新航天西路桥梁工程上部结构支承方案.doc

新航天西路桥梁工程上部结构支承方案

航天西路桥梁工程上部结构支承方案

一、工程概述
本工程位于西安市长安区航天西路与东长安街交汇处，斜交角度86度42分31秒，航天西路上跨长安街。桥梁起点桩号为：K0+490.6，终点桩号为：K0+584.8，全长94.2米。桥梁上部结构为15m+60m+15m三跨下承式拱梁组合体系钢桁架拱桥。
二、工程技术标准
1、技术标准
道路等级：城市主干道；计算行车速度：50km/h；路面设计荷载：公路-Ⅰ级（车道）；桥下净高≥5m；地震设防烈度：7度，地震动峰值加速度0.15g；桥面车行道净宽：16m；桥面最大纵坡：0.5%；桥面横坡：双向1.5%（机动车道）。
2、桥面横断面
2.5m(人行道)+4m(非机动车道)+2.0m(隔离带)+16m(机动车道)+2.0m(隔离带)+4m(非机动车道)+ 2.5m(人行道)，共计33m。
三、桥梁部分结构简述
1、下部结构
1)0#、3#采用钢筋砼轻型桥台，台帽高1.3米，宽1.85米，背墙高度1.79～2.2米，厚度0.40米；耳墙厚度0.5米，长度为3米。台帽下设6根60米长φ1.5m钻孔灌注桩。桥台处设置锥形护坡。
2)1#、2#桥墩分别为两个分离式桥墩，墩柱为2m×2.9m矩形断面，设15cm圆倒角，墩柱下为10.5m×6.5m×2.5m承台，每个承台下桩基为两排，共6根60m长φ1.5m钻孔灌注桩。
2、上部结构
1)拱肋结构
拱肋为桁架式钢管砼结构，上、下弦杆均由1000×14mm钢管卷制，上、下弦杆钢管内充填C50自密实微膨胀砼；腹杆采用Φ500×14mm、Φ500×10mm的钢管；横撑为Φ600×10mm、Φ3 00×12mm的钢管。钢材料均为Q345D。
2)系杆
系杆采用C50混凝土刚性变截面加劲系梁，断面尺寸在桥墩处为2.0×2.5m，在拱跨吊杆间为2.0×1.8m。在每片系梁内布置4束22φs15.2预应力钢束和8束19φs15.2预应力钢束。
3)横梁
横梁采用C50预应力混凝土现浇箱梁，与加劲系杆实现钢接，吊杆处横梁为箱形断面，宽1.2m，高1.2～1.32m，每道横梁内部设4束8φs15.2预应力钢束；桥墩处横梁为箱形断面，宽3.5m，高1.96～2.08m，每道横梁内部设6束8φs15.2预应力钢束，桥台处横梁为组合箱形断面，宽2.5m，高1.2～1.32m，每道横梁内部设7束8φs15.2预应力钢束。
4)吊杆
吊杆拉索采用PESFD7-91、PESFD7-109镀锌平行高强钢丝束，外包PE护套，由厂家加工成可更换型吊杆成品，主孔配置11对吊杆，间距5.0m拱肋上弦管为锚固端，横梁底部为张拉端，分两次张拉。
5)桥面板采用C50混凝土二次浇筑，板厚0.28m。
四、支承系统总体部署：
由于本工程为跨长安街桥梁，要求东长安街道路正常通行的情况下完成该工程建设，即东长安街路堑部分采用贝雷架支承系统，沿道路中线和两侧绿化带各设置一排支柱，可保证两侧不小于9m的通行宽度，路堑以外部分采用碗扣架搭设。
五、 荷载计算
1、 荷载分析：本桥最大荷载是拱脚系杆处的结构荷载，但是由于该处荷载作用于柱子和承台范围内，相对而言支撑起来比较容易，可暂时不作考虑，除拱脚外系杆和中横梁交叉处的荷载较大。因此系杆处的荷载按最大荷载考虑（即吊杆处系杆的荷载）；横梁荷载全部按跨中断面计算；由于桥梁宽度比较大，支架的横向刚度也大，可以不考虑风荷载对支架的影响，竖向荷载的组合为钢筋砼结构荷载+模板及施工荷载+钢拱架荷载。
2、 荷载计算：
① 系杆吊点处长1.2m，宽2m，高1.8m。钢筋砼的容重按3000kg∕m³计，其线荷载为2×1.8×3000＝10800 kg∕m
② 施工荷载按300kg∕㎡，化为线荷载为600kg∕m
③ 模板自重按300kg∕㎡，化为线荷载为600kg∕m ¹
④ 钢拱架总重为171157kg，实际分布于90m跨度之内，为安全考虑，拱架荷载平均于60m跨度内，171157÷2÷60＝13426（kg∕m）
⑤ 系杆荷载组合，10800+600+600+1426＝13426（kg∕m），贝雷架选型时按13900 kg∕m考虑。
⑥ 横梁最大荷载
a、 断面Ⅰ-Ⅰ处（0.28×5+1.2×0.2+0.84×0.4+3×0.15×0.15）×3000＝6130.5 kg∕m
b、 断面Ⅱ-Ⅱ处（0.28×5+1.2×0.2+0.78×0.6+3×0.15×0.15）×3000＝6526.5 kg∕m
d、断面Ⅲ-Ⅲ处（0.25×5+1.2×0.2+0.9×0.6）×3000＝6090kg∕m
e、断面Ⅳ-Ⅳ处（0.25×5+1.2×0.47+0.15×0.15）×3000＝5509.5 kg∕m
横梁结构自重取Ⅱ-Ⅱ断面处6526.5 kg∕m
化成面荷载为6526.5÷5＝1305.3 kg∕m ²
荷载组合1305.3+300+300＝1905.3 kg∕m ²
小于贝雷架容许承载力2870 kg∕m ²
六、 贝雷架布置
1、 每个系杆下布置4榀贝雷架，其容许承载力为18t／m＞13.9 t／m荷载组合值。
2、 中横梁及桥面湿接缝处贝雷架间距1.58m，其容许承载力为2.87t／m²＞1.91t／m²，荷载组合值。
七、 贝雷架上工字钢选型
按跨度为1.58m的两端简支梁计算
荷载组合（6526.5+300*5*2）/2=4763.25kg/m
P=4763.25kg

1.58m
NA NB
支座反力NA＝NB＝P
＝2382（kg）
跨中最大弯矩
Mmax＝Pl²=×4663.25×1.58²=1881.48kg-m
选用18＃工字型Wz＝185cm³
抗弯应力σmax===1017.02（kg∕cm2）
＜2350kg／cm ²（钢材的容许应力）
抗剪强度验算：Smax=(b-d)t*(h/2+t/2)+h/2*d*1/2*h/2
=(9.4-0.65)*1.07*(9-0.53)+9*0.65*0.5*9
=105.6cm³
τmax===466.17（kg∕m2）
按照应力合成可以看出主应力小于2350 kg／cm ²（容许应力）
八、 工字钢上方木选型
选用150×150方木，最好为硬杂木，其长度和现浇梁的地底面度一致，即1.2m和2m两种规格。小楞木在横梁处用80*80断面，间距300，在系杆处用100*100断面，间距300。
小楞木验算：横梁断面荷载为
9526.5-3.8（0.28*3000+600）=4054.5kg/m。按5根楞木计算每根承受的荷载为810.9kg，按三跨连续梁计算
M=ql²/10=810.9*0.8²/10=51.9kg-m
W=bh²/6=8*8²/6=85.3cm³
抗弯应力δ= M/ W=51.9*10²/85.3=60.84kg/cm²
﹤130kg/cm²(满足要求)。
系杆处10*10小方木验算
荷载2*1.8*3000+300*2*2=12000kg/m
按7根方木考虑q=12000/7=17414kg/m
跨径L=0.8m
M=1714*0.8/10=109.7kg-m
W=bh²/6=10*10²/6=166cm³
抗弯应力σ=M/W=109.7*10²/166=66.08kg/ cm²
﹤130kg/cm²(满足要求)。
大方木验算，断面尺寸为150*150其布置间距为800，验算荷载q=4054.5*0.83243.6kg/m，计算简图为

q=3243.6kg/m

0.2m 0.8m 0.2m

支座处弯矩M=ql²/2=3243.6*0.8²/2=67.87kg-m
跨中弯矩M= ql²/8-67.87=3243.6*0.8²/8-67.87
=191.6 kg-m
W=bh²/6=15*15²/6=562.5cm³
抗弯应力σ=M/W=191.6*10²/562.5=34kg/ cm²
﹤130kg/cm²(满足要求)。

其搭设方法如下图所示
竹胶板 8х8cm楞木 15х15cm方木
间距80cm

18#工字钢
木楔 木楔

贝雷架 贝雷架

1.58m 1.58m
横梁底板搭设示意图
九、 贝雷架支设高度计算
按照桥梁设计梁底标高确定贝雷架支设的顶面高度，由于桥梁为北高南低带有纵坡，故这里只能以相对高度来进行推算。模板厚度按1cm考虑，楞木厚度按8cm考虑，方木厚15cm，工字钢18cm,木楔间距按8cm考虑，其组合高度为1+8+15+18+8＝50cm，即梁底面高度以下50cm即为贝雷架顶标高。

对拉螺杆

横梁外模

底模及台座
对拉螺杆
15151方木

18#工字钢 15х15方木

贝雷架

横梁模板支设示意图
十、 桥梁两端副跨脚手计算
1、主杆选择φ48×3.0碗扣架，截面积为4.24cm,惯性矩10.78cm,截面模量w＝4.4cm³
不考虑风荷载时立杆的允许轴向力≤KA·KH·f
∮为压杆稳定系数，按换算细长比查表λ＝＝56.25
取∮＝0.818 KA=0.5 KH＝＝0.91

f取205N／mm ²
[N] ＝0.818×4.24×0.5×0.91×2050（kg）＝3594（kg）
按步矩900计算，按两端铰接的欧勒公式验算
Pk＝ μ
当L＝900时，PK==275557（N）
每个立杆按2t承载力计算
横向间距按60cm布置，纵向间距按90cm布置
横梁每米承载力为（3×2）÷0.9＝6.67t／m＞6.526t
满足承载力要求

对拉螺杆

横梁外模

底模及台座
对拉螺杆
15151方木

18#工字钢 15х15方木 丝杠

Ф48х3立杆 步距90cm

60cm 60cm 60cm 60cm
碗扣架支架示意图
十一、 地基承载力
系杆处分配到每个基础上的最大荷载为13.9t×12＝167t
横梁处分配到每个基础上的最大荷载为134t
基础长宽按3m*3m计算，每个基础承载面积为9m²,需要地基的最大承载力为167÷9＝18.6，基础用C25砼浇筑，其最小厚度为35cm,东长安街坡度大约为 具体施工时以实际测量数据为准进行调整。
路面以外基础以下换填80cm厚2∶8灰土，换填宽度为3.5m，其换填方量为4×3.5×40×0.8＝448m³。
桥梁副跨碗扣架搭设部位，基坑回填土必须分层回填，分层碾压，压实度大于等于95%，回填到自然地面标高后，按1%整理表面泄水坡度，沟边做200*200排水沟，其上用C25混凝土硬化10cm后，按照脚手架立杆的间距每排再铺150*150垫木一道，碗扣架在垫木上搭设。

后附支架基础平面图

8、道路以外混凝土基础下换填2﹕8灰土80cm厚，换填宽度为3.5m.

为了保证行车安全和支架系统安全，在支架基础两头各设砼防撞墩两个，每个用砼2m³，在通道两侧沿基础边缘砌筑50cm高24砖墙，并与防撞墩连通，涂刷黄黑相间警示标志，防止汽车碰撞支架柱。通道两端50m范围外设限高架3.5m,通道口设置夜间警示彩灯，配备手推式灭火器四台；靠近通道设减速带三道，支架上挂设施工警示标志。
十二、 所需材料，贝雷架及其支腿所用材料一次性承包，这里不再计算，其他材料统计如下：
序号
材料名称
单位
数量

1
竹胶板
m²
3600

2
木楞50×50
m
9000

3
方木150×150
m
1656

4
18#工字钢
m
4560

5
木楔
个
11400

6
碗扣架管
m
5925

7
0.6撑杆
个
2963

8
0.9撑杆
个
2963

9
丝杠
个
5925

10
拆除路面
m²
600

11
恢复路面
m²
600

12
砼基础
m³
366

13
拆除砼
m³
366

14
砂袋
个
500

15
铁钉
Kg
100

16
2∶8灰土
m³
448

十三、 堆载预压
支架搭设完毕后要认真检查各杆架的连接是否牢靠，位置是否准确，标高和各部位的尺寸准确无误后，便可进行堆载预压，堆载预压的目的是为了检验支架竖向承载力是否满足要求，在砼浇筑前消除支架的沉降，测量支架弹性变形的大小，以便对支架进行调整，确保钢筋砼构件的施工尽可能地满足设计要求。
1、 堆载的方式，采用大型吊装带，用挖掘机装上，吊车、平板汽车等水平运输和垂直运输，将土袋码放到支架指定位置，堆载的重量与桥梁设计重量相等，堆载结束后，静压48小时，测量并检查支架是否有变形，变形未超过施工规范要求的误差范围，就可以卸载进行下道工序。
2、 堆载的部位，堆载预压要尽可能地接近施工时支架的实际受力情况。按照结构构件传力的途径设置堆载范围，依据构件承担荷载范围计算堆载重量。系杆台座范围内每米堆载11t，横梁台座范围内每延长米堆载6.5t。
3、 沉降观测点设置，沿两侧各设置三个观测点，分别设在跨中和两端，横梁设在六个观测点，其中两侧挑梁各设一个，中间横梁设四个，共设观测点12个，分别在加载50%和100%时测量各点得标高变化，绕度按1/400控制。
4、 加载程序，0 50% 100%，先加载50%结构重量，稳压24小时，测量支架的变形，然后在加载到100%，稳压24小时再测量各观测点的高程。
5、 卸载，卸载的次序为由上而下，先卸上层荷载，后卸下层荷载，卸载时一定要将堆载物吊起，离开支架以后，再转动大臂，防止支架在水平力作用下位移。
十四、护栏搭设
在支架两侧临空面各搭设一道防护栏杆，栏杆高度为1.5m，每2.4m设立杆一道，立杆下端与18#工字钢用钢筋环焊接，沿高度方向设三道横杆，间距50cm，上挂安全网，以防施工人员和物体掉落。
搭设栏杆需要材料如下：
序号
材料名称
单位
数量
1
1.7m长钢管
根
78
2
6m长钢管
根
90
3
接长扣件
个
84
4
直角扣件
个
234
5
安全网
米
180
十五、挑梁找坡
由于挑梁为变截面，其固定端高72.1cm，减去桥面1.5%横坡，在6.5m长的挑梁两端有53.1cm高差，因此需要找坡，其方法如下图示：

竹胶板 5х8cm楞木 15х15cm方木
8%坡度 间距80cm

100х100角钢
18#工字钢
木楔 木楔

贝雷架 贝雷架

1.58m 1.58m
挑梁找坡示意图
十六、模架承载概算：
（一）概算参数：
1、 现浇主梁总重 6342t
2、 钢拱 171t
3、 施工荷载 300kg/㎡
4、 模板自重300kg/㎡
5、 纵主梁荷载12t/m
（二）荷载简化概算：
1、 自重荷载：6342/(90m*33m)=2135Kg/㎡
2、 模板施工荷载：600Kg/㎡
3、 纵主梁荷载+钢拱荷载：12t/m+1.9t/m=13.9t/m
模架主梁荷载：
主梁每榀实际承载力按4.5t/m估算，此估算按均匀动载，杆件最大受力≦200MPa，安全系数为1.25。
4、 每榀设计荷载：4.5t/m÷1.58m=2.87t/㎡
5、 纵主梁设计荷载：4.5t/m*4榀=18t/m
钢立柱承载力远大于荷载不必计算。
总结：
6、 主梁承载力2.87t/m﹥实际
荷载2.135t+0.6t=2.735t/m
7、纵主梁处承载力18t/m﹥实际载荷13.9t/m
主梁处每组载荷：167t/9㎡=18.5t/㎡
其他每组荷载： 134t/9㎡=15t/㎡
施工交通管制，贝雷架搭设时，为保证交通安全和施工安全，实行临时交通管制，配合当地交管部门在长安街十字和神州二路十字设立临时禁行标志并派专人把守，禁止社会车辆通行，预计需要三天时间，先向交管部门提出申请待批准后，按照批准的时间施工，施工结束后及时恢复交通。

十七、安全保证体系
认真执行《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全管理条例》。坚持以人为本，以安全生产法规为纲，以“管生产必须管安全”、“谁主管，谁负责”为原则，以安全生产教育为先导，以施工安全责任制为核心，完善“三控三重”(自控、互控、监控，重奖、重罚、重教育)机制，建立可靠的安全保证体系。切实抓好组织保证、工作保证和制度保证的实效，促使施工安全有序可控，确保实现安全目标。本合同段项目经理部成立以项目经理为第一责任者的安全生产领导组，经理部设安全质量检查室，安检室设专职安检工程师，工班设兼职安全员，自上而下形成安全生产保证体系，对施工实施全过程安全监控。
1、安全目标
无重大伤亡事故，轻伤事故率控制在2‰以内。
2、安全管理措施
2.1安全例会制度
每月召开安全生产工作会议，工区每旬组织一次安全日活动，项
目经理、副经理、总工及专职安全员参加每月一次的安全例会，班组例会由工长与安全员组织，安全例会要有会议记录并存档备查。
2.2安全检查制度
2.2.1每月组织一次安全检查，各工区每旬组织一次安全检查。
2.2.2各级安全检查，主管领导与安全员必须参加，对发现的问题、查出的隐患及时解决。定期检查由安全员打分评定检查记录存档备查。
2.2.3开展经常性的安全检查活动，各级领导安全技术部门、专职人员要经常深入现场查找事故隐患。发现问题及时研究解决。作业队兼职安全员要作到班前班后勤检查，及时纠正违章指挥及违章作业。
2.2安全技术措施交底制度
2.2.1安全技术措施要作到分工程项目、分工种进行交底。
2.2.2交底要认真详细的做好记录，层层验收，现场分工程项目填写现场安全施工日记，安全技术措施要存档备查。
2.3现场设备使用验收制度
2.3.1现场各类设备投入使用前一律进行检查运行验收，不符合安全规定的禁止使用。
2.3.2设备使用过程中发现问题，工长要及时组织有关人员进行维修，保持各类安全防护设施灵活、可靠。
2.4安全技术资料管理
2.4.1项目安全员要加强文档管理，积累基础资料，各类统计报表及时上报并存档，并及时提出分析意见和措施。
2.4.2“三级教育”及特殊工种培训、安全检查、设备验收与安全技术措施交底，各有关部门均须建档、建卡，加强管理，项目安全员应对上述有关部门进行检查督促。
十八、质量保证措施
2.1为实现质量目标的实施对策
2.1.1为保证质量目标的实现，满足全线创优规划的要求，我单位将把本工程列为重点工程，严格按照ISO9001质量保证体系标准组织施工，实行质量目标管理，调集经验丰富的技术管理人员，配备先进可靠的施工机械设备，制定实现创优规划目标的切实可行的保证措施。
2.1.2成立重点、难点工程QC攻关小组，按照GB/T19001－2000 idtISO9001：2000“质量管理体系－要求”标准，以全新的观念、全新的管理模式实施本标段工程的质量体系管理工作；依靠科学管理和科技进步，不断推进新技术、新工艺、新材料、新设备的应用，不断提高施工工艺水平，保证工程质量，确保创优目标的实现。
2.1.3坚持把“质量就是企业的生命线”和“质量就是进入市场的通行证”宣传教育工作贯穿于施工生产全过程，使广大职工牢固树立“质量第一，下道工序是用户，为用户提供质量服务”思想，对全体参建职工有针对性地进行质量标准和创优措施培训教育，对关键工序作业人员实行考试，合格后持证上岗。
2.1.4建立层层负责的质量岗位责任制，各级领导按相应职责、权限签订质量终身负责责任状，确保质量控制得到层层落实，并把创优目标同参建职工的利益挂钩，每月由项目经理组织技术、安检、计财、机物等部门参加的考核组，进行考核评比，奖优罚劣，使创优管理工作走向科学化、规范化、制度化。
2.1.5项目经理部认真执行《建设工程质量管理条例》，实行工程质量领导人责任制和工程质量终身负责制。施工现场实行标示牌管理。项目经理部根据本合同工程质量目标制定本合同工程创优规划，并认真做好组织、制度、措施的落实。
2.1.6认真贯彻执行“百年大计、质量第一”的方针，加强对员工的质量教育强化质量意识，强化施工管理。在施工中严格按照设计图纸、施工技术规范和《公路工程质量检验评定标准》的要求组织施工。
2.1.7在本合同工程建立质量管理和质量保证体系，确保质量体系的有效运行。
2.1.8建立自检、自控体系，严格执隐蔽工程质量检查签认制度。项目经理部安全质量检查室设专职质检工程师，班组设兼职质检员。施工技术室、工地试验室与安全质量检查室共同进行工程质量自控。对每道工序工班之间进行互检。项目经理部质检工程师进行自检，符合要求后，向监理工程师申请检验。严格执行隐蔽工程检查、签证制度。
2.1.9根据设计文件、技术规范及施工调查情况编制实施性施工组织设计报监理工程师批准后按批准厚的施工组织设计组织施工，实现均衡生产、保证工程质量。
2.1.10建立技术交底制度，保证工序质量。施工技术室按设计图和施工技术规范的要求将各分项工程的技术标准、质量标准、施工方法、施工工艺向施工人员进行书面技术交底。认真执行技术交底复核制和测量复核制。
2.1.11加强工序施工质量控制。制定主要分项工程各工序的工艺标准操作标准和检查标准，并检查、记录执行情况，对不符合标准的问题及时反馈做出处理，保证工序质量。
2.1.12制定雨季、汛期和台风季节施工技术措施，确保工程质量。
2.1.13该桥工程技术复杂，为保证工程质量和进度，项目经理部设专家组。施工中的关键技术问题，由专家组及时解决。
2.1.14项目经理部设施工设计室，负责栈桥、支架等“大临”施工设计。施工设计完成后，报项目总工、专家组审核，报公司审批，批准后方可进行制造和施工。
2.1.15项目经理部设工地试验室，负责进货、过程、最终检验和试验控制。工地试验室完成的试验、检测项目，符合相关规范的规定。按规定进行检验和试验仪器、仪表的“强检”和“周检”，对试块、试件及有关材料，在监理工程师的监督下现场取样和监理工程师在场进行检验。
2.1.16材料和产品的采购和检验。机械物资室按
采购程序文件和作业指导书对分供方进行评审合格后进行采购。材料和产品必须有厂家质量合格证书，产品规格和标准符合设计和相关规范要求，按检验和试验程序文件、作业指导书对进货进行检验和试验，并进行标识，确保工程材料不被混用，主要材料实现可追溯。
2.1.17接受政府建设行政主管部门及业主、监理等对建设工程质量的监督、管理。

航天西路跨长安街桥梁工程
2013年6月14日

附：
模板支架构造图租及赁方提供的数据