁工艺施工,位于铁路线路直线无声屏障路段。
支架搭设并检查合格后,安装外模并用砂袋进行分段支架预压,消支架及地基塑性变形,验证支架的稳定性、计算支架及地基的弹性变形以控制模板安装标高等。
一、支架预压的目的:
1) 检查支架及地基的强度及稳定性,确保施工质量及安全。
2) 减少和消除地基的沉降变形及支架的非弹性变形的影响,根据掌握的弹性变形资料进行箱梁底模铺设并设置预拱度,有利于桥面线形控制。
二、 预压材料准备
用编织袋装砂对支架进行预压,预压荷载按梁体自重的120％加上内模重量考虑。为更切实达到预压的实际效果,模拟施工时的实际工况分级进行支架预压。预压采用分跨的形式,先预压714～715号墩32m跨、然后预压715～716号墩48m跨、最后预压716～717号墩32m跨。每跨先加载墩顶部位,由墩顶向跨中推进。
三、预计地基沉降量及支架变形量计算
1、地基沉降量
根据支架及地基检算书:混凝土面承受最大压力P0为66.25kPa,计算单根立杆受力面积为0.6×0.6m,地基沉降量计算深度按3倍基础宽度计算为1.8m,根据地质图和处理后的地基,计算范围内自上而下为0.2m混凝土、1.2m煤矸石、0.4m粉质黏土,地基沉降量计算时不考虑混凝土及煤矸石沉降量,只计算粉质黏土部分,公式如下(参照建筑施工计算手册):
△S＝(P0/ES)×(Z×a)＝(0.066/1.8)×(0.4×0.322)＝0.005m＝5mm
式中:
P0为混凝土面立杆集中荷载;
ES为地基沉降量计算深度;
Z为粉质黏土厚度;
a根据计算基础的长宽比为1和基础宽度与计算地基深度比值为3查表得知。
2、支架变形量
本连续梁底板以下采用三层立杆进行搭设,加上顶托与底托共四处接缝,根据以往施工经验,每根立杆接头处非弹性变形为2mm,弹性变形量为1mm,则总变形量为12mm。
计算支架预压时按总沉降量17mm进行预控,如实际沉降量(特别是地基沉降量)远大于设计数量时则必须停止加载并分析原因后调整预压步骤。
四、人员及机械组织
预压由现场施工员王孝书组织,安全员于继刚负责作业机机械及人员的指挥,技术员官建文负责分级预压重量的统计,测量员李海江负责沉降观测。现场作业工人20人,负责砂袋的吊运及堆放。
作业机械为25t吊车二台。
五、具体实施方案
1、预压重量计算
箱梁总混凝土量为1371.1立方,按26KN/m3进行计算,总荷载为35648KN,加载120%荷载为42778KN;根据支架计算书内模板支撑架的自重标准值(竹胶合板、方木及钢管):0.30kN/m2,按展开宽度10m计算,内模重量按3 KN/m进行考虑,连续梁总长度为113.3m,则内模总荷载为340KN;则一联连续梁预压总荷载为43118KN。堆载砂按16 KN/m3进行计算(荷载分布横向布置图见附图1～2)。
根据箱梁设计图,32m跨分配荷载为12307KN,48m跨分配荷载为18504KN。
2、预压步骤
模拟梁体浇注顺序对每孔支架分跨实施预压,先底腹板、后顶板、翼缘板,分三级对称加载,即每级加载时先3#区域、再2#、4#号区域、最后1#、5#区域对称加载(加载试验级别荷载控制见附表1～2)
一级加载:腹板重+底板重=51.4%梁体自重荷载+内模重量
二级加载:100%梁体自重 +内模重量
三级加载:120%梁体自重+内模重量
每级加载间距时间不少于12h,并视分级沉降趋于稳定后才能断续加载。
分级分跨预压荷载见下表:

加载数量
714-717#跨
715-716#跨
716-717#跨
本级加载数量(t)
累计数量(t)
本级加载数量(t)
累计数量(t)
本级加载数量(t)
累计数量(t)
一级
532
532
801
801
532
532
二级
504
1036
769
1570
504
1036
三级
205
1241
260
1830
205
1241
合计
1241
1830
1241
3、材料
采用砂袋(规格直径110cm高度80cm, 1200kg/袋),吊车吊装。砂袋每袋必须进行实际称重,可在现场设磅称称重,也可将装好河砂的砂袋采用整车运输至具有相应称重单位进行过磅。
4、预压观测
在外模安装完后由技术人员自检并布设沉降观测点:按顺桥向每6米在外模内侧布置一排,每排7个点(分别位于底板中间、底板两侧、两侧腹板顶部、翼板两侧位置,观测点布置图见附图3)。地基沉降在硬化后的混凝土地面上顺桥向每孔跨中设2个点(位于箱梁腹板底部),然后对各个观测点进行初始标高水准测量,以上工作完成后方可进入支架预压工序。
为了解支架沉降情况,在预压之前测出先测量各控制点标高,在加载51.4%、100%、120%后均要复测各控制点标高。
5、分级预压观测时间及稳定标准如下:
(1)、加载过程中每2个小时采用抽查部分断面的形式观测一次,避免因偏压造成支架侧翻,用于指导对称堆载;
(2)、分级加载完成后立即测量沉降量,作为本级沉降稳定的初始值;
(3)、前二级加载完成后每隔隔2个小时测量一次沉降量,并与分级加载完成后沉降差进行对比,沉降差小于1mm/2h即可进行下级预压。
(4)、最后一级加载120%预压荷载完成后每8h测量一次沉降量,连续持荷观测24h,沉降差小于1mm/8h即表明地基及支架已基本沉降到位,可逐步卸载。如持荷24h后支架沉降不稳定,还须持荷进行预压,直到地基及支架沉降到位方可卸载。
6、当出现如下情况时停止加载:
(1)、支架全部荷载加载完毕,经观测支架变形稳定可终止加载。
(2)、预压过程中如发现模板横向左右对称断面沉降差超过10mm时应停止加载并分析原因。
(3)、支架及地基变形量(特别是地基)超过计算值时,停止加载并分析原因。
(4)、在预压过程中同时观测支架的强度和稳定性,对立杆出现挤压变形、倾斜度大于1/200、横杆出现脱扣等现象时停止加载并分析原因。
7、卸载:
如达到稳定条件即可进行卸载,按堆载相反的顺序进行材料的卸载。
8、弹性变形及塑性变形量的计算:
卸载完成后,要再次复测各控制点标高,以便得出支架和地基的弹性变形量(等于卸载后标高减去持荷卸载前所测标高),用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量。预压完成后要根据预压成果经过可调顶托调整支架的标高,从而达到对箱梁底高程进行修正的目的。
六、模板安装上拱度设置
本连续梁不设梁体预拱度,模板安装时设因支架及地基弹性变形量引起的模板上拱度。
经预压完成后先将模板全部调至设计标高(即预压过程中的塑性变形部分),再根据预压成果中支架在荷载作用下的弹性变形设置上拱度,上拱度以跨中向支座中心按纵向二次抛物线设置。
七、预压过程中的安全措施
1、支架经作业队及分部检查合格后签认检查证方可进行预压。检查内容包括支架碗扣是否扣紧、底托是否与地面密贴、顶托是否与方木密贴等。
2、支架预压过程中必须对称均衡加载和卸载,防止支架倾斜。
3、现场记录每袋实际重量并相应调整预压袋数,防止堆载不足,避免过载。
4、做好雨季施工时材料覆盖工作,防止因砂含水量过大造成过载。如雨停后继续加载的,必须实测河砂含水率,相应进行重量调整。支架两侧的排水沟必须保持通畅。
5、跨天燃气管道处地面必须设沉降观测点进行监测,如地面沉降大于计算数值时必须分析原因并采取加固措施。

附件:
附图1:跨天燃气管道连续梁支架砂袋预压布置图
附图2:跨天燃气管道连续梁横向荷载布置图
附图3:支架预压观测点位布置图
附表1:32m跨支架加载试验级别荷载控制表
附表2:48m跨支架加载试验级别荷载控制表