K196+056现浇连续箱梁支架验算.docx
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K196+056现浇连续箱梁支架验算
丹通高速公路20合同段
K196+056现浇连续箱梁
施工方案
编制：
王云明
审核：
批准：
中铁五局（集团）有限责任公司
丹通高速20合同段项目经理部
二OO九年六月
K196+056现浇连续箱梁
施工方案
1、编制依据及工程简介
1.1、编制依据
1）《施工图设计》
2）合同工期及业主的形象进度要求
3）《公路桥涵施工技术规范》
4）《公路桥涵施工手册》
5）《公路工程施工安全技术规范》
1.2、工程简介
本桥为主线跨国道201所设的一座大桥，起点里程为K195+943.45，止点里程为K196+169.55，全长为226.1m。
平面部分位于R＝1300m，LS=200m的平曲线上,，纵面位于R=19000m的凸型竖曲线上。
结构型式：
左幅上部为（2-18.33m简支箱梁）+（31.667+60+31.667预应力砼连续箱梁+（3-20m简支箱梁），右幅上部为（3-20m简支箱梁）+（31.667+60+31.667预应力砼连续箱梁+，下部为倒花瓶墩、肋板式台、钻孔灌注桩基础,连续箱梁高3.1m，其余简支箱梁高1.5m，取梁高3.1m一跨作为计算的依据来搭设支架。
桥面宽度：
0.5米（防护栏）+11.25+0.5米（防护栏）；现浇梁底板宽度：
8.0米。
现浇箱梁采用双箱室截面，直腹板，顶底板平行设置。
墩顶各设GPZ（Ⅱ）盆式橡胶支座。
项目
C50混凝土
Ⅰ级钢筋
Ⅱ级钢筋
数量
2084.18m3
10783.8kg
66536.7kg
Φs15.2钢绞线79014.8Kg
1.3、主要工程数量（现浇箱梁）
2、资源配置
2.1、施工材料
一、水泥：
采用华日牌PⅡ52.5R水泥，水泥进场后按其品种、强度、证明文件以及出厂时间和批号分批进行检查验收。
水泥在运输和储存时应防止受潮，散装水泥按照一联箱梁1.1倍所需水泥采购。
二、细集料：
采用宽甸叆河中砂，中砂必须级配良好、质地坚硬、颗粒洁净，各项试验指标必须符合规范要求，且必须经试验室抽样检验合格后方可使用，砂中含泥量必须小于２%，堆放的场地采用砼硬化，并设立材料标识牌，注明产地和规格。
三、碎石：
采用东港黄土坎碎石厂5～25mm连续级配碎石，并按品种规格分别堆放在已硬化的场地内，在装卸及存储时，应采取措施使碎石级配均匀并保持洁净，碎石各项试验指标必须符合规范要求，且必须经试验室抽样检验合格后方可使用，碎石含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.5%，碎石堆放场地用混凝土硬化并设立材料标识牌，注明产地和规格及用于何部位。
四、外加剂：
采用沈阳华瑞HR-5泵送剂，每方砼掺量为水泥用量的1.2%，外加剂必须经有关部门检验并附有检验合格证明方可投入使用。
五、钢绞线：
预应力钢束采用公称直径ΦS15.20mm，公称面积140mm2，标准强度fpk=1860MPa,松驰率为0.035，弹性模量Ep=1.95×105MPa的高强度低松弛钢绞线。
钢绞线进场时应分批验收，并对其质量证明书、包装、标志和规格进行检查，钢绞线在运输和储存过程中应避免锈蚀和污染，宜堆置在仓库棚内，露天堆置应垫高0.5m并加遮盖，立好材料标识牌，同时，钢筋进场应具有出厂证明书和试验报告单，进场后应通知试验室抽样试验合格后方可投入使用。
六、其他：
预制箱梁锚具采用OVM型锚具及其成套设备，预应力管道采取预埋塑料波纹管成孔。
2.2、主要人员、机械配备
根据预应力砼现浇连续箱梁工程的工程特点及施工需要，所配备的机械人员如下：
主要机械设备一览表
序号
机械名称
型号规格
单位
数量
备注
1
发电机
150KW
台
1
2
小型卷扬机
5T
台
2
3
插入式振动棒
ф50
台
14
4
混凝土运输车
8m3
辆
5
5
砼输送泵车
SY5310THB40B
台
1
6
混凝土搅拌楼
120m33/h
座
1
7
交流电焊机
30KVA
台
8
8
钢筋调直机
台
1
9
钢筋弯曲机
台
1
10
钢筋切断机
台
1
11
千斤顶
500T
台
2
12
压浆机
台
1
13
吊车
25t
台
2
人员配备一览表
序号
负责人
姓名
人数
备注
1
施工负责人
尹国鹏
1
2
技术负责人
王云明
1
3
安质负责人
刘涛
1
4
测量负责人
谭周军
1
5
试验负责人
张泽云
1
7
电工
2
8
模板工
24
9
钢筋工
22
10
混凝土工
16
11
焊工
6
12
起重工
4
3、计划进度目标
阶段目标：
8月30日前完成地基处理，9月8日前完成支架搭设，9月18日前完成底、腹板外模安装，9月25日前完成支架预压，10月2日前完成底、腹板钢筋安装，10月5日前完成内模安装，10月6日前底、腹板砼浇筑，10月8日前完成顶板钢筋安装，10月9日前完成顶板砼浇筑；10月23日前完成预应力张拉，10月25日前完管道压浆，10月26日前完成端横梁钢筋、模板加工安装，10月27日前完成端横梁砼浇筑，11月2日前完成支架拆除，完成第一联箱梁施工。
4、现浇连续箱梁施工方案、方法
现浇箱梁采用满堂支架施工，施工前对支架进行预压，预压重量大于或等于箱梁的恒重。
梁体采用分阶段浇筑、张拉的施工工艺，第一阶段浇筑底、腹板砼；第二阶段浇筑顶板砼，两端对称张拉腹板和单端交替张拉顶板钢束；第三阶段浇筑封端砼。
支架法现浇施工工艺流程：
场地平整与地基处理
搭设支架
安装底、腹板外模
支架预压
模板调整
绑扎钢筋
钢筋加工
内模加工
安装内模
拌制混凝土
浇筑底、腹板混凝土
钢筋加工
绑扎顶板钢筋
拌制混凝土
浇筑顶板混凝土
张拉腹板顶板钢束
孔道压浆
安装封端钢筋、模板
浇筑封端混凝土
模板支架拆除
支架法现浇施工工艺框图
4.1、地基处理
1、墩之间清除30cm厚表土后碾压，回填60cm厚砂砾，顶面宽度为梁顶投影宽度每边增加100cm。
砂砾分两层按路基填筑标准分层回填、压实，压实度达94%以上。
填筑后地基顶面标高为1＃墩处为41.78米，2＃墩处为41.68米，距梁底高度8.5m，填筑完成后进行地基承载力检测，跨国道201路面标高43.082，路面宽度21.5m，路面距梁底7.2m。
2、地基处理段填筑完毕后，修整好两侧边坡，地基顶面用10cm厚C20砼硬化，上铺5cm厚木板，两侧坡脚设置纵向排水沟。
4.2、支架布设
支架采用碗口式满堂脚手架，杆件直径48mm，管壁厚3.0mm。
立杆纵向间距90cm（墩顶实心段立杆纵横向间距45cm，顶托上横向安装12cm×15cm方木），横向间距90cm，腹板下90*90cm交错布置，水平杆步距120cm，采用普通钢管设置足够数量的剪刀撑，确保支架的整体稳定性。
支架顶部安装可调节顶托，方木上沿纵向再布置一层10cm×10cm方木（间距30cm）以支撑模板系统；支架底部与垫梁间安装可调底座。
支架布置图（见附图）：
4.3、支架检算
根据箱梁结构特点分析，支架受力最不利位置应在箱梁底板加厚段及中跨墩顶实心段处。
分别截取墩底板加厚段纵向长度90cm和墩顶实心段纵向长度45cm进行横向方木受力计算。
因纵向方木较密，故作用在横向方木上的力视为均布荷载。
根据搭架情况可视横向方木为1联4跨和1联3跨等跨连续梁，取一联作检算。
横木受力简图：
1、梁高3.1m墩顶梁体横梁段受力情况
a、横木上钢筋梁混凝土自重产生荷载:
取钢筋混凝土自重2.6T/m3，梁长度取：
L=0.45m，横方木长：
L=3.6m。
截面积：
A=8×3.1=24.8㎡按支点截面
q=24.8×10×0.45×2.6/8=36.27KN/m
b、施工荷载按3KN/m2计，则作用在横梁上的荷载为：
q=3×0.45=1.35KN/m
c、施工时砼冲击荷载按2KN/m2计，则作用在横梁上的荷载为:
q=2×0.45=0.9KN/m
d、模板、纵向方木自重按2KN/m2计算，作用在横梁上的荷载为：
q=2×0.45=0.9KN/m
则墩顶梁体横隔板位置作用在单根横木上的合力为：
Σq=36.27+1.35+0.9+0.9=39.42KN/m
2、梁高3.1m跨中断面进行计算
a、横木上钢筋梁混凝土自重产生荷载:
取钢筋混凝土自重：
2.6T/m3，梁体长度取：
L=0.9m，横方木长：
L=3.6m。
截面积：
A=8×3.1-（3.25*2.6-0.8*0.2-0.25*0.25）*2=8.35㎡按跨中C-C截面
产生荷载：
q=8.35×10×0.9×2.6/8=24.42KN/m
b、施工荷载按3KN/m2计，则作用在横梁上的荷载为:
q=3×0.9=2.7KN/m
c、施工时振动荷载按2KN/m2计，则作用在横梁上的荷载为:
q=2×0.9=1.8KN/m
d、模板、纵向方木自重按2KN/m2计算，则作用在横梁上的荷载为：
q=2×0.9=1.8KN/m
则底板加厚段作用在单根横木上的合力为：
∑q=24.42+2.7+1.8+1.8=30.72KN/m
选择此位置进行支架检算
4、分别对横方木及钢管支架进行检算
受力图:
横木为4跨等跨连续梁，查《土木工程手册》得连续梁内力为：
弯距
MAB
MBC
MB
MC
MD
0.077ql2
0.036ql2
-0.107ql2
-0.071ql2
-0.107ql2
剪力
QA
QB左
QB右
QC左
QC右
0.393ql
-0.607ql
0.336ql
-0.365ql
0.365ql
M图：
Q图：
1）梁高3.1m底腹板加厚段对横梁进行检算
抗弯验算：
从M图可知B、D点为最不利位置。
横梁截面尺寸：
b=0.12m,h=0.15m。
Mmax=0.107ql2=0.107×30.72×0.92=2.66KN·m
W=bh2/6=120×1502/6=4.5×105mm3
σmax=2.66×106/4.5×105=5.92Mpa
查《木工程手册》,松木抗拉强度可达7.0Mpa＞5.92Mpa，基本满足要求。
抗剪验算：
从Q图可知B、D点剪应力最大，此位置为最不利位置。
Qmax=0.607ql=0.607×30.72×0.9=16.78KN
A=120×150=18000mm2
τ=Q/A=16.78×103/18000=0.93Mpa
查土《木工程手册》本木材抗剪强度可达1.2MPa>0.93Mpa，满足要求。
底腹板加厚段段挠度验算：
松木弹性模量E＝9×103Mpa
贯性矩I=bh3/12＝0.12×0.153/12＝3.375×10-5m4
f＝5ql4/384EI＝（5×30.72×0.94）/（384×9×106×3.375×10-5）＝0.0009m
0.9mm＜l/400＝900/400＝2.25mm满足要求
底腹板加厚段支架强度及稳定性检算
从Q图可得出作用在横梁上的钢管架支撑反力为：
RA=RE=0.393ql=0.393×30.72×0.9=10.87KN
RB=RD=0.943ql=0.943×30.72×0.9=26.07KN
RC=0.928ql=0.928×30.72×0.9=25.66KN
则得：
B、D点作用在立杆上的竖向压力最大
Nmax=RB=RD=26.07KN
钢管直径φ=48mm，壁厚3.0mm，钢管设计强度值：
215Mpa
截面积：
A=424mm2
回转半径：
i=15.9mm
碗扣架横杆间高度为1.2m，两端为绞接，柔度系数μ=1，则：
长细比λ=μl/i=1×1200/15.9=75.4
由λ=75.4，查表φ=0.667
强度：
[N]=A[σ]＝424×215/1000＝91.16KN＞Nmax=26.07KN
立杆轴向力计算值：
[N]=φA[σ]=0.667×424×215/1000=60.8KN＞Nmax=26.07KN
底腹板加厚段支架强度、稳定性满足要求（由于底腹板加厚段采取和墩顶实体段相同的支架布设方法，故不再进行计算）
4）门洞支架计算
1、主要荷载：
施工砼自重：
P1=1.185*2600*10=30810N。
每延米砼6.282立方，梁板宽10.05米，翼板不作支承考虑，以箱梁底（5.3m）作主承力面，每延米均布荷载（自重）6.282/5.3=1.185m3
钢管架自重：
P2=（33.3*9+1.8*8*33.3）/0.9*0.9=779.2Pa
施工活载：
P3=2500Pa
模板自重：
P4=2500Pa
倾倒砼产生荷载：
P5=2000Pa
合计计算荷载：
38589.2Pa
2、门洞工字钢验算
经计算：
用40工字钢时，门洞最低通行高度为：
4.8m。
按采用40工字钢试算。
40-C工字钢，截面抵抗矩Wx=1.192*10^3cm3
惯性矩：
Ix=23.847*10^3cm4
门洞净跨宽度按4.5m计，桥与省道62度斜交，为使门洞支承稳定，采用正布工字钢方式，计算支承中心双侧移0.5m，计算跨径按5.50m计，
中心最大弯矩：
Mmax=ql^2/8=145.9*10^3KN.m
中心弯拉应力：
δ=1.2*Mmax/Wx=1.2*145.9*10^3/1.192*10^3=146.9MPa
（按1.2倍力考虑）
[δ]=215MPa
K=215/146.9=1.46m
故工字钢布设间距0.9m检算
挠度[5*Q（kn）*L（m）^4/（384*E（kp）*I（m^4））]
f=5*Q*L^4/（384*E*I）=5*38.6*0.9*5.5^4/（384*2.1*10^8*23.847*10^-5）
=8mm<550/400=14mm
挠度满足施工要求。
门洞支撑计算
门洞支撑选用30cm*30cm钢管支架架设，步距0.6m，单边搭设长度17.1m,需立杆696根三道，立杆下基础60cm*100cm*1730cm砼层。
40C工字钢每平米5.36Kn
支架总受力：
Ra=ql/2=120.9Kn
单根支承受力：
120.9*0.3*0.3=10.88kn
入=600/I=600/15.9=37
查表φ =0.896
δ=1.2*N/φ/A=34.4MPa<[δ]=215MPa（按1.2倍力考虑）
四、布设计算
单幅布设总宽17.3m，其中9.9m主承力段按0.9m间距布设，5m冀板段按1.2m布设，共计需6m工字钢36根，每延米工字钢理论重71.47kg，共计重15.4T。
5）地基承载力检算
混凝土基础底面积:
A=200×900=180000mm2
基础砼承受竖向压力:
N=26.07KN
地基所受最大应力:
σmax=N/A=26.07×103/180000=0.145Mpa
做地基承载力试验，地基承载力不小于0.15Mpa。
主要材料需要表
使用部位
名称
型号
单位
数量
立杆
48mm钢管
3m长（厚3mm）
根
3680
立杆
48mm钢管
2.1m长（厚3mm）
根
1072
立杆
48mm钢管
1.2m长（厚3mm）
根
734
立杆
48mm钢管
0.6m长（厚3mm）
根
1704
水平撑
48mm钢管
0.3m长（厚3mm）
根
4704
剪力撑
48mm钢管
6m长（厚3mm）
根
260
水平撑
48mm钢管
0.9m长（厚3mm）
根
17198
水平撑
48mm钢管
1.2m长（厚3mm）
根
2274
门洞工字钢分布杆
铁轨
12.5m
根
12
门洞工字钢
工字钢
7.5m
根
34
纵向方木
方木
400cm*15cm*12cm
根
352
横向方木
方木
400cm*10cm*10cm
根
786
4.4、支架搭设
1、支架搭设按照桥梁的支架布置图进行。
2、支架地基处理完毕、混凝土垫梁有一定强度后，定出线路中心线，并根据线路中心线在垫梁上画出每一排支架的位置线，确定每个立柱的位置，然后进行支架搭设工作
3、支架底部设可调底座，支撑在混凝土垫梁上，通过对底座的调整，可保证支架立柱均衡受力，避免出现虚腿现象。
4、立柱之间通过水平横杆连接，支架立杆的垂直度严格控制：
30m以下按1/200控制，且全高的垂直偏差应不大于10cm。
5、剪刀撑采用通长钢管与立柱可靠连接，与地面倾角45°～60°之间，连接点中心与支架水平节点的距离不大于30cm。
一般情况下斜撑应尽量与脚手架的节点相连。
剪刀撑对称布置，且应分布均匀。
6、支架顶部安装可调顶托，可调顶托须留出20cm的调整高度，以便支架卸落及拆除，顶托上部放置12×15cm方木，按照设计标高调整方木顶面标高。
7、支架搭设顺序为：
测量放样—安装底座—安装立柱及纵横向水平杆—逐层向上搭设—安装剪刀撑加固钢管—安装顶托。
4.5、支架预压
1、为消除地基和支架系统沉降及变形对现浇箱梁质量的影响，在支架和模板系统安装完成后，对支架进行预压，实测其沉降及变形，正确评价支架系统的安全度，为模板设置预留沉落量提供依据。
2、根据《施工图设计》要求，预压重量不小于箱梁恒重。
箱梁自重558.8×2.6＝1452.88T（一联），考虑模板等重量，箱梁预压总重为：
1452.88×1.05＝1525.5T。
3、本标段现浇箱梁预压采用砂袋预压。
预压时可根据箱梁底板与翼板，梁端与梁中部进行，使预压质量与箱梁实际质量分布近似，从而使得通过预压确定的预留支架沉落量与箱粱施工时实际拱度值和沉落量更接近。
4、预压前，先在模板上醒目标记沉降观测点，横向断面上在底板中心线，两侧底腹板连接处，腹翼板连接处布置7个观测点，顺桥向由跨中向两端每隔四米设一观测断面。
在预压前、加载50﹪、加载80﹪、预压达100﹪重量后以及相反次序卸载后，分别在各阶段测量各点的标高，根据测得的各点的标高变化值，确定支架的拱度值及预留支架沉落量，调整模板标高，预压时间为三天。
4.6、模板制作安装
底模及侧模采用1.5cm厚优质竹胶板，竹胶板钉于纵向方木上，分段拼装组成，采用色拉油做脱模剂。
内模采用3cm厚板材及6*10cm方木进行一次性拼装成型，表面包裹彩条布并在顶部预留拆模孔及施工时混凝土浇注孔，以方便施工。
模板构造图（见附图）。
模板制作允许偏差应符合下表规定：
项目
允许偏差（mm）
木模板制作
模板的长度和宽度
+5
不刨光模板相邻两板表面高低差
3
刨光模板相邻两板表面高低差
1
平板模板表面最大的局部不平
刨光模板
3
不刨光模板
5
拼合板中木板间的缝隙宽度
2
支架、拱架尺寸
+5
榫槽嵌接紧密度
2
模板拼装顺序：
先安装底模、侧模及翼缘模板，待底板钢筋及腹板钢筋安装完毕后，再安装内模。
模板安装允许偏差应符合下表规定：
项次
允许偏差（mm）
模板标高
柱、墙、梁
+10
模板内部尺寸
上部构造的所有构件
+5，0
轴线偏位
梁
10
装配式构件支承面的标高
+2，-5
模板相邻两板表面高低差
2
模板表面平整度
5
预埋件中心线位置
3
预留孔洞中心线位置
10
预留孔洞截面内部尺寸
+10，0
支架和拱架
纵轴的平面位置
跨度的1/1000或30
曲线形拱架的标高（包括建筑拱度在内）
+20，-10
4.7、钢筋制作及安装
4.7.1原材料
1、钢筋、钢铰线等原材料必须有出厂合格证，外观检查合格后每批应按要求抽取试样，抽检不合格，不能进场使用。
2、钢筋表面不得有裂纹、重皮、气孔、锈坑、死弯、油污、裂纹、结疤和折叠。
3、钢绞线外观要求逐根检查，钢绞线不应有折断、横裂和焊接钢丝。
4、钢筋、钢绞线存放应置于干燥处，避免潮湿锈蚀。
工地存放应高出地面300mm以上并及时盖好。
5、锚具、夹具和连接器应符合国家现行《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的有关规定并经检验合格后方可使用。
预应力管道采用塑料波纹管，使用前需经检验合格。
4.7.2钢筋加工与安装
1、现浇箱梁的钢筋均在钢筋加工场加工制作，然后运至现浇梁处进行绑扎。
钢筋加工件成品按照部位和绑扎顺序分类码放，并标示编号。
运输钢筋时应注意各种钢筋不能混淆。
2、梁板钢筋分两次绑扎成型,首先绑扎完底板和腹板钢筋,待箱梁内模加工完成后绑扎顶板钢筋网片。
腹板钢筋与顶板钢筋焊接使之成为一体；当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时，适当移动梁体钢筋或进行适当弯折，不得任意截断或取消；钢筋的交叉点用铁丝绑扎结实，且绑扎铁丝的尾端不应伸入保护层内，必要时，可用点焊焊牢。
3、施工中为确保腹板，顶板，底板钢筋的位置准确，根据实际情况加强架立钢筋的设置，采用增加架立钢筋的数量或增设W形或矩形的架立钢筋等措施。
4、控制保护层厚度的垫块采用塑料垫块或与梁体同等寿命的混凝土垫块，强度不低于50Mpa,垫块的数量每平方米不少于四个。
钢筋加工、安装质量要求符合下表：
项次
检查项目
规定值或允许偏差值
1
受力钢筋间距（mm）
+10
2
箍筋、横向水平筋、螺旋筋间距（mm）
+0，-20
3
钢筋骨架尺寸（mm）
长
+10
宽、高或直径
+5
4
弯起钢筋位置（mm）
+20
5
保护层厚度（mm）
+5
4.7.3预应力管道安装
箱梁预应力筋孔道按设计要求采用塑料波纹管成孔。
1、波纹管与波纹管的连接采用大一号同型波纹管作接头管，接头管长200mm，波纹管连接后用密封胶带封口。
安装时，事先按设计图中预应力筋的曲线坐标在侧模或箍筋上定出曲线位置，然后再安放波纹管。
2、预应力管道的定位网片采用φ10的Q235钢筋，管道定位网钢筋应焊接成型，并应与梁体钢筋焊接牢固，管道定位网片纵向每80cm一道。
波纹管应伸出锚垫板20～30cm,以防混凝土浇注时进浆。
3、波纹管安装就位过程中，应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂或破损。
同时，还应防止电焊火花烧伤管壁。
4、波纹管安装后，检查其位置、曲线形状是否符合设计要求，波纹管固定是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损等。
如有破损，应及时用密封胶修补。
浇注混凝土前用棉纱或封孔塞封堵两端波纹管，防止混凝土或杂质进入造成堵塞。
5、波纹管搬运与堆放
波纹管搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地上拖拉，吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。
波纹管在室外保管时间不宜过长，不得直接堆入在地面上，并应采取有效措施防止雨露和各种腐蚀性气体的影响。
波纹管在仓库内长期保管时，仓库应干燥、防潮、通风、无腐蚀性气体和介质。
6、波纹管合格性检验
波纹管外观应清洁，内外表面无油污、无引起锈蚀的附着物，无孔洞和不规则的折皱，咬口无开裂、无脱扣。
波纹管作为预应力的套管有两项基本要求：
一是在
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