无锡市新光路标运河桥梁工程型刚构施工方案样本.doc

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无锡市新光路B1标运河桥梁工程

主桥V型三角区
施工方案

编制:
审核:
审批:

无锡路桥集团有限公司
新光路B1标项目部
二零零八年八月
目录
一、 编制依据 3
二、 工程概况 3
三、 施工准备 5
四、 主桥V型三角区施工 5
4.1施工步骤 6
4.2施工顺序 6
4.3临时支撑布置 7
4.4支架布置 8
4.5关键技术施工措施 10
4.6临时支撑验算 11
　　4.6.1钻孔桩临时支撑验算 11
　　4.6.2横系梁设计 14
　　4.6.3主梁跨中钢管桩临时支撑验算 16
4.7支架验算 16
　　4.7.1地基承载力验算 16
　　4.7.2支架验算 16
4.8堆载预压及沉降观测 26
4.9模板 26
4.10钢筋、 波纹管道制作及安装 26
4.11钢绞线制作、 张拉和孔道压浆 27
4.12、 混凝土浇筑 30
五、 质量保证措施 31
六、 安全文明施工 32
6.1安全施工措施 32
6.2文明施工措施 35
6.3应急预案 35
七、 附图 38

主桥V型三角区施工方案

一、 编制依据
1、 国家现有的有关验收规范、 质量检验评定标准和技术标准
《公路桥涵施工技术规范》( JTJ041－ )
《市政桥梁工程质量检验评定标准》( CJJ2－90)
《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》( JGJ28- ) ;
《建筑施工高处作业技术规范》( JTJ80-91) ;
《混凝土结构工程施工质量验收规范》( GB50204- )
《钢筋焊接及验收规程》( GB50092－96)
《建设工程施工现场供用电安全规范》( GB50194-93)
《公路桥涵地基与基础设计规范》( JTG D63- )
《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》( JTG D62- )
2、 施工图: 新光路B1标运河桥梁工程桥梁施工图设计。
3、 我公司用于本工程的施工设备, 人员和技术力量情况。
4、 本着经济、 合理、 优质、 高效的原则, 以施工组织设计和施工图纸为依据, 贯彻执行桥涵施工规范、 安全施工规程。采用先进的施工技术, 制定切实可行的施工方案, 用现代化的管理手段和管理模式, 优化各项资源配置, 精心施工, 以满足业主对本工程建设的各项要求。
二、 工程概况
新光路大桥主桥位于第五联, 跨径组成为92+150+92=334m, 采用预应力混凝土变高度拱形连续梁, 梁底按三次抛物线变化, 其中跨中直线段长2m, 主墩处梁底平段长6m, 箱梁跨中及边跨等高粱段梁高3.245m, 中支点V型三角区高15.245m。
主梁采用单箱双室直腹板截面, 半幅布置, 箱梁顶板宽24.5~25.93m, 底板宽15.5~16.94m, 悬臂4.5m; 箱梁经过高低腹板形成2%横坡, 梁底横向保持水平。梁体混凝土标号为C60。全联顶板厚度保持不变, 均为26cm。底板为变厚度, 边支点处为40cm, 中支点处为80cm, 跨中为28cm。腹板亦为变厚度, 边支点处为85cm, 中支点处为85cm, 跨中处为60cm。
中支点V型三角区由斜腿、 空腹段梁及两端连接的上、 下横梁构成。空腹段梁跨度为42m, 梁高由根部的3.848m变化到跨中的2.745m。斜腿采用单箱双室直腹板截面, 箱梁高度为3.3~4.5m( 如图1所示) 。箱梁顶、 底板宽15.5m。箱梁顶、 底横桥向保持水平。腹板厚度100cm。斜腿内部设一道横梁, 厚度60cm。
图1、 主桥V型三角区斜腿及0#块

三、 施工准备
1、 为保证施工顺利进行和不出现质量事故, 施工前应周密地规划解决好支架搭设、 高处作业、 临边防护、 混凝土配制、 浇筑、 下料、 振捣、 浇筑次序、 质量控制、 现场布置、 运输道路、 路线、 劳动组织、 统一指挥、 各专业工种协调配合等一系列问题, 重点是支架搭设、 高处作业、 临边防护等重要环节的施工安全。工程开工前做到安全保证措施首先落实到位, 在确保万无一失的情况下组织施工; 制定详细方案、 认真实施, 使施工有条不紊和有节奏的进行;
2、 各岗位管理人员认真学习相关规范和图纸;
3、 编制主桥V型三角区施工方案并提前对方案进行专家论证, 论证经过后方可实施;
4、 召开技术交底会议, 就主桥V构施工技术要求对工长交底, 使其施工前作好充分准备;
5、 工长对各专业队伍进行施工前技术、 质量、 安全交底;
6、 检查现场临水临电情况, 并确保施工用水电能满足施工要求;
7、 根据技术方案要求组织施工机械的进场、 报验、 安装、 调试工作, 使其在施工过程中能满足工程需要;
8、 各种计量、 测量用具提供检验证书并对仪器及时进行检查、 校准;
9、 在主桥V构施工期间, 管理人员、 施工人员、 后勤人员、 保卫人员等昼夜排班, 坚守岗位, 各负其责, 保证施工的顺利进行。
四、 主桥V型三角区施工
主桥V型三角区斜腿及0#块部分的施工是本桥的一个关键部分, 因其施工难度大、 施工周期长, 它的施工将影响到以后各项工作的进行, 因此其将是本桥施工的关键步骤之一。对其我部拟采用钻孔桩作为临时支撑墩、 钢管桩、 贝雷架以及碗扣支架作为该桥V型三角区施工的支架支撑系统, 见下图:

4.1施工步骤
河岸两侧地基处理及硬化 浇筑钻孔桩临时支撑墩, 插打河中钢管桩
搭设斜腿支架, 预压 主墩支座临时固结 拼装斜腿模板, 绑扎钢筋, 安装预应力管道 浇筑混凝土、 养护 在斜腿上浇立柱、 搭设支架, 预压 拼装0-1#~0-3#段模板, 绑扎钢筋, 安装预应力管道、 浇筑砼 在支架上拼装0-4#~0-9#节段模板, 绑扎钢筋, 安装预应力管道, 浇筑混凝土 拼装主梁合拢段及斜腿湿接缝模板, 绑扎钢筋, 安装预应力管道, 浇筑混凝土 对称张拉斜腿及梁体内预应力筋
进行后续挂篮施工 　待3#~4#, 3′#~4′#节段施工完后, 拆除斜腿及主梁支架, 保留两侧临时支墩及跨中支撑 待边跨合拢后, 拆除两侧临时支墩及跨中支撑
4.2施工顺序
施工顺序如图2所示:
1、 V型三角区斜腿
V型三角区斜腿的长度为42m, 砼方量约为1677.3m3。斜腿的施工顺序: 第一次先浇筑XT1#块实心段( 其中1.5m为湿接缝, 待与三角区主梁合拢段同时浇筑) ; 第二次浇筑XT3#～XT4#块段; 第三次浇筑XT5#～XT11#块段; 第四次浇筑XT12#～XT13#块段。V型斜腿分东西二部分, 这两部分的施工同时进行, 支架、 模板、 钢筋同时施工。
2、 0#块
0#块现浇段长48m, 0-1#～0-9#共计砼方量1583.6 m3。浇筑顺序: 其中0-1#块分两次浇筑, 第一次浇筑0-1#( 2m高) , 第二次浇筑0-1#块剩余段; 第三次浇筑0-2#~0-3#块段; 第四次浇筑0-4#~0-9#块段, 最后浇筑合拢段。0#块分东西二部分, 这两部分的施工同时进行, 支架、 模板、 钢筋同时施工。
图2、 主桥V型三角区浇筑顺序示意图
4.3临时支撑布置
新光路大桥主桥V型三角区的临时支撑分为两部分, 一部分是0-1#块下钻孔桩临时支撑; 另一部份是主梁跨中下方的临时支撑。
如附图1、 附图2所示:
1、 0-1#块下钻孔桩临时支撑
根据设计院提供的0-1#块下的临时支撑在浇筑过程中的最大反力为1300吨, 因此我部根据设计要求在每个0-1#块下设临时支撑共3根, 分别位于16#、 17#桩位两侧, 共12根。采用Φ1.5m钻孔桩, 桩顶上接Φ1.2m立柱。按摩擦桩设计, 以单根桩竖向承载力约5000KN来考虑, 桩入土深45m( 水中以河床线以下算起, 不含淤泥层) ; Φ1.5m桩采用C25水下砼, Φ1.2m柱采用C30砼。柱顶布设三层钢筋网片( 见附图4) 。现分两种情况说明如下( 如附图1、 2) :
岸上: 横桥向各布置3根Φ1.5m钻孔桩, 桩中心线距0-1#块外侧1.5m, 横向间距5m。16#墩位处桩长45m, 上接7.13mΦ1.2m立柱; 17#墩位处桩长45m, 上接7.17mΦ1.2m立柱。
水中: 根据现场勘查, 施工水位标高约为+2.0m。
16#桩位处水深3.5m, 其中含1.1m淤泥层, 河床底标高-1.5m, 驳岸标高+3.95m。横桥向布置3根Φ1.5m钻孔桩, 桩顶标高为+4.05m, 桩长50.55m, 入河床底深45m。桩顶左右两侧各设有1.0m长钢筋砼牛腿( 见附图7) 。桩顶上接6.98mΦ1.2m立柱。3根桩间设上下横向联系梁, 下联系梁参与受力作用, 为预应力砼梁, 梁宽1.0m, 高1.2m, 长21.2m( 见附图6-2) 。上联系梁不考虑其受力, 仅作为接桩间联系, 以增强三根桩的整体稳定性。在1.2m接桩桩顶处设置一道横联系梁。梁宽0.30m, 高0.6m, 采用钢筋砼结构, 按规范构造要求配筋。( 见附图6-1) 。
17#桩位处水深4.9m, 其中含1.5m淤泥层, 河床底标高-2.9m, 驳岸标高为+3.785m, 桩顶标高+3.885m。桩长设为56.785m, 入河床底50m深。桩顶设有钢筋砼牛腿( 同16#墩) 。桩顶端上接7.145mΦ1.2m立柱。3根桩间设横系梁, 同上。
桩柱配筋及横梁设计详见临时支撑验算。
2、 主梁跨中临时支撑
根据设计院提供的在后续施工中, 主梁跨中下方最大反力为1600t, 故临时支撑拟采用Φ1.2m钢筋砼立柱。立柱纵向布设1排, 横向布置3根, 分别位于腹板处, 如附图3-1所示。立柱长8m, 采用C25砼, 延圆周均匀布置18Φ22HRB335竖向钢筋, 螺旋箍筋直径8mm, 间距20cm, 每隔2m布置一道Φ22加强筋, 如附图5-2所示。为了增强立柱间的整体稳定性, 在跨中三根立柱间设一道横系梁, 位于桩顶下方20cm处, 梁宽0.3m, 高0.6m, 采用钢筋砼结构, 规范构造要求配筋。( 见附图3-2) 。
4.4支架布置
支架采用WDJ碗扣型多功能脚手架, 支架底座、 顶部均可调节, 可做成曲线布置, 能灵活地调整到斜腿底面高程, 以及贝雷架两种型式。
根据现场情况及设计文件, 为保证地基承载力万无一失, 需对地基进行处理。地基处理完后应进行承载板试验。
首先在比桥梁竖直投影宽1m范围内清除地基表层腐植土、 淤泥、 泥浆等, 用粘性土填筑并掺入6%石灰, 分二层填筑, 每层厚度20cm, 每层灰土先用人工整平, 再用轮胎式振动压路机进行碾压, 如局部出现弹簧现象, 用人工挖开翻晒, 填筑碎石土并用人工夯实等方法处理, 再用振动压路机碾压3～5遍, 最后浇筑C25砼基础。并在基础两侧开挖排水沟, 以利及时排水, 保证地基承载力。对于原开挖承台处应分层回填, 分层用夯实机械夯压密实, 达到规定标准后再浇筑砼地坪。在砼基础达到一定强度后, 方可根据支架大样布置图尺寸进行支架搭设。
新光路大桥V型三角区的支架分为以下几部分, 如附图2所示:
1、 V型三角区斜腿支架;
2、 V型三角区空腹段内的主梁支架。
( 1) V型三角区斜腿支架
由于湿接缝的设置, 使得整个0#块的重量都作用于支架系统。
16#墩位处:
岸上: 按方案图搭设支架, 斜腿下碗扣支架立杆的横向间距0.3 m, 纵向间距0.3 m, 横杆竖向步距为0.6m, 单根立杆允许承载力为40KN。剪刀撑按1.2m一档布设( 如附图2-12) 。在XT1外侧1.5m内设湿接缝, 支架在此范围内间开。
为了减轻驳岸的受力, 在驳岸与承台之间加一道支撑, 同时为了不使驳岸前趾应力过大, 具体措施如下( 如附图2-6所示) :
在驳岸靠近承台侧1m范围打入11根直径530mm的钢管桩, 桩入土6m, 桩顶标高＋3.85m, 桩中心间距1.5m, 共10跨, 桩顶布设一根40a工字钢以支撑上方的贝雷架。另外, 承台上布置3根直径530mm的钢管桩, 桩长0.6m, 桩顶标高＋3.85m, 跨径2m, 上布一根40a工字钢( 编组1) 。另打入2排直径530mm的钢管桩, 桩入土长6m, 跨径1.1m, 桩顶标高＋3.85m, 上布一根40a工字钢( 编组2、 4) 。
为了确保后期的安全施工, 尽可能提前对驳岸进行预压试验。在支架搭设完后应按照实际作用的荷载对支架进行预压, 对驳岸受力情况加强观测。
水中: 由于有部分支架位于运河范围内, 支架搭设需另外考虑。根据现场情况, 可充分利用现有驳岸, 驳岸标高+3.95m, 宽0.8m, 上放15×10cm方木以支撑贝雷架。如附图2-6所示: 按方案图在水中施打钢管桩, 除去最靠近系梁一排钢管桩打入河床底深10.5m外, 其余钢管桩均打入河床底深7m, 桩长约12.5m。桩顶横布1根40a工字钢, 工字钢上再纵布36排贝雷桁架, 采用单层单排加强桁架, 桁架长18m, 高1.7m, 横向排距0.45m, 桁架各排间每隔6m用连接网片连接好。桁架左端支撑在承台上, 并用槽钢将其与承台固定( 如附图4) , 右端支撑在钻孔桩横系梁上, 悬出2m左右。其中有 6排贝雷桁架右端在与三根钻孔桩临时支撑交汇处需断开( 如附图2-2, 2-4所示) , 将贝雷架右端支撑在左侧牛腿上, 悬出端直接将上方碗扣支架支撑在右侧牛腿上( 如附图7所示) 。在桁架加强弦杆上方横向布设18号槽钢, 排距按上方的碗扣支架立杆纵向间距排布。碗扣支架间距布设同岸上。
17#墩位处:
17#墩支架布置与16#墩基本类似, 所不同的是由于17#墩支架部分位于港池内, 需在承台施工完后对港池进行回填和地基压实处理, 然后上浇一层20cmC25砼。这样可充分利用港池靠河一侧围护, 从而能够减少插打钢管桩的根数( 如附图2所示) 。
岸上: 碗扣支架间距布设同16#墩岸上。另外, 港池维护内靠近承台侧2m范围外先回填、 地基处理, 再浇一层20cm厚钢筋砼, 其上布置共13根直径530mm的钢管桩, 钢管桩长4.8m, 桩顶标高＋3.65m。
水中: 根据现场情况, 可充分利用现有港池围护, 围护标高+3.785m, 宽2m, 上放15×10cm方木; 如附图2-7所示, 按方案图在水中施打钢管桩, 除编组( 6) 这排有2根钢管桩打入河床底9m, 桩长15.7m外, 其余钢管桩打入河床底深7m, 桩长约13.7m。桩顶横布1根40a工字钢。工字钢上纵布36排贝雷桁架, 采用单层单排加强桁架, 桁架长18m, 横向排距0.45m。桁架右端放置在地面上, 左端支撑在钻孔桩横系梁上。在桁架加强弦杆上方横向布设18号槽钢, 排距按上方的碗扣支架立杆纵向间距排布。碗扣支架间距布设同岸上。
( 2) V型三角区空腹段内的主梁支架
空腹段内的主梁支架分两种情况搭设:
一种是0-6#~0-9#块下方的贝雷桁架支架( 如附图2-8所示) 。先纵向布设4排Φ530×6mm钢管桩, 钢管桩横向间距为3m, 每排6根, 共24根。长度约为2.4m( 外侧) 和5.6m( 内侧) 两种。每排钢管桩桩顶横布2根40a工字钢, 再纵布贝雷桁架。上下有加强弦杆, 单层单排, 以跨中两侧对称布置, 每边各12m长, 两端均为简支形式, 共21排, 其中位于腹板处设3排, 排距0.45m, 其余排距0.9m。其中贝雷架下方与斜腿上缘间各布2排钢管斜撑。
剩余部分则采用碗扣支架, 立杆的横向间距0.6 m, 纵向间距0.6 m, 横杆步距1.2m。剪刀撑1.2m一档( 如附图2-12) 。
4.5关键技术施工措施
具体布置见附图4所示:
1、 支座临时固结
在支座周围浇筑宽1m×0.8m范围的钢筋砼围挡并与斜腿连接来临时固定支座, 使其与支座共同承受力, 其浇筑范围如附图4-1所示。
2、 临时支撑与梁底的连接
钻孔桩临时支撑与梁底的连接准备采取如下措施:
按单根桩桩顶承重5000KN来考虑, 如附图4-1所示: 在Φ1.2m桩顶设置内径为1.10m钢砂桶, 砂桶壁厚2cm, 装砂后高40cm。砂桶用砂采用筛分后的中砂, 细度模数为2.3~2.7, 砂经晒干、 烘干后方可使用, 并考虑对砂桶进行预压, 以测试强度、 变形。砂桶上方为钢筋砼楔形块, 内设三层钢筋网片, 与0-1#块同时浇筑, 在楔形块底部预埋1cm的钢板与砂桶接触, 钢板上涂适量黄油, 这样可解决钻孔桩与0-1#梁底连接的问题, 保证钻孔桩临时支撑只承受竖向荷载的作用。楔形块长度应位于砂桶受压范围内, 防止砂桶偏心受压过大而失稳。在砂桶支垫处设防水结构, 避免雨水及施工用水流入砂桶。
3、 贝雷桁架纵向固定
由于浇筑砼时水平推力的存在, 为了避免其直接传递到钻孔桩临时支撑上, 将贝雷桁架用部分槽钢与承台固定。根据设计文件, 考虑XT2~XT13块浇筑时产生的水平推力在每排贝雷架上约13t, 共36排贝雷架。为固定贝雷架, 在承台浇筑时, 在其顶部先预埋1cm厚钢板, 将18号槽钢一端与承台上的预埋钢板焊接, 焊接长度约18cm, 槽钢另一端与贝雷架锚固, 焊接所能承受的力约18t, 贝雷架另一端放在系梁上。( 如附图4-2所示)
4、 斜腿上缘支架底部支撑处理
由于V型三角区斜腿上缘有一定的倾角, 故空腹段内碗扣支架底部支撑及钢管桩桩端应作一定处理, 使其能垂直传递主梁浇筑时产生的力。我部准备在斜腿上方预先横向浇筑条状楔形砼块, 碗口支架立杆下方按纵向间距每60cm布置一条及4排钢管桩下方各布置一条。
5、 贝雷架上方18号槽钢与碗扣支架支撑处理
考虑到碗扣支架在浇筑斜腿时传递的水平力, 按1.2m一档设置一道剪刀撑, 将剪刀撑底部撑在槽钢内。这样, 由于每根立杆将传递2t左右的竖直力到槽钢上, 可使槽钢与加强弦杆间的水平摩阻力很大, 共52根立杆, 摩阻系数取0.25, 每根槽钢与加强弦杆间的水平摩阻力约26t＞13t, 完全满足要求。
6、 斜腿下方碗扣支架与斜腿底模支撑处理
由于斜腿下缘为曲线, 为了尽量使碗扣支架只承受竖直力, 在支架上托处放置楔形木块。
7、 驳岸( 防浪堤) 与承台间的钢管支撑
为了减轻驳岸的受力, 在驳岸与承台之间加一道支撑, 同时为了不使驳岸前趾应力过大, 具体措施如下( 如附图2-6、 2-7所示) :
16#桩位: 在驳岸靠近承台侧1m范围打入11根直径530mm的钢管桩, 桩入土7m, 桩顶标高＋3.85m, 桩中心间距1.5m, 共10跨, 桩顶布设一根40a工字钢以支撑上方的贝雷架。
17#桩位: 港池维护内靠近承台侧2m范围外先回填、 地基处理, 再浇一层20cm厚钢筋砼, 其上布置共13根直径530mm的钢管桩, 钢管桩长4.8m, 桩顶标高＋3.65m。
4.6临时支撑验算
4.6.1钻孔桩临时支撑验算
( 1) 单桩承载力验算
①16#桩位
钻孔桩分两种情况施工, 一侧位于主墩岸上, 另一侧位于运河中, 根据设计地质勘探资料, 对钻孔桩承载力验算如下:
A、 岸上
Φ1.5m钻孔桩桩顶标高+3.9m, 入土45cm, 桩底标高-41.1m。上接7.13m长Φ1.2m钻孔桩, 桩顶标高+11.03m。按摩擦桩计算:
桩径d:
1.5m
面积A:
1.766m2

周长U:
4.712m
入土深度h:
40.0 m

桩重:
1987.0KN
上接1.2m桩重:
201.5KN

清孔系数m0:
0.7
λ:
0.72

持力层f:
280
K2:
2

γ2:
19.48
h-3:
37.000

加权平均摩阻力τp:
49.4625

土层
层厚li
容重γi
γi*li
摩阻力τpi
τpi*li
标高
填筑土
2.9
18
52.2
60.00
174
+3.9
粉质粘土
1.9
20
38
60.00
114
+1.0
粉质粘土
3.3
20
66
60.00
198
-0.9
粉质粘土
2.8
19
53.2
30.00
84
-4.2
粉质粘土
3.3
19
62.7
30.00
99
-7.0
粉质粘土
4.1
20
82
60.00
246
-10.3
粉质粘土
6
20
120
60.00
360
-14.4
粉质粘土
2.7
19
51.3
30.00
81
-20.4
粉质粘土
1.4
20
28
65.00
91
-23.1
粉质粘土
3.3
19
62.7
40.00
132
-24.5
粉质粘土
4.2
20
84
55.00
231
-27.8
粉质粘土
3.1
19
58.9
35.00
108.5
-32.0
粉质粘土
4.3
20
86
60.00
258
-35.1
粉质粘土
1.7
20
34
60.00
110.5
-39.4
合计
45

879

2287
-41.1
σR:
1936 KN/m2
AσR:
3420KN

Uhτp:
10777 KN

P :
7098 KN

[P]= P -1/2桩重
6004KN

B、 水中
Φ1.5m钻孔桩桩顶标高+4.05m, 桩长50.55m, 钻入河床底深45cm, 桩底标高-46.5m。上接6.98m长Φ1.2m钻孔桩, 桩顶标高+11.03m。不考虑河床底上面1.1m淤泥层的摩阻力影响。根据设计地质资料, 按摩擦桩计算[P]=5957KN。
②17#桩位
A、 岸上
Φ1.5m钻孔桩桩顶标高+3.86m, 桩长45m, 桩底标高-41.14m。上接7.17m长Φ1.2m钻孔桩, 桩顶标高+11.03m。根据设计地质资料, 按摩擦桩计算[P]=6149KN。
B、 水中
Φ1.5m钻孔桩桩顶标高+3.885m, 桩长51.785m, 钻入河床底深45cm, 桩底标高-47.9m。上接7.145m长Φ1.2m钻孔桩, 桩顶标高+11.03m。不考虑河床底上面1.5m淤泥层的摩阻力影响。根据设计地质资料, 按摩擦桩计算[P]=5915KN。
( 2) 单桩抗压刚度
①16#桩位
A、 岸上: l0=7.13m, d=1.2m, 采用C30砼, E=3.0×104MPa, A=1.131 m2。
h=40m, ξ=1/2, d=1.5m, 采用C25砼, E=2.85×104MPa, A=1.767
m2, C0=40×10000=4×105KN/m3, A0=19.635m2。
=12751.03KN/cm。
当桩承受5000KN时, 桩沉降S==0.39cm。
B、 水中: h=45m, ξ=1/2, l01=5.55m, d=1.5m, 采用C25砼, A1=1.767m2,
l02=6.98m, d=1.2m, 采用C30砼, A2=1.131 m2。
=1123596 KN/m =11235.96KN/cm。
当桩承受5000KN时, 桩沉降S==0.44cm。
②17#桩位
A、 岸上:

=1273190KN/cm=12731.9KN/cm。
当桩承受5000KN时, 桩沉降S==0.39cm。
B、 水中:
=1087638 KN/m =10876.38KN/cm。
当桩承受5000KN时, 桩沉降S==0.46cm。
根据设计院0-1#块作用1300t沉降控制在1cm的要求, 由以上计算表明: 0-1#块作用1500t, 沉降均小于1cm, 抗压刚度满足要求
( 3) 单桩水平抗推刚度
令桩顶作用水平力为1t来计算桩顶变位。
①作用力H=1t, 桩径1.5m, 采用C-25砼, E=2.85×106t/m2, 取m=1000t/m4。
②计算变形系数
上接1.2m桩A1=1.131m2, EI=1/1.5( E1I1) =2.03575×105t·m2,
1.5m桩A2=1.767m2, EI′=1/1.5( E2I2) =4.72159×105t·m2,
桩计算宽度b0=0.9( 1+d) =2.25m, 则桩的变形系数
, αh=13.73>5。
③地面处桩身位移x0和转角φ0
地面处计算内力: H=1t, M0=13.9 t·m,
则地面处桩身位移=0.01m, 转角φ0=9.72×10-4,
1.5m桩顶端变位: =0.0175m,
=1.127×10-3
最顶上一段变位: =2.615cm。
由以上计算表明: 桩顶作用于水平推力为1t时, 桩顶变位为2.615cm, 则可认为桩顶是自由的, 无需进行抗滑动设置。考虑到桩整体受力的合理性, 我部拟在砂桶上方的铁板上涂点黄油, 使其可相对滑动, 减少水平力对临时支撑的影响。
( 4) 钻孔桩配筋
配筋如附图5所示。
4.6.2横系梁设计
1、 上联系梁
为了增强0-1#块下方临时支撑的整体稳定性, 在1.2m接桩桩顶处设置一道横联系梁。梁宽0.2m, 高0.4m, 采用钢筋砼结构。如附图6-1所示。
2、 下联系梁
为了加快”V”型三角区支撑支架施工以及临时支撑桩施工中的安全, 我部拟采用在1.5米桩顶下设1×1.2m的预应力砼连续梁作为支撑系统, 系梁上搭设贝雷架作为支撑。
对于以上方案及其布置图, 对预应力砼梁进行受力计算:
按均布荷载连续梁考虑, 计算断面取100cm*120cm, b=100cm, h0=116cm, 砼:C40, [σ]=1800*1.25=2250(kg/cm2)。
该系梁上考虑梁上承受的纵梁、 梁自重、 施工及振动荷载, 其梁体下均布荷
载考虑为: g=95(t/m), 翼板下均布荷载考虑为: g=5.3(t/m), 其内力图如下:

弯矩图

剪力图
根据弯矩图:
跨中: Mmax=98.96(t.m)
支点: Mmax=-197.92(t.m)
根据剪力图可知Q=237.5t, 极限状态共计: 237.5*1.2=285t
根据设计规范支座处弯矩削减, 因此在桩顶处的弯矩也进行削减处理:
R=475t, 桩顶处: g=175.9t/m,M’=160.3(t.m),
桩顶弯矩: M=197.92-160.3=37.6<0.9M=178.1(t.m),
故该桩顶处弯矩按M=178.1(t.m)计。
该系梁为预应力砼梁, 其梁的截面上部配5直束5-ΦS15.24的钢铰线, 截面下部配4直束5-ΦS15.24的钢铰线。
跨中配筋采用10Φ16, Ag=20.11cm2,
支点配筋采用10Φ16, Ag=20.11cm2,
由斜截面抗剪计算可知箍筋取3箍6支Φ12, 支点处间距10cm, 跨中间距15cm, 在柱顶处布置2排弯起钢筋, 每排隔h0下弯5Φ16, 具体布置详见其后钢筋布置图( 附图6) 。
抗剪验算:
根据规范, 其截面抗剪承载力应满足: ,
其中=2950.178KN
=149.2 KN, , 则=3099 KN＞2850KN, 满足要求。
钢铰线张拉后会产生预应力损失, 其值δ=δl1+δl2+δl4+δl5=172.64MPa,
σ=1222.36MPa, 因此, 每根钢铰线扣除应力损失后, 钢铰线张拉所引起的内力:
N=17.113×25+17.113×20=770.09t
M=0.55(427.83-342.26)=47.06(t.m)
桩顶处: σ上=770.09/1.2±(178.1-47.06)/0.24=97.99t/m2
跨中处: σ下=770.09/1.2±(98.96+47.06)/0.24=33.33t/m2
经验算, 该系梁承载能力能满足要求。
4.6.3主梁跨中钢管桩临时支撑验算
根据设计院提供在三角区空腹内的临时支撑( 立柱) 在施工过程中的最大反力约1600t, 我部拟采用Φ1.2m钢筋砼立柱。立柱纵向布设1排, 横向布置3根, 分别位于腹板处, 间距如附图3所示。考虑到施工荷载等因素, 按承载力1800t来考虑, 共3根立柱, 假定每根受力均匀, 则每根承受荷载P=600t。
立柱长8m, 采用C25砼, 延圆周均匀布置18Φ22HRB335纵向钢筋, 螺旋箍筋直径8mm, 间距20cm, 每隔2m布置一道Φ22加强筋, 经过计算得:
NR==14231 KN > Nj=6000KN, 因此承载力满足要求。
配筋率: =0.6%, 满足桥规要求。
4.7支架验算
4.7.1地基承载力验算
按最不利位置验算, 0-1#~0-3#块及对应下方斜腿处地基承受荷载最大, 经处理后的地基容许承载力fkp=200KPa, 验算如下:
梁自重G=14125KN, 考虑施工及浇筑、 振捣砼、 模板、 支架等因素共约g=1200KN。安全系数取1.5, 则σ=K*(G+g)/S=187KPa＜fkp, 故地基承载力满足要求( 注: 地基处理完后应进行承载板试验) 。
4.7.2支架验算
16#桩位:
1、 模板下方方木验算
采用10×15cm方木, 间距为25cm。按0-1#块为最不利断面验算:
考虑施工荷载及振捣、 倾倒砼产生的荷载及模板自重等因素影响, 竖向计算荷载集度q=66.75KN/m, 方木计算跨径由下方碗口之间立杆横向间距决定, 立杆横向间距为0.3m, 故L=0.3m。采用10×15cm方木, W=3.75×10-4 m3, I=2.812510-5 m4, 容许弯应力[σ]=10 MPa, 弹性模量E=10 GPa。
按多跨连续梁计算方木的受力:
最大弯矩: Mmax=0.1ql2 =0.1×66.75×0.32=0.75 KN•m
最大弯曲应力: σmax==2 MPa <[σ]=10 MPa, 满足要求。
最大挠度: fmax==0.01mm<
=0.75mm, 满足要求。
2、 支架验算
支架采用WDJ碗扣型多功能脚手架及0-6#~0-9#下贝雷桁架。支架延顺桥向对称布置, 故只需对一侧支架进行验算。
a、 斜腿下碗扣支架
支架立杆的横向间距0.3 m, 纵向间距0.3 m, 横杆步距0.6m, 一根立杆承载面积为0.3×0.3 m2。按最不利截面考虑, 根据设计图纸知, 0-1#块最高梁段约为8.23m, 该段梁最重, 以此为控制面来验算如下:
一根钢管承受0.3×0.3m范围内的力, 则
①砼梁自重P1=19.4KN,
②振捣、 倾倒砼产生的压力按2.0KPa计, 产生的力为P2=0.36KN
③施工荷载按2.5 KPa计, 则P3=0.225KN
④模板、 支架自重P4=0.18KN
则计算控制荷载为P=20.165KN
横杆步距0.6m, 查得单根立杆的设计荷载[N]=40KN, 考虑安全系数约1.2, 则P=20.165×1.2=24.2 KN﹤[N]=40KN, 因此碗扣支架承载力满足要求。
b、 空腹内主梁碗扣支架
立杆的横向间距0.6 m, 纵向间距0.6 m, 横杆步距1.2m, 则
①砼梁自重( 0.6×0.6m范围) : 梁重约P1=14KN;
②振捣、 倾倒砼产生的压力按2.0KPa计, P2=0.6×0.6×2×2=1.44KN;
③施工荷载按2.5 KPa计, 则P3=0.6×0.6×2.5=0.9KN;
④支架低于10m, 自重可忽略不计;
则计算控制荷载为P=16.3KN, 横杆步距1.2m, 查得单根立杆的设计荷载[N]=30KN, 则P=16.3KN<[N]=30KN, 故承载力能够满足要求。
c、 空腹内贝雷桁架
贝雷架共21排, 每排12m, 其中腹板处放三排, 排距0.45m, 其余处排距0.9m。考虑到梁重及施工荷载、 振捣、 浇筑砼产生的荷载及贝雷架自重等因素, 计算控制荷载集度q=36.1KN, 其内力图如下所示:

弯矩图

剪力图

由上图知: ①最大弯矩: Mmax=649.8 KN*m < [M]=1687.5 KN*m, 因此贝雷架抗弯能力满足要求。
②最大剪力: Qmax=216.6×1.1=238 KN < [Q]=245.2 KN, 因此贝雷架抗剪能力能满足要求。
③挠度: 贝雷架挠度有两部分叠加组成, 一是非弹性挠度, 另一是由荷载引起的弹性挠度。
非弹性挠度: 由经验公式: 节数为奇数时: =3.6mm
( 其中n—贝雷架节数, d—常数, 单层d=0.3556)
由荷载引起的弹性挠度: 0-1#块下以最不利断面考虑, 取贝雷架一段3m考虑, 两端简支:

总挠度: f0+f=22.1 mm<=30 mm, 满足要求。
3、 空腹内贝雷桁架下的40a工字钢验算
空腹梁段贝雷架下方两端各布设2根40a工字钢, 工字钢下布设一排钢管桩, 间距为3m, 工字钢共5跨, 共则工字钢按多跨连续梁承受均布荷载计算:

弯矩图
Mmax=-278 KN*m, I=21720cm4, W=1090cm3, 则
σmax=Mmax/W/2=127.5MPa×1.1=130.8 MPa <[σ] =140 MPa, 因此抗弯强度满足要求。
f=qL4/150EI=1.74mm<L/400=3000/400=7.5mm, 因此抗弯刚度满足要求。
4、 空腹内贝雷桁架下的钢管桩验算
空腹内贝雷桁架下的钢管桩横向间距3m, 共6根, 剪力图如下:

剪力图
采用Φ530×6mm钢管, [σ]=140MPa, A=9.877×10-3m2, 截面惯性矩Ix=3.39×10-4m4。钢管的回转半径 i=√ I/A =185.26mm, 钢管计算长度h1=2.4m, h2=5.6m, 取h较大的验算: 则钢管长细比为λ=uh/i=8000/185.26=43.2, 查《钢结构设计规范》得φ=0.9352, 由图知Pmax=996KN, 故σ=P/φA=107.8MPa×1.2=129 MPa <[σ]=140 MPa, 因此钢管承载力满足要求。
5、 18a号槽钢验算
贝雷架加强弦杆上方布设一层18号槽钢横梁, ︼放置, 故Iy=98.6 cm4, Wvmin=20 cm3, [σ]=145 MPa, E=2.1×105MPa
槽钢纵向间距0.3m,