现浇箱梁施工方案.docx
《现浇箱梁施工方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《现浇箱梁施工方案.docx(57页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
现浇箱梁施工方案
余坊大桥现浇箱梁施工方案
一、工程概况
延顺高速顺昌互通连接线分为延顺高速顺昌互通F连接线和国省干线横四线顺昌过境段(起点至富屯溪北岸)两部分。
延顺高速顺昌互通连接线与国省干线横四线顺昌过境段(起点至富屯溪北岸)共线。
延顺高速顺昌互通F连接线起点(桩号FK0+000)位于收费站出口,直行231米后设平交口,然后平行于鹰厦铁路往东延伸与国省干线横四线(K2+917.978)相接,路线全长680.561米。
国省干线横四线顺昌过境段起于洋口镇伏州村,沿着富屯溪南岸西侧经余坊村,建余坊大桥至富屯溪北岸,与延顺高速公路连接线平交。
路线长2.97公路。
本合同段余坊大桥为本工程控制性工程,桥孔布置为4×25+(20+3×25)+4×40+5×35m;第一二联上部结构采用预应力砼现浇箱梁,第三、四联采用预应力砼(后张)T梁,先简支后连续。
桥下部采用柱式墩,钻孔灌注桩基础;桥台肋板台和板凳台,钻孔灌注桩基础。
0、17号桥台采用D80伸缩缝,4、8、14号桥墩采用D160伸缩缝。
两侧桥台均布设8m长搭板。
连续箱梁为单箱两室断面,箱梁底板宽7.92~8.75米,顶板宽12.92~13.75米,两侧挑臂长2.5米,梁高在1.5米,连续箱梁底板与地面净高在4.5~12米之间。
箱梁砼采用C50混凝土。
两联现浇箱梁主要工程数量表如下:
现浇箱梁主要工程数量表
序号
项目
规格
单位
数量
1
混凝土
C50
m3
3525.4
2
钢筋
HRB335
T
876.544
3
钢绞线
φs15.2
t
136.9724
4
锚具
YM15-15张拉端
套
144
5
锚具
YM15-12张拉端
套
32
6
波纹管
圆形塑料波纹管φ90内
m
8390.8
7
盆式橡胶支座
GPZ(Ⅱ)型
个
40
8
管道注浆
M50砂浆
m3
58.72
二、现浇箱梁主要施工步骤:
(1)20+3×25m(第二联)
1)搭设第二联支架,并按120%粱体自重进行支架预压;
2)浇筑第二联混凝土,至施工缝;
3)对称张拉钢束,张拉腹板钢束顺序为:
F3→F2→F1→F4;
4)拆除第二联全部支架。
(2)4×25m(第一联)
1)在第一联浇筑完成后搭设第一联支架,并按120%粱体自重进行支架预压;
2)浇筑第一联混凝土,至施工缝;
3)对称张拉钢束,张拉腹板钢束顺序为:
F3→F2→F1→F4;
4)拆除第一联全部支架。
(3)施工顺序示意图
三、主要施工方法、技术措施
(一)、主要施工方法
现浇箱梁采用碗扣式满堂支架加贝雷支架现浇法施工,支架搭设完成后按箱梁梁体120%的荷载预压,预压采用砂袋和水箱结合的方式进行;模板面板采用大块酚酫面竹胶板,砼采用厂拌混凝土,使用输送泵车浇注,每联按着先底板、腹板后顶板的施工顺序组织施工;预应力砼箱梁纵向不设施工缝,先浇筑底板和腹板,再浇筑顶板,施工时注意箱梁砼的颜色均匀一致。
也可一次浇筑成型。
(二)、主要施工工艺
1、施工方案
现浇箱梁施工时先进行20+3×25m(第二联)施工,再行进行4×25m(第一联)施工,施工采取流水作业,按着先底板、腹板后顶板的施工顺序组织施工。
支架采用贝雷支架加碗扣式钢管搭设,底模和侧模采用大块酚酫面竹胶板,内模采用木制多层板。
板缝要平整、纵横成直线,确保箱梁外观质量。
混凝土采用厂拌混凝土,用混凝土泵车灌注,插入式振动器与平板式振动器振捣。
2、施工工艺
现浇预应力钢筋混凝土箱梁施工工艺见图2-1。
3、现浇预应力钢筋混凝土箱梁施工方法
(1)支架施工方案
第一联、第二联第一、二跨上部结构预应力混凝土现浇箱梁采用满布支架法施工,支架采用碗扣式满堂支架,第二联第三、四跨在水中,为配合砼现浇箱梁施工,采用贝雷支架支撑。
A拼装碗扣式支架
a、地基加固
在桩间系梁施工时,原有地面部分已经被破坏,需要对地基进行处理。
对于桩间系梁范围内基坑进行洞渣回填,并碾压密实;对于被破坏的原路面进行洞渣铺筑,铺筑厚度不小于60cm,采用20t压路机分层碾压密实,表层采用级配碎石和细砂找平,使地基承载力满足支架承载力的要求。
地面硬化采用现浇C20混凝土20cm厚。
基础坡面根据桥面横坡进行设置,或做成双面坡,或做成单面破,并且在低的一侧挖临时排水沟,以利下雨时排水,且在地基顶面铺设彩条布,避免雨水渗入或浸泡。
支撑柱承载力较大,而与地基接触面积小对地基要求较高,用20cm宽×5cm厚木板作为扩大基础,按现场的地质情况及承载力的大小可适当加大。
在扩大基础上放支架底座并联成整体。
b、拼装支架
碗扣式支架按拼装图进行拼装,支架的纵横向间距以90cm为主,连续梁端横梁、中横梁部分(距离墩中心线3m范围内)立杆间距采用60cm,横桥方向60cm,以满足横梁部分支架的承载力。
横桥向可在各腹板加密,以加强腹板处支架的承载力。
高度按每120cm布置横杆,纵向每隔3排用斜拉杆将整个支架连成整体。
支架按一联架设,并在本联箱梁浇筑期间完成下一联的支架架设和底模安装,以形成流水作业,加快施工进度。
为保证支架有足够的承载力和稳定性,地面铺设一层20cm宽×5cm厚木板,上立碗扣件,碗扣件顶面铺设纵横10cm×10cm和8cm×10cm两层方木,方木之间用钉或螺杆连接成整体,调节顶部的可调U型支撑,以满足设计标高的要求。
在地基处理好后,按照施工图纸进行放线,纵桥向铺设好支垫钢板,便可进行支架搭设。
支架搭设好后,用可调顶托来调整支架高度或拆除模板用。
在地基处理好后,按照施工图纸进行放线,纵桥向铺设好支垫钢板,便可进行支架搭设。
支架搭设好后,用可调顶托来调整支架高度或拆除模板用。
安全网可在剪刀撑设置完毕后安装。
碗扣架安装好后,对于箱梁底板部份,在可调顶托上横向铺设10×10cm的木枋(底板两端各悬出50cm),方木连接处搭接不小于90cm。
然后在其上铺设纵向8×10的木枋(10cm面竖放,竖放的目的增加刚度),腹板60cm宽度内木枋满铺,底板其余按照中心间距25cm铺设。
对于翼缘板部分,钢管架直接搭设到翼缘底,先在顶托上安装纵向10×10cm的木枋,根据翼缘底板坡面将木枋加工成楔型,若翼缘模板有背肋架,则可不必横向再铺木枋,直接让加工成楔型的木枋与背肋架接触紧密,若翼缘模板无背肋架,则横向间距30cm布置10×8cm(10cm面平放)的木枋。
支架预压后,测量出箱梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。
底模标高=设计梁底+支架的变形+(±前期施工误差的调整量),来控制底模立模。
底模标高和线形调整结束,经监理检查合格后,立侧模和翼板底模,测设翼板的平面位置和模底标高(底模立模标高计算及确定方式类同箱梁底板)。
技术要求:
1)相邻立杆接头应错开布置在不同的步距内,与相邻大横杆的距离不宜大于步距的三分之一;
2)在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件中心点的相互距离不宜大于15厘米;
3)各杆件端头伸出扣件边缘的长度不应小于100mm;
4)立杆的垂直偏差应不大于架高的1/300;
5)上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中,与相连立杆的距离不大于纵距的1/3;
6)安全网应满挂在外排杆件内侧大横杆下方,用26#铁丝把网眼与杆件绑牢。
C、支架检算:
按照25米跨径检算。
立杆间距采用0.9m计算。
1、模板验算
底模验算:
现浇箱梁的底模和侧模采用15mm的竹胶板,其下放置10×10cm的方木,底模下腹板木方满铺,其余按照中心间距是25cm。
规范允许取值:
竹胶板允许弯曲应力[δ]=48.8Mpa
竹胶板弹性模量[E]=1.0x104Mpa
竹胶板允许剪应力[ι]=2.2Mpa
10x10cm方木:
I=bh3/12=8.3x10-6m4,W=bh2/6=1.7x10-4m3
模板自重:
f1=0.2KN/m2
混凝土荷载:
f2=1.5×26=39KN/m2
施工荷载:
f3=2.5KN/m2
倾倒砼冲击力f4=2.0KN/m2
振捣力f5=2.0KN/m2
其它f6=0
荷载组合:
G=(f1+f2+f6)×1.2+(f3+f4+f5)×1.4=47.04+9.1=56.14KN/m2
G'=(f1+f2)×1.2+f6×1.2=47.04KN/m2
模板验算:
按多跨连续梁计算:
模板上荷载:
q=G×1=56.14KN/m
q'=G'×1=47.04KN/m
竹胶板惯性矩:
I=1000×153/12=281250mm4
竹胶板截面矩:
W=1000×152/6=37500mm3
(1)竹胶板强度验算:
Mmax=0.078ql2=0.078×56.14×0.252=0.2736825kN·m
σmax=Mmax/W=0.2736825×1000÷(37500×10-9
)=4.67×106N·m=4.67MPa=4.67MPa<[σ]=48.8MPa
(2)竹胶板刚度验算:
fmax=0.664×q'l4/100EI=0.664×47.04×1000×0.254÷(100×10000×106×281250×10-12)
=0.43mm<[ω]=L/400=250/400=0.625mm
经过计算,竹胶板强度和刚度满足使用要求。
侧模验算:
(1)、侧压力计算
计算侧压力P值,假设温度T=35℃,按每小时浇筑30m3砼计算,V按1m/h。
则:
F=0.22γCt1β1β2V1/2=0.22*×26×4×1.2×1.15=31.5744kN/m2
F=γC×H=26×0.5=13kN/m2
按规范要求取最小值F=13kN/m2
考虑振动荷载4KPa,则
P=13+4=17KPa
(2)、按强度要求进行计算
外侧模板立挡间的间距为30cm,木材采用竹胶板
将侧压力化为线布荷载q=1.5×17=25.5KN/m。
Mmax=qL2/10=25.5×0.32/10=0.2295KN.m
需要Wn=0.2295×106/13=17654mm3
选用侧模板的截面尺寸为15mm×1050mm
截面抵抗矩W=1050×152/6=39375mm3>Wn
可满足要求。
(3)、面板按刚度要求计算
ω=qL4/150EL
=25.5×0.34/(150×0.1×105×281250×10-12)
=0.49mm<[ω]=300/400=0.75mm
则侧模采用1.5cm竹胶板符合要求。
对侧模板采用的横纵肋进行计算
由于侧模板计算仅对侧压力进行计算,对于翼板部分由于重量较轻,可不做计算。
施工过程中侧模板的加强肋为水平肋,水平肋被支在垂直肋上,假设垂直肋水平间距定为L=30cm,两水平肋间距定为a=50cm,则分布在该水平肋上的均布荷载为:
新浇筑砼对模板的侧压力,若按砼的有效压头h=0.22+24.9×V/T=0.22+24.9×1/30=1.05m进行计算
pmax=r.h=26×1.05=27.3KPa
q=P*a=27.3×0.5=13.65KN/m
按简支梁考虑,最大弯矩:
Mmax=qL2/8=13.65×0.52/8=0.4265625KN.m
水平肋采用60×90mm方木,其截面模量:
W=b.h3/3=0.06×0.093/3=1.458×10-5
采用落叶松木材,其容许弯应力[σ]=13×103KPa
[σ]=Mmax/(nW)
n=Mmax/([σ]W)
=0.4265625/(13×103×1.458×10-5)
=2.25根
实际施工时对于水平肋在1.05m范围内,其带木的根数为3根,水平肋间距应为1.05/2.25=0.47m。
水平肋间距取0.50m符合要求。
2、横杆抗弯强度:
底模板下横梁(10×10cm木方)(10cm面竖放)验算
底模下脚手管立杆按照90cm布置,纵向次梁木枋腹板处满铺,底板其余处间距25cm,对于纵向次梁木枋的验算,取计算跨径为0.9m,按简支梁受力考虑,分别验算底模下腹板对应位置和底板中间位置:
底模处砼箱梁荷载:
P1=1.5m×26KN/m3=39kN/m2(取1.5m砼厚度计算)
模板加方木荷载:
取P2=0.2kN/m2
设备及人工荷载:
P3=2.5kN/m2
砼浇筑冲击及振捣荷载:
P4=4kN/m2
则有P=(P1+P2+P3+P4)=45.7kN/m2
取1.2安全系数,则有P计=P×1.2=54.84kN/m2
因为腹板下木枋满铺,故取间距为10cm,则有:
q1=P计×0.10=54.84×0.10=5.484kN/m
W=bh2/6=10×102/6=167cm3
由梁正应力计算公式得:
σ=q1L2/8W=5.484×0.92×106/(8×167×103)
=3.325Mpa<[σ]=10Mpa
强度满足要求。
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得:
τ=3Q/2A=3×5.484×103×(0.9/2)/(2×10×10×102)
=0.37Mpa<[τ]=2Mpa(参考一般木质)
强度满足要求。
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E=0.1×105Mpa;I=bh3/12=833.3cm4
fmax=5q1L4/384EI
=5×5.484×103×10-3×0.94×1012/(384×833.3×104×0.1×105)
=0.562mm<[f]=2.25mm([f]=L/400=900/400=2.25mm)
刚度满足要求。
底板砼仅厚25cm,底板下木枋布置间距为30cm,其强度验算同上,能满足要求。
4.2顶托横梁10×10cm(10cm面竖放)木枋验算
腹板处脚手管立杆纵向间距为0.9m,横向间距为0.9m、0.6m(腹板加强后间距为0.3m)两种,为简化计算,按简支梁受力进行验算,实际为多跨连续梁受力,取计算跨径为0.3m,仅验算底模腹板对应位置即可:
q1=P计×0.3=54.84×0.3=16.452kN/m
W=bh2/6=10×102/6=167cm3
由梁正应力计算公式得:
σ=q1L2/8W=16.452×0.32×106/(8×167×103)
=1.108Mpa<[σ]=10Mpa
强度满足要求;
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得:
τ=3Q/2A=3×16.452×103×(0.3/2)/(2×10×10×102)
=0.37Mpa<[τ]=2Mpa(参考一般木质)
强度满足要求;
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E=0.1×105Mpa;I=bh3/12=833.3cm4
fmax=5q1L4/384EI
=5×16.452×103×10-3×0.34×1012/(384×833.3×104×0.1×105)
=0.021mm<[f]=0.75mm([f]=L/400=300/400=0.75mm)
刚度满足要求。
4.3立杆强度验算
脚手管(φ48×3.5)立杆的纵向间距为0.9m,横向间距为0.9m、0.6m和0.3m,因此单根立杆承受区域即为底板0.9m×0.9m、0.9m×0.6m或0.9m×0.3m箱梁均布荷载,由横桥向木方集中传至杆顶。
根据受力分析,不难发现腹板对应的间距为0.6m(0.3m)×0.9m立杆受力比其余位置间距为0.9m×0.9m的立杆受力大,故以腹板下的间距为0.6m(0.3m)×0.9m立杆作为受力验算杆件。
对于脚手管(φ48×3.5),据参考文献2可知:
i——截面回转半径,按文献2附录B表B知i=1.578cm
f——钢材的抗压强度设计值,按文献2表5.1.6采用,f=205MPa
A——立杆的截面面积,按文献2附录B表B采用,A=4.89cm2
由于大横杆步距为1.2m,长细比为λ=L/i=1200/15.78=76
钢管立杆长细比λ=76小于钢管立杆允许长细比[λ]=150,满足要求!
由长细比查表(参考文献2)可得轴心受压构件稳定系数φ=0.744,则有:
[N]=φAf=0.744×489×205=74.582kN
风荷载:
p=0.85×1.4×0.5(取下限0.5-1.0KPA)=0.595kN/m2
而Nmax=P计×A=(54.84+0.595)×0.3×0.9=14.96745kN
可见[N]>N,抗压强度满足要求,稳定性满足要求。
另由压杆弹性变形计算公式得:
(按最大高度10m计算)
△L=NL/EA=17.74548×103×10×103/(2.1×105×4.89×102)
=1.442mm压缩变形不大。
4.4地基容许承载力验算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=160.000kPa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=200kPa;
模板支架地基承载力调整系数:
kc=0.8;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=47.828kPa;
立杆的轴心压力设计值:
N=14.8068kN;
基础底面面积:
A=0.20m2。
p=74.034kPa<fg=160.0kPa。
地基承载力满足要求!
5、模板工程
为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形,加快施工进度,本工程箱梁底模和侧模均采用铺设竹胶板,箱梁内模支撑采用φ48×3.5脚手管做排架,立柱支撑在底模顶面上,脚手管顺桥向按0.9米设置一排,每排7根,且每排均需设置剪刀撑和纵、横水平撑,以增加支架的整体稳定性,防止内模胀模,内模支架的搭设原理及方式与满堂支架的搭设原理及方式基本相同。
B钢管柱加贝雷支架
(一)、支架设计
根据现场情况,本桥现浇箱梁第二联第三、四跨支架搭设采用钢管柱加贝雷桁架搭设。
钢管柱采用Ф529×8mm螺旋钢管,钢管端头采用1.2cm厚钢板封闭,加法兰结构,以便连接成不同高度的钢管柱,钢管柱横向采用槽钢剪刀撑连接,槽钢和钢管桩采用焊接的连接方式,增强整体稳定性。
现浇箱梁第7跨中跨下钢管柱的横向间距4.0m。
因第8跨处河床为裸岩,为增加支架稳定性,第8跨中跨下钢管柱的横向间距3.0m。
靠圆柱处钢管柱横向间距为4.0米。
箱梁纵向设置2排钢管立柱,间距4.5m;钢柱之间横纵桥向每两根相邻的钢管柱上下4m采用16#槽钢做水平连接和剪刀撑连接。
贝雷片横桥向布置为0.9m+1.2m+0.9m+1m+0.9m+1.0m+0.9m+1.0m+0.9m++1.0m+0.9m+1.2m+0.9m。
钢管柱上设置双排45B工字钢做横梁,横梁上架设贝雷桁架梁,贝雷梁顺桥向跨度为9m+4.5m+9m,墩柱上方支架直接立在柱系梁、盖梁上。
贝雷片横桥向布置为0.9m+1.2m+0.9m+1m+0.9m+1.0m+0.9m+1.0m+0.9m++1.0m+0.9m+1.2m+0.9m。
贝雷梁片上按放顶托,顶托卡在贝雷梁上,顶托纵向间距以90cm为主,连续梁端横梁、中横梁部分(距离墩中心线3m范围内,中横梁下)立杆间距采用60cm,横桥方向间距按贝雷梁间距。
横梁采用10#工字钢,纵梁采用10×10cm方木,梁模板采用1.5cm厚的竹胶板。
贝雷梁按图纸设纵坡,不设横坡,桥梁横坡通过贝雷梁上顶托调整。
(二)、测量放线和钢管桩及横、纵梁施工
1、施工方案
本桥左、右幅第二联第3、4跨采用钢管桩加贝雷架施工。
为防止因上部荷载作用引起较大的挠度,在第3、4跨中间部位增加钢管桩临时墩进行支撑,临时墩采用钢管桩基础,钢管桩端需打至基岩面,从钢管内灌注2~3米高C25砼,管桩外包一圈C25砼,使钢管柱与基岩成一整体。
每跨钢管桩为两排,排间距为6米,每排钢管桩为5根,间距为3米。
(布置见平面图)
2、测量放线
根据设计方案和平面布置图,用全站仪和钢尺放出钢管桩基础位置。
3、钢管桩及横、纵梁施工
(1)、施工准备
A、施工机具材料准备
①振动锤
依桩径、桩长及现场地质条件选用激振力不小于60t振动锤。
打桩期间,振动锤必须保持最佳施工状况。
②吊车
吊车采用25t汽车吊。
③材料
材料包括螺旋焊管、工字钢、钢板、贝雷梁等,按设计图纸数量准备,根据进度计划分批进场。
④其他设备、材料
包括电焊机、气割设备等,按需要准备
B、施工队伍准备
施工队伍调用由水上施工经验的人员,组成桥梁箱梁支架施工架子队,负责箱梁贝雷支架施工。
C、技术准备
施工前完成贝雷支架设计,向施工技术人员及施工队伍进行施工技术交底,明确施工流程及质量控制点。
(2)、施工方法
做好相应材料、机具设备的准备,然后开始贝雷支架施工。
贝雷支架自6#墩开始采用逐跨施工的方式,即水中浮箱做为工作平台,逐墩插打钢管桩,铺设贝雷桁架。
A、测量定位
贝雷支架施工前,根据设计图纸计算出贝雷支架各临时墩位钢管桩坐标,钢管桩插打时在岸边采用2台全站仪,用交会法定位钢管桩,标定钢管桩预定打设位置后开始打桩。
钢管桩的中心误差控制在5cm以内。
施工时测量人员通过对讲机与现场指挥人员联系,及时调整桩位,以满足要求;同时要确保钢管桩的垂直度,并多次精细调整进行定位。
B、钢管桩施工
①钢管桩准备
钢管桩采用螺旋焊管,材质Q235,每节长度为12m,接桩在现场进行,采用焊接接头,焊缝高度应高出钢管面2mm,焊缝宽度不小于2倍的钢管壁厚。
对接焊缝的外侧沿四周加焊4块钢板加劲块,加劲块钢板的厚度不小于钢管壁厚,长度不小于200mm,宽度不小于100mm,加劲块与钢管满焊连接。
②钢管桩运输
钢管桩采用平板车运至现场,运输过程中应固定好,防止滑落发生事故。
③钢管桩振动下沉
钢管桩平面位置及垂直度调整完成后,开始压锤,依靠钢管桩及打桩锤的重量将其压入土层,测量复测桩位和倾斜度,偏差满足要求后,开始振动下沉。
下沉过程中,及时检查钢管桩的倾斜度,发现倾斜及时采取措施调整,必要时停止下沉,采取其它措施进行纠正。
钢管桩的最终桩尖标高由入土深度控制,若钢管桩无法施打至设计标高,及时汇报、分析原因,拿出解决办法,直至钢管桩的入土深度满足设计要求和已证明钢管桩达到了设计承载力。
钢管桩实际承载力以理论承载力计算长度和振动锤激振力相互校核,并以此作为终锤标准。
钢管桩顶打入到距水面以上2米左右暂停,现场焊接接长以后,继续振打下沉,直到达到设计长度为止。
一排钢管桩下沉到位以后,及时测量标高,切除多余桩顶多余长度。
沉桩偏差:
桩位平面位置:
±10cm
桩顶标高:
±5cm
桩身垂直度:
1%
桩的平面位置特别重要,贝雷支架承载现浇箱梁及模板的重量,出现大的偏差影响支架受力。
每排钢管桩下沉到位后,要进行桩之间的连接,增加桩的稳定性,避免发生意外事件,连接材料采用16槽钢剪刀撑,尺寸需根据现场尺寸下料,高程位置根据施工时实际水位情况确定,剪刀撑施工在低水位时进行。
钢管桩打入后,使用汽车吊加漏斗导管向管内灌注C25砼2-3米高,管内灌好后使用漏斗导管在每根钢管的前后左右四个方向各灌注砼3方,灌注时导管靠钢管桩,导管下口伸至基岩面20-30cm,灌注完成后,钢管柱与基岩成一整体。
C、横梁及纵梁