资源描述
生基湾大桥引桥30m跨箱梁砼现浇支架
施工技术方案
上海警通建设(集团)有限公司
黔江区新城道路正阳大道QR.CP3项目部
20012年8月
1、编制依据
(1)、黔江区新城道路基础设施工程-QR.CP3合同段生基湾大桥施工设计图纸(重庆市设计院 2010.06);
(2)、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011);
(3)、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004);
(4)、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86);
(5)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);
(6)、《热轧型钢》(GB/T 706-2008);
(7)、《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB/T 17395-2008);
(8)、《装配式公路钢桥多用途使作手册》(人民交通出版社 2002年3月);
(9)、《SAP2000中文版使用指南》(人民交通出版社 2006年9月);
(10)、施工现场调查所获取的有关资料。
2、工程概述
黔江区新城道路基础设施工程QR.CP3合同段生基湾大桥两岸引桥皆为1×30m跨等截面箱梁。箱梁左右分幅,每幅箱梁为双箱四室,顶板宽度为15.15m,箱梁高1.6m。箱梁在梁端及跨中设置横隔板,梁端横隔板厚1.5m,跨中横隔板厚0.5m。箱梁顶板厚度25cm,底板厚度22cm,腹板厚度40cm,顶板与腹板间设置60×20cm倒角,底板与腹板间设置20×20cm倒角。腹板在梁端设置5m的渐变段,厚度由40cm渐变至80cm,顶底板与端横隔板间设置80×20cm倒角。每幅桥两箱之间通过顶板进行连接。单幅桥箱梁横截面尺寸如图(1)示。
因两岸引桥皆跨越高边坡,不适宜满堂支架施工,陡坡范围内设置支墩亦较困难且成本较高;为保证引桥施工的顺利进行,同时本着方便施工、充分利用现有资源和安全可行的原则,经项目部组织技术人员多次讨论,我部拟考虑利用21m跨贝雷梁桁架跨越高边坡,桁架两端设置钢管排架立柱(垫梁),立柱采用φ610×12mm焊接钢管,在钢管排架顶部设置3I45B工字钢横梁来支撑贝雷梁桁架,贝雷梁上设满堂支架来支撑箱梁模板系统;贝雷桁架以外部分采用满堂支架。
图(1) 引桥箱梁一般横断面图
(单位:cm)
3、支架(贝雷架)方案布置
3.1、桁架布置及加固
根据现场情况,利用桁梁跨越陡坡,桁架梁两端设置支墩,桁梁总长21m,为单跨简支结构。
如图(2)~(5)示,桁架采用贝雷梁(N3)按1.5m桁高布置,横向布置28片,除外侧2片外,其余每两片组成1榀, 每榀的两片之间通过支撑架(N4)进行连接,每榀两片横向距离45cm;在贝雷梁下弦每间隔3m利用I10工字钢(N6)及M22U型螺栓(N7)进行横向连接,在上弦利用间距90cm的I16工字钢(N8)及M22U型螺栓(N7)进行横向连接,以增强桁架的整体稳定性。同时,上弦的横向连接工字钢(I16)亦作为满堂支架立杆垫座的支撑梁,垫座与I16工字梁点焊连接。贝雷梁两端设置钢管排架墩支承,排架立柱N1采用φ610×12mm钢管,每个排架横向共设5根钢管,间距3.3m;柱顶设置2I45B工字钢横梁(N2),N2上下每间隔1.5m左右通过钢缀板连接成组合截面;横梁N2与立柱N1采用焊接连接,周边连续焊缝厚度不小于8mm。正阳岸靠交界墩侧立柱高30.2m,分成10.2m、10m、10m三段,段与段之间通过法兰盘及M27螺栓进行连接;舟白岸靠交界墩侧立柱高32.46m,分成10.82m三段,段与段之间仍通过法兰盘及M27螺栓进行连接;靠交界墩立柱因较高,在立柱中部设置2[36A槽钢作为横系梁,之间通过δ=20mm厚连接钢板及M27螺栓进行连接,连接钢板事先与立柱钢管双面坡口焊接。正阳岸靠桥台排架柱高2.5m,仍为5柱式排架,柱间不设系梁,柱顶横梁仍
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为2I45B组合工字钢梁(N2);舟白岸因地面较高,不设立柱,组合工字钢横梁N2直接焊节于基础锚板上来支撑贝雷梁桁架。靠交界墩侧立柱基础直接在主拱座内预埋钢板,预埋钢板与φ28圆钢锚筋焊接并事先预埋于拱座砼内,现场安装时再与立柱钢管焊接,周边连续焊缝厚度10mm,锚筋采用韧性较好的Q235钢材,与座板间双面连续焊;靠两岸桥台基础为14.5×2×1.2m的C30混凝土基础,仍在基础内预埋钢板与立柱或横梁直接焊接。贝雷梁下弦与型钢横梁N2间利用U型螺栓进行连接,型钢横梁(2I45B)上翼缘设置U型螺栓孔,在型钢横梁两端焊接∠75×8角钢(N5)对贝雷桁架进行限位。
3.2、满堂支架布置
满堂支架在贝雷梁顶部及贝雷梁以外部分布置,以便于模板标高调整控制。
3.2.1、贝雷梁以外部分支架基础处理
(1)、测量放样
按箱梁平面投影在地面测量放样出支架位置,根据施工设计方案在地面划分出支架的大致结构,对支架外位置,多放样出1米。
(2)、基础处理
在支架基础位置,采用挖掘机和人工清除表面的杂草和浮土,对软弱基础或含水量大不易压实的基础,应采用合格的填料进行换填,换填深度应不小于80cm;然后用压路机(或打夯机)进行碾压密实,压实度不小于90%。在碾压密实的地基上,铺一层20 cm 厚的级配碎石(或砂砾石)作为垫石基础,采用人工摊铺平整,并用压路机(或打夯机)碾压密实,级配碎石 ( 或砂砾石) 层应保证平整度,最大高差不超过3厘米。对距桥台较近和原来桥台开挖基坑位置,采用打夯机进行夯实,级配碎石 ( 或砂砾石) 层摊铺宽度超出箱梁翼缘板1m ,在级配碎石(或砂砾石)层外缘,开挖排水沟,排水沟尺寸为40×20平方厘米,并用3厘米厚的砂浆进行抹面。在碾压密实的级配碎石(或砂砾石)层顶面满浇10cm厚C20砼,浇筑宽度超过箱梁外缘80cm ,在浇注时,应注意平整度的控制,支架基础处理如图(6)示。在边坡边缘,为保证基础的稳定,还应根据实际情况设置砌体或混凝土挡土墙。
在原地基压实后应进行压实度检测;基础处理完成后,应进行一次总的验收,对基础位置、混凝土垫石的密封情况及基础四周排水情况进行检查,检查合格后才能进行支架拼装。
3.2.2、支架材料
满堂支架采用φ48×3.5mm钢管进行拼装,钢管脚设立杆垫座(WDJ碗扣架构件),顶面采用调节范围不小于50 cm的可调节顶托(WDJ碗扣架构件)作为支撑。
3.2.3、支架搭设
在桁架上弦每间隔90cm布置I20a工字钢来支撑脚手架底座及立杆,同时作为桁架上弦的连接杆件,I20a工字钢与上弦间利用U型螺栓进行连接。与I20a工字钢相对应,满堂脚手架立杆纵向间距90cm;桁架上设置满堂支架的目的是为了便于模板支撑和标高调整。
对钢管脚手架,按照受力的不同立杆横向采取不同的钢管间距,支架纵横断面布置见图(2)~图(5)。在箱梁肋板位置立杆横桥向间距60 cm,底板位置立杆横桥向间距90 cm;钢管的横杆步距为120cm,最底脚横杆距I20a槽钢横梁为35(30)cm。对立杆应事先计算出需要立杆高度,再按需要的高度进行安装,对顶托的调接高度,按最大40cm 计。支架每隔2m ,加十字交叉斜撑,十字交叉斜撑在纵横向都进行设置。
3.2.4、立杆高度调整及预拱度设置
在支架搭设时,对立杆应按主桁梁顶面与模板底的高程进行选择,按顶托能调节40cm高度进行立杆加工和安装,并通过顶托进行立杆高度微调。
桁梁跨中预拱度设置为6cm(根据预压情况可做少量调整),立柱位置为0cm,柱顶至跨中按抛物线分配,预拱度通过满堂支架顶托进行高度调整。
3.2.5、支架预压
在底模板安装完成后,按《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)的要求,以施工恒载重的 0.6、1.0、1.1倍重量布荷预压,采用编织袋装砂土堆码,用压重材料容重换算为体积高度控制。预压逐级进行,每级维持时间30分钟左右,最后一级维持时间24小时。钢管支架在贝雷架纵梁跨中和梁端共设置5×3观测点,满堂支架亦至少设置 2×3 个沉降观测点。预压过程中,对支架沉降进行连续观测收集数据,并计算出支架弹性变形,根据变形观测结果对支架进行必要的加固和标高的微调。
4、箱梁模板
4.1、箱梁底模板
4.1.1、底模布置
满堂支架在支架立杆可调节顶托上布设15cm×12cm纵方木,然后在方木上定位φ48 ×3.5 毫米钢管横背销,在横背销上铺设1.5 cm竹胶板做底模。箱梁底板处设置φ5cm 的通气孔。
4.1.2、满堂支架顶托和纵木安装
顶托安装按每根立柱一个顶托进行,在安装时,按照箱梁底模板标高进行控制,顶托安装好后,安装纵木,纵木为15×12平方厘米的方木,长度按立柱间距的倍数进行控制,纵木接头必须放在顶托中间,两根紧密接融,并用木斜固定,如图(7)示。
4.1.3、底模板安装
在满堂支架纵木安装好后,进行平整度验收,使方木顶面基本保持平整,平整度误差小于 5 毫米,验收合格后,进行背销铺设,钢管背销采用φ48×3.5mm钢管,钢管间距为20cm一档,钢管与钢管之间采用4cm×4cm的方木条在方木上进行固定,每隔1m和在竹胶板接头位置与钢管平行放置一根4cm×5cm的定位长方木条,作为固定竹胶板用,钢管背销在安装好后,钢管顶面应平整,所使用的钢管应顺直,没有什么变形,钢管检查合格后,安装竹胶板,竹胶板采用厚度为t=1.5cm,面积大于2m2的竹胶板,用铁钉固定在定位木条上。底模板在安装时,必须进行精确的放样,定出底模板的外缘位置。底模安装大样见图(8)。
4.1.4、底模板的验收
在浇筑段底模板安装好后,进行验收,对模板的标高、平面位置进行复测,平整度和模板接缝都达到施工规范要求,才能进行下道工序。
4.2、外侧模及内模( 包括顶底板)
外侧模及内模采用木模;面板采用4厘米厚的木板,并贴1.2cm厚竹胶板,背销采用10×10平方厘米方木背销,背销间距为80厘米。内侧模与外侧模之间,设置 PVC管穿心拉压杆,确保肋墙厚度且不得胀模。顶板底模采用10×10平方厘米的方木做立杆支撑,在立杆下面,垫木楔作为调整标高和脱模用。
在底模和肋墙钢筋绑扎成型后,先安装外侧模板及底板内模(即底板砼上层模板) ,在内模与底板钢筋之间,以梁中线按 1 m 间距布设高标号砂浆垫块,将底板上层模板置于其上,将双丝口的螺栓穿通上下模板,拧紧模板外的螺栓,确保底板砼厚度且阻止内模上浮。底板内模安到下倒角上口处,安侧壁内模,安到上倒角下口处,再安装顶板底模,调整内模位置准确后,将内腔里加一定量的脚手架撑杆楔紧,模板拉杆螺栓拧紧,即可进行砼施工。顶板底模,配合砼浇筑方法和程序,可后一步安装。
4.3、模板的安装
模板根据加工尺寸和重量,可采用人工或吊车安装,模板间设置楔口缝,宽度为10mm。模板拼装完后接缝不大于1mm,错台不大于3mm,大面积不平整度不大于5mm。
5、钢筋
5.1、钢筋制作安装
在钢筋棚制作,按规格型号分别堆放,运至桥位。确定模板平面位置和标高正确无误后,方能进行钢筋安装。在底模和外侧模安设调整后,于底板和侧板上用粉笔画上相应筋号的间距,对号布设钢筋,侧墙箍筋,配合底板横筋向前布设,纵筋在箍筋里面的,待全部箍筋就位后,才能穿插进去。应增设底板上层钢筋的定位撑筋,不小于φ20钢筋做成“四脚板凳”形,托住上层钢筋,不致因操作人员走动而变形。底板和侧墙的钢筋,适当的节点进行点焊,确保网格稳固不变形。
普通钢筋纵向筋的接长采用双面搭接焊,焊缝长度不小于5d,同一截面接头数量不超过钢筋50%,接头间距应符合规范(即30d,且不小于50cm)要求。横隔梁钢筋应与主梁钢筋绑扎或焊接。当钢筋位置发生冲突时,本着适当调整次要受力钢筋的原则处理,并经监理认可做好记录。钢筋与模板间采用高强度的砂浆垫块支垫,以确保其保护层厚度。
5.2、波纹管的安设
当底板下层钢筋、侧墙钢筋和横隔板钢筋成型后,安设纵横预应力筋波纹管。按照图纸预应力钢束曲线要素表的坐标点,焊接定位架钢筋,其下挡横筋标高,等同钢束换算到管下壁标高,待波纹管安放后,将定位架上横凸弧形筋卡住波纹管且点焊固定。在控制点间过长的段区,按1m间距加密计算增设坐标控制点,同样增设定位架将波纹管固定牢。若有各向非预应力筋与波纹管发生干扰,将钢筋移位排开,非不得已时,甚至割断,绕开后再焊接起。在曲线管道最高位置,设置压浆出气孔,以胶管连接砼以外。孔道锚固端的预埋钢板应垂直于孔道中心线。锚孔中心对准管中心。所有接头用胶布包贴,防止灰浆渗入堵塞管道。波纹管就位后,应防止敲击、碰撞、电烧等,若出现变形或破裂,应立即修整、补漏或更换。
5.3、穿预应力钢束
钢绞线可事先穿束。可一根一根穿入,也可一束做成弹头穿入,如还有困难,采用在弹头前焊钩环,用细钢绳作引线用卷扬机在前端牵引。如有成熟经验,也可在砼浇筑后穿束。根据施工人员的习惯和经验选择不同方法。除分段施工接缝处外,预应力筋一般不允许接长,应按设计一次下料。为保证高强钢绞线下料准确,应在控制应力下切断,控制应力一般在300Mpa。预应力筋的切断采用切断机或砂轮锯,不得使用电弧焊。
6、现浇砼施工
6.1、砼的配制
预应力箱梁砼设计强度等级为C50。高标号泵送砼配合比设计按以下基本原则进行:
(1)、R3d强度不小于设计强度的80%。
(2)、施工坍落度18~22cm,1小时坍落度损失不大于4cm。
(3)、初凝时间不小于8小时,终凝时间不大于16小时。
(4)、优先选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,水泥用量不大于500Kg/m3。
(5)、粗骨料:采用粒径为5~31.5cm,连续级配碎石,且针片状含量不宜大于10%。机制碎石饱和湿压强度应不小于80MPa。
(6)、细骨料:采用经过筛分、冲洗的优质中粗砂。
(7)、外加剂:FDN类高效减水剂(掺量8~14‰),具体掺量根据试验结果确定;并可适量掺用粉煤灰或微硅粉。
6.2、砼的拌制与运输
砼在拌和站集中拌制,通过砼罐车砼输送泵将其泵送至浇筑部位。
6.3、浇筑程序
箱梁现浇施工,分模板、钢筋和砼三道工序,只是原则上分开,但在局部部位,是相互交错的进行。浇筑混凝土前,应对支架、模板、钢筋、波纹管和锚固端钢板和预埋件进行检查,确保其无破损且位置和尺寸正确。控制混凝土的配合比、均匀性和坍落度,振捣等设备符合规定。
现浇箱梁,全断面分为两次施工为宜,如图(9)。在顶板底模下倒角处留施工缝。底板、腹板砼先浇筑,形成开口槽形式。在底板上层模板上设置预留孔,以栓接快速拆安,底板浇筑砼时,随时检查砼充填情况,还可从预留孔中伸入插入式振动器确保砼充实(预留孔随开随关,不可常露而冒浆)。因底板较宽且薄,底板上层模板密封,砼只凭插式振捣从两侧墙处向底板中部流淌汇拢,也无法直观检查,其内砼是否充盈密实,没有可靠把握。顶板后安,还可保证顶模板上免留砼碴物和钢筋免遭践踏,重要的是确保顶、底板砼质量。断面下部施工完后,即行安装顶板底模,作好施工缝处理,安制绑扎顶板和翼缘钢筋,再作第二次顶板、翼缘砼浇筑。两次浇筑需有施工缝(且能认真处理保证质量),但对钢筋和砼质量有可靠的保证。从得、失、利、弊比较,以两次浇筑为宜。纵桥向一次浇注。
6.4、分层浇筑
每岸引桥分四层浇筑,砼生产和运输能力完全可以满足。第一次分3层,第一层浇筑至底板倒角顶部,厚度42cm,第二层厚度38cm,第三层厚度35cm;第二次分一层浇筑,厚度45cm。从桥台向交界墩方向以45°斜面向前移动。在上一层起点段砼尚未初凝时,下一层砼必须衔接上,一般控制在8小时以内。
第一次浇筑到顶板以下,第一次砼施工顶面,在初凝前,可用钢钎进行轻轻雕戳(即凿毛),终凝固化后,进行钢钎缍击作凿毛细部修饰即可。残碴冲洗干净,作好施工缝处理。
横隔梁同腹板整体一次浇筑。
6.5、顶板砼浇筑
当顶板底模铺就,立即绑扎钢筋,进行顶板砼浇筑。从桥台向交界墩方向以45°斜面向前浇注,控制在8小时以内浇筑完。
6.6、砼振捣
这是箱梁施工的关键工作,必须专人负责。主要是插入式振动棒,从腹板内逐步抽插移动,砼主要靠振动流淌汇拢到底板中部,内模检查孔,只作辅助少量补填。在浇筑过程中,对已穿入的钢绞线,每小时抽动一次,以防管道漏浆凝结而固死。
顶板砼,除用插入式振动外,最后用平板振动器按测量标线一次振平。
6.7、顶面拉毛
当砼收浆初凝前,用宽塑料扫把作横桥向拉毛,以确保与铺装层良好结合。砼终凝后加盖草垫洒水养生,养护时间一般不少于7天。
7、预应力张拉
7.1、梁体砼强度
根据设计图纸要求,砼强度达到设计强度的100%时,拆除侧模及翼板模,进行纵向钢束张拉。
7.2、张拉顺序
预应力张拉顺序严格按设计图纸要求进行。腹板钢束张拉顺序先两侧腹板后中间腹板,腹板从高处束开始向低处顺序张拉,左右腹板对称张拉。
7.3、张拉程序
张拉采用两端同时张拉;按《桥规》,自锚性能锚具、低松弛钢绞线张拉程序:0→初应力(即10%σcon)→σcon(持荷2min)→锚固。
7.4.张拉预应力控制
张拉机具和锚具配套使用,使用前进行校验、标定,确定预应力筋(束)中应力值和油压表读数间的直接关系。张拉采用双控法,以伸长值做校核,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内。每束预应力筋断丝、滑丝不能超过一根,每个断面预应力筋断丝、滑丝不能超过1%。
实际伸长量=测量伸长量(初张力至控制张拉力之间)+初张力理论计算伸长量(取10%控制张拉力之伸长量)。
7.5、其它
预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固;张拉锚固完成后,应在锚圈(锚头)外边的钢束上刻划标记,以便观察有无滑丝现象。张拉预应力束时,应对每束编号记录其张拉施工状态。张拉过程中张拉机具要确保精确可靠,千斤顶应与钢束锚圈,处于同一条轴线上。外露预应力筋长度30mm;多余的预应力筋,用砂轮机切除。
8、孔道压浆
8.1、水泥浆的要求
所用材料和水泥浆技术条件严格按《桥规》执行,作试验试配,选取最佳状态的一组。
8.2、孔道的准备
预应力筋张拉后,孔道应尽早压浆(一般不宜超过24小时),压浆前须将孔道用清水冲洗干净、润湿,如有积水应用吹风机排除。压浆前应对排气孔、压浆孔和压浆设备进行全面的检查。
8.3、压浆
压浆顺序宜先压下层孔道,从一端压入另一端出浆。压浆应缓慢均匀地进行,不得中断,并应将所有最高点的排气孔依次一一开放和关闭,使管道内排气畅通,每根管道一次压浆。使用活塞式压浆泵,不得使用压缩空气,压浆的压力宜为0.5~0.7Mpa,管道较长的达1.0Mpa。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆,且与规定稠度相同的水泥浆为止。关闭出浆口后,应保持不小于0.5Mpa的一个稳压期不宜少于2分钟。比较集中和邻近的的孔道宜尽量先连续压浆完成,以免窜到邻孔的水泥浆凝固后阻塞孔道。若发现有窜孔现象,两孔应同时压浆。
气温高于35oC时,压浆宜在夜间进行。孔道压浆时,操作压浆的工人应戴防护眼睛,以防水泥浆喷出射伤眼睛。
8.4、梁端封锚
压浆后对锚具周围冲洗干净,对端部砼凿毛,然后设置钢筋网,控制梁长尺寸安封锚段模板,进行封锚砼浇筑。封锚混凝土应与箱梁混凝土同标号。压浆和封锚过程中注意不要撞击锚具。
9、执行合同和《桥规》技术条款
9.1、综述
以上条文,应触及到相应的技术条款,为使篇幅简短和避免重复杂乱,未在逐一条文中详解,归纳到本条作主要提示。
9.2、关键部位
支架基础处理是施工的关键点,是确保质量和安全的重大技术措施,应引起高度重视。
支架和基础虽不属桥体结构,不作单项签证计量,属项目部自检控制,也必须按《桥规》条款检查验收。
9.3、材料和施工质量控制
9.3.1、支架体系的材料
支架材料皆应采用大厂生产的型材,材质Q235,各连接焊缝必须连续,焊缝满足设计厚度。焊接材料,采用低合金钢焊条E40XX。
脚手架钢管不得采用锈蚀斑斑和变形的材料,竹胶板多次使用后若有变形或表面破损,应进行更换。
支架体系的安装必须按方案图纸间距精确放样严格控制,确保施工安全。
内部制定(非监理验收)标准,用“尺度”验收,不可随意性。
9.3.2、砂、石、水泥材料
C50砼,对材料质量要求最为重要,汇同监理选场(厂)、送检,按合同技术条款,比下部工程材料更为严格控制。
9.3.3、钢筋
普通钢筋和钢绞线必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,特别是钢绞线送检批量和取样方法,极为严格,必须“按章办事”。
9.3.4、锚具系
锚具、夹具,首先按出厂合格证和质量证明及核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外,还应做外观检查、硬度检验和必要的静载锚固性能试验。检验批量有技术条款详细规定,严格执行。
9.3.5、预应力机具设备
预应力所有的机具设备及油表应由专人使用和管理(持证上岗),应定期维护和校验。千斤顶和压力表应配套检验,以确定张拉力和压力表之间的关系曲线。检验应在有资质的检验机构进行。张拉设备应与锚具配套使用,进场时进行检查和校验。当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用中出现不正常现象需进行重新检验。
9.3.6、各道工序间的检查验收
模板、钢筋、砼、张拉、压浆等工序,按合同技术条款、监理细则严格执行,上道工序未作合格验收,不准进行下道工序。验收签证存档。
作好钢筋、砼的试件试模,按规定频率取样进行试验,收集完整的签证资料存档。
10、 支架、模板拆除
10.1、拆除条件
在箱梁预应力张拉完成后,可进行支架和箱梁底模板拆除。
10.2、支架模板拆除
箱梁支架在拆除前,组织一个20人的拆除队伍,由专人进行负责统一指挥,每个工人带一把铁锤,开始前,先进行施工技术交底,让操作人员知道施工程序,拆除分以下几步程序进行:首先,进行顶托松动,由跨中对称向两端逐渐松动,在横向由箱梁轴线向两边逐个进行松动,松动前,在顶托上用粉笔打上记号,第一次使顶托往下降2厘米,在全跨的顶托第一次松动完成后,进行第二次松动,第二次松动顺序和第一次一样,往下降高度为4厘米,顶托经过两次往下降,底模板已全部和混凝土脱落,然后可拆除竹胶板、钢管横背销和顶托,最后拆除钢管支架和贝雷架及立柱排架等。在进行两次顶托松动时,在桥面上跨中位置,必须有测量人员进行沉降观测,如果发现异常现象,应立即终止顶托松动,找到原因后再继续拆除。
贝雷架及立柱排架等可采用现有塔吊进行安装与拆除。
10.3、拆除检查
在支架和模板全部拆除完成后,对箱梁的混凝土进行一次全面检查,检查混凝土结构的轴线和标高及混凝土外观质量,并将检查结果交工程师。
11、半幅一跨主要材料设备数量
表(1) 支架主要材料数量表(未考虑满堂支架及模板系统材料数量)
编号
名 称
规格尺寸(mm)
单位
数量
单重(kg)
总重(kg)
材质
一
立柱N1
∑32412
1
钢管
φ610×12
m
163.5
176.97
28935
Q235
2
横系梁槽钢
[36A
m
21.52
47.814
1029
Q235
3
系梁连接板
—360×200×20
块
8
11.304
90
Q235
4
立柱顶底板
—700×700×16
块
20
61.544
1231
Q235
5
连接法兰
φ810(610)×16
块
20
28.015
560
Q235
6
连接螺栓
M27 L=80
颗
264
0.721
190
Q235
7
底板锚筋
φ28 L=2600
根
30
12.568
377
Q235
二
工字钢横梁N2
∑5907
1
工字钢横梁
I45B L=16500
根
4
1443.503
5774
Q235
2
连接缀板
—250×200×10
块
34
3.93
133
Q235
三
贝雷梁桁架N3
∑53928
1
桁架
3000×1500
片
196
270
52920
16Mn
2
销子
φ49.5 L=200
颗
336
3
1008
30CrMnSi
四
支撑架N4
∑5322
1
支撑架
片
224
21
4704
16Mn
2
撑架螺栓
颗
896
0.69
618
五
限位角钢
∟75×8 L=500
根
4
4.515
∑18
Q235
六
下横联
I10 L=16500
根
7
185.807
∑1301
Q235
七
U型螺栓
M22
颗
924
4.8
∑4435
45
八
上横联
I16 L=16500
根
24
338.46
∑8123
Q235
合 计
∑111446
12、支架受力验算
12.1、计算荷载说明
支架计算荷载为:支架模板自重+浇注段钢筋砼重力+施工荷载(1.5KPa)+振捣砼时产生的荷载(2.0KPa)。
箱梁荷载通过底模板及横背销、侧模板传递到设置于立杆顶可调节顶托上的纵向方木上,然后通过纵向方木直接传递给立杆(支架);满堂支架纵、横向横杆上没有直接荷载作用,只起减少立杆自由长度和保持立杆稳定的作用。支架立杆荷载通过I20a工字钢横梁分配于28片贝雷梁主桁架上,最后通过I45B型钢横梁传递给φ610×12钢管立柱及基础。
12.2、满堂支架计算
(1)、底模板计算
底模板采用δ=15mm竹胶板,近似按简支于φ48.5钢管横背销上进行计算(实际为连续支承于横背销上,如图(10)示,按单跨简支计算偏于安全)。取单位板宽(1m)按简支梁近似计算,竹胶板容许弯拉应力取12MPa。
力作用简图参考图(10),先计算单位板宽模板上作用的均布荷载q大小:
混凝土荷载q1=A×γ砼=1.6(梁高)×1×26=41.6KN/m。
施工荷载 q2=1.5KPa×1m=1.5 KN/m。
振捣砼时产生的荷载 q3=2.0KPa×1m=2.0 KN/m。
则:q= q1+ q2+ q3=41.6+1.5+2.0=45.1 KN/m。
最大剪力Qmax=qL/2=45.1×0.20/2=4.51 KN。
最大弯矩Mmax=qL2/8=45.1×0.22/8=0.226 KN.m。
弯曲应力σ=Mmax/W=0.226/(1×0.0152/6)=6026.7 KPa
=6.03MPa<[σ]=12 MPa。
剪应力τmax=1.5Qmax/A=1.5×4.51/(1×0.015)
=451 KPa=0.45 MPa<[τ]=1.9 MPa。
可见底模板受力满足要求。
(2)、纵向钢管背销计算
在肋板位置,φ48×3.5mm横向钢管背销跨距60cm,按作用于纵向方木上的简支梁计算(实际为连续梁,计算结果偏于安全),如图(11)示。计算模板传递给钢管背销的均布荷载q,根据模板上作用的均布荷载大小,有:
q=0.2×45.1=9.02 KN/m。
则跨中最大弯矩Mmax=qL2/8=9.02×0.62/8=0.406 KN.m。
支点最大剪力 Qmax=qL/2=9.02×0.6/2=2.718 KN。
φ48×3.5mm钢管截面特性:A=4.89 cm2 ,I= 12.19 cm4 ,W=5.08 cm3 。
弯曲应力σmax=Mmax/W=0.406/(5.08×10-6)=79921.3 KPa
≈79.92 MPa<[σ]=145 MPa
剪应力τmax=2Qmax/A=2×2.718/(4.89×10-4)=11116.6 KPa
≈11.12 MPa<[τ]=85 MPa
可见钢管横背销受力安全。
(3)、纵向方木计算
纵向方木为15×12cm截面,仍按作用于立杆顶托上的简支梁计算(实际为连续梁,计算结果偏于安全),计算跨距按立杆间距90cm,如图(12)示。
仍按荷载较大的梁肋位置进行控制计算,横背销传递给纵木的均布荷载q,根据横背销作用在纵木上支点荷载大小,有:
q=9.02×0.6/0.20=27.06 KN/m。
则跨中最大弯矩Mmax=qL2/8=27.06×0.92/8=2.740 KN.m。
支点最大剪力 Qmax=qL/2=27.06×0.9/2=12.177 KN。
弯曲应力σmax=Mmax/W=2.74/(0.12×0.152/6)=6088.9 KPa
=6.09 MPa<[σ]=12 MPa。
剪应力τmax=1.5Qmax/A=1.5×12.177/(0.15×0.12)=1014.8 KPa
=1.015 MPa<[τ]=1.9 MPa。
可见纵木受力安全。
(4)、φ48×3.5mm满堂支架立杆稳定性计算
先计算作用于每根立杆上的压力N大小:(按梁肋位置计算)。
混凝土荷载 N1=V×γ砼=0.6×0.9×1.6(梁高)×26=22.464 KN。
施工荷载 N2=1.5KPa×0.6m×0.9m=0.81 KN。
振捣砼时产生的荷载 N3=2.0KPa×0.6m×0.9m=1.08 KN。
钢管支架及模板自重 N4≈1.5 KN。
则:N=N1+N2+N3+N4=22.464+0.81+1.08+1.5=25.854 KN。
φ48×3.5mm钢管截面特性:A=4.89 cm2 ,i=1.578 cm。
根据支架布置图(2)~图(5),横杆步距120cm,则:
长细比 λ=l0/i=120/1.578=76.05。
查《钢结构设计规范》得,受压稳定系数φ=0.807。
σ=N/(φA)=25.854/(0.807×4.89×10-4)=65515.7 KPa
≈65.52 MPa<[σw]=145 MPa。
可见立柱受压稳定性计算是安全的。
纵、横向横杆上没有直接荷载作用,受力很安全,不再进行计算。
(5)、地基承载力计算
如图(13)示,立杆压力N通过立柱垫座向地基传递,通过10cm厚混凝土基础面层及20cm厚级配碎石基层后作用在原地基上,传递内摩擦角近似按35°计算(偏于安全),地基反力近似按均布反力计算。
因立杆间距在肋板位置横向为60cm,纵向为90cm,根据图(13),则每根立杆压力在原地基上的扩散面积:
A=57.01(横向扩散长度)×57.01(纵向扩散长度)=3250.14 cm2=0.325 m2。
由前面的计算知:每根立杆压力N=25.854 KN。
则原地基应力:
σ=N/A=25.854/0.325=79.551 KPa。
而一般黏土地基承载力基本容许值皆在300KPa以上(参考《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007表3.3.3-6),可见地基承载力非常富余。
12.3、贝雷梁桁架计算
12.3.1、先计算传递给I20A工字钢横梁上的荷载
I20A工字钢横梁为支承于贝雷梁桁架上的连续梁,用于将立杆荷载分配传递于主桁梁上,箱梁截面如图(14)示。
图(14) 引桥箱梁横断面图
(单位:cm)
(1)、计算一般截面对横梁作用荷载
箱梁截面尺寸参考图(14),一般截面单根横梁荷载作用简图见图(15)。先计算单根I20A横梁上的荷载集度q1、q2、q3、q4、q5、q6、q7、q8:
先计算q1:
混凝土荷载q11=(0.1×0.9)×γ砼=0.09×26=2.34KN/m。
人员及施工机具荷载q12=1.5×0.9=1.35KN/m。
振捣砼时产生的荷载q13=2.0KPa×0.9m=1.8KN/m。
模板及满堂支架自重近似取:q14≈1.5KN/m。
则:q1= q11+ q12+ q13+ q14=2.34+1.35+1.8+1.5=6.99KN/m。
荷载集度q2:
混凝土荷载q21=(0.25×0.9)×γ砼=0.225×26=5.85KN/m。
人员及施工机具荷载q22=1.5×0.9=1.35KN/m。
振捣砼时产生的荷载q23=2.0KPa×0.9m=1.8KN/m。
模板及满堂支架自重近似取:q24≈1.5KN/m。
则:q2= q21+ q22+ q23+ q24=5.85+1.35+1.8+1.5=10.50KN/m。
荷载集度q3:
混凝土荷载q31=(1.6×0.9)×γ砼=1.44×26=37.44KN/m。
人员及施工机具荷载q32=1.5×0.9=1.35KN/m。
振捣砼时产生的荷载q33=2.0KPa×0.9m=1.8KN/m。
模板及满堂支架自重近似取:q34≈1.5KN/m。
则:q3= q31+ q32+ q33+ q34=37.44+1.35+1.8+1.5=42.09KN/m。
荷载集度q4:
混凝土荷载q41=(0.87×0.9)×γ砼=0.783×26=20.358KN/m。
人员及施工机具荷载q42=1.5×0.9=1.35KN/m。
振捣砼时产生的荷载q43=2.0KPa×0.9m=1.8KN/m。
模板及满堂支架自重近似取:q34≈1.5KN/m。
则:q4= q41+ q42+ q43+ q44=20.358+1.35+1.8+1.5=25.008KN/m。
荷载集度q5:
混凝土荷载q51=(0.6033×0.9)×γ砼=0.543×26=14.117KN/m。
人员及施工机具荷载q52=1.5×0.9=1.35KN/m。
振捣砼时产生的荷载q53=2.0KPa×0.9m=1.8KN/m。
模板及满堂支架自重近似取:q54≈1.5KN/m。
则:q5= q51+ q52+ q53+ q54=14.117+1.35+1.8+1.5=18.767KN/m。
荷载集度q6:
混凝土荷载q61=(0.47×0.9)×γ砼=0.423×26=10.998KN/m。
人员及施工机具荷载q62=1.5×0.9=1.35KN/m。
振捣砼时产生的荷载q63=2.0KPa×0.9m=1.8KN/m。
模板及满堂支架自重近似取:q64≈1.5KN/m。
则:q6= q61+ q62+ q63+ q64=10.998+1.35+1.8+1.5=15.648KN/m。
荷载集度q7:
混凝土荷载q71=(0.45×0.9)×γ砼=0.405×26=10.53KN/m。
人员及施工机具荷载q72=1.5×0.9=1.35KN/m。
振捣砼时产生的荷载q73=2.0KPa×0.9m=1.8KN/m。
模板及满堂支架自重近似取:q74≈1.5KN/m。
则:q7= q71+ q72+ q73+ q74=10.53+1.35+1.8+1.5=15.18KN/m。
荷载集度q8:
混凝土荷载q81=(0.25×0.9)×γ砼=0.225×26=5.85KN/m。
人员及施工机具荷载q82=1.5×0.9=1.35KN/m。
振捣砼时产生的荷载q83=2.0KPa×0.9m=1.8KN/m。
模板及满堂支架自重近似取:q84≈1.5KN/m。
则:q8= q81+ q82+ q83+ q84=5.85+1.35+1.8+1.5=10.50KN/m。
(2)、计算中横隔板荷载增量
中横隔板厚度为50cm,其砼重量近似按作用在一根横梁上,则该横梁增加的荷载大小如图(16)示。
根据横隔板尺寸计算得到:
w1=(1.13×0.5)×γ砼=0.565×26=14.69KN/m。
w2=(0.9967×0.5)×γ砼=0.4984×26=12.957KN
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