互通匝道桥现浇箱梁施工方案.docx
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互通匝道桥现浇箱梁施工方案
****互通A匝道桥
现浇箱梁施工方案
编制：
审核：
批准：
****高速*合同项目部
20年月日
****高速公路*合同
****互通A匝道桥现浇箱梁施工方案
一、编制依据
1、****高速公路*合同施工合同文件、施工图纸及本项目技术规范等相关设计文件；
2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；
3、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；
4、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）；
5、《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）；
6、《路桥施工技术手册》；
7、我公司现场踏勘调查资料，以往类似桥梁工程中积累的施工经验、技术总结及工法等科技成果，现有的施工力量和机械设备情况。
二、工程概况
A匝道桥位于河北省承德市双桥区水泉沟镇大沃铺村内。
桥梁起点桩号AK0+463，终点桩号AK0+565，桥梁总长102米，桥梁下部结构采用柱式墩、桩基础；桥台采用肋板式桥台、桩基础及明挖扩大基础。
上部结构为4×16m＋2×26钢筋混凝土现浇箱梁，单箱多室结构，箱梁底板宽度6.5-31.82m，顶板宽度10.5-35.82m，翼缘板宽2m，梁高1.3m，箱室高0.8m，箱梁底板至地面高度为9.8～11.2m不等。
采用碗扣式钢管满堂支架现浇施工。
三、机械设备、人员进场及就位情况
1、人员配置
主要技术、管理及施工人员表
序号
管理人员及劳动力
职责与分工
1
施工负责人
负责整个施工现场管理与关系协调
2
技术负责人
负责全面技术工作
3
桥梁工程师
负责现场技术工作
4
测量员
测量放线与复测
5
试验员
取样、送检、试验
6
安全员
查隐患、制定措施确保施工安全
7
工班长
负责每天各班组的工作安排
8
材料员
2人
负责所有材料的进场及材料
消耗控制
9
钢筋工
30人
负责钢筋加工、制作及绑扎等
10
架子工
30人
负责钢管支加搭设、拆除等
11
模板工
20人
负责模板的支护、加固等
12
混凝工
15人
按要求浇砼并进行振捣
13
杂工
20人
负责完成施工队长及其他管理人员安排的工作
14
技师
10人
各种特殊机械作业
2、施工机械配置
主要施工机械设备一览表
序号
设备名称
型号
状况
数量
1
挖掘机
EX-360
良好
1
2
自卸车
良好
5
3
压路机
良好
1
4
夯实机
良好
2
5
混凝土搅拌站
750L×2
良好
1
6
混凝土泵车
HBT60
良好
2
7
混凝土运输车
10m3
良好
6
8
混凝土振动棒
30
良好
20
9
吊车
25T
良好
2
10
钢筋弯曲机
GB-40
良好
3
11
钢筋切断机
GB-40
良好
3
12
交流弧焊机
BX3-500
良好
3
13
直流电焊机
AX320
良好
4
14
千斤顶
250t
良好
2
四、施工进度计划
计划开工时间：
2011年10月1日，完工时间：
2011年11月15日。
五、现浇箱梁施工技术方案
1、现浇箱梁施工工艺
现浇箱梁采用满堂支架法现浇。
主要施工步骤：
地基处理→支架搭设→箱梁底模安装→支架预压→安装侧模→绑底板钢筋、腹板钢筋→浇筑底腹板混凝土→混凝土养生→上内模、内支架、及顶模→绑顶板钢筋→浇筑顶板混凝土→养生→拆底模→拆支架→桥面系。
现浇箱梁施工工艺详见图：
2、地基处理
满堂式支架的地基处理是现浇箱梁施工的关键工序，地基承载力应满足所承受的全部荷载，依据现浇箱梁对地基的要求和桥位处的地质条件，首先平整场地，然后分两层填筑石渣（每层厚30cm）提高地基承载力，采用22T振动压路机进行碾压，辗压次数不少于6遍，保证地基最后二遍压沉值为0mm，然后在压实地基顶面上浇筑20cm厚C25混凝土。
为避免支架地基受水浸泡，在两侧开挖40×30cm的排水沟，保证施工时排水通畅。
现浇钢筋混凝土箱梁施工工艺框图
地基加固处理
支架安装
超载预压
整修底模
钢筋加工
安装底板及腹板钢筋
立内模、端模并校正
钢筋加工
安装钢筋骨架
模板检查
立外模、检查防止漏浆措施
全面检查
制作砼试块
浇筑砼
养护、拆模
测定砼试块强度
支架拆除
3、碗扣式钢管支架搭设
3.1、测量放样
在水准基点复测合格的前提下，利用往返测量将水准点引至桥梁施工地点附近稳固处，经复核符合精度要求后，作为桥梁施工标高控制点。
桥梁的平面控制利用已经总监办复核批准的导线网，导线的精度、走向和距离均符合大桥平面控制的技术要求。
3.2、技术准备
项目部总工室和工程部根据施工图纸结合现场情况进行了设计要素复核，发现与设计或技术规范不符的及时通知监理工程师，并将相关资料告知设计代表，在没有得到设计和监理的认可前不予施工。
详细分析施工图，结合现场的地形、便道情况、天气等施工条件以及考虑与其它施工工序的干扰等，制订了详细可行的施工计划和具体方案。
项目部工程部和安质部组织施工技术人员、施工队队长、质检员、安全员、特殊工种及施工班组进行了详细的安全教育和技术（安全）交底，各班组第一次施工，另行进行现场技术指导、安全交底。
3.3、支架布置
采用Φ48×3.5mm碗扣式钢管满堂支架。
支架搭设每侧要比箱梁宽100cm作为施工平台。
支架采用碗扣式脚手架满堂布设，碗扣式脚手架常用构件由立杆1.2m、横杆0.9m、可调底座、可调U托组成。
立杆与横杆的平面和立面组合，配合可调底座及可调顶托，可调出任意所需的平面及标高。
用WDJ型碗扣式多功能脚手架满堂支立，做为连续梁的现浇支架。
支架立杆底脚支撑选用60cm高度可调的TZ-60底座，支架立杆顶选用60cm高度可调的U型TC-60托撑以满足桥跨的纵坡和横坡变化。
该U型托撑允许箱梁底板与支架间有微量位移。
碗扣式脚手架底部和顶部设置螺旋顶托、底托，调平脚手架并用于卸落支架，地基压实处理后浇筑20cmC25混凝土，支架底托直接坐于混凝土面上不需垫木板。
立杆间距:
立杆间距纵向为0.9m，横向间距为0.9m，在桥墩前后6m处，考虑应力加密，其纵、横间距为0.6米（详见现浇连续梁碗口支架搭设施工设计图）。
横杆步距1.2m；每隔4.8m在横向设一道剪刀撑。
支架顶在U型可调托撑上横向布设截面为10×15cm的方木，纵向布置截面为10×10cm的方木，纵向方木中到中间距为30cm，两层方木形成方格以承托整个连续梁的底模，施工时注意纵向方木的接头必须在U型托撑处，横向方木接头必须和纵向方木的接头错开布置，并且任何两根横向方木接头要交错布置，两层方木在交叉处用扒钉做梅花状加固。
3.4支架搭设要点
（1）支架基础按技术交底进行处理，并找平。
（2）水平杆伸出扣件的长度均应大于10cm，以防杆件滑脱，水平杆在墩柱处用纵横水平杆与墩柱抱死，增强支架稳定性。
（3）支架安装过程中，应随时校正垂直度。
（4）可调底座顶托丝杆外露长度不大于20cm，以确保在浇注砼过程中，丝杆与立杆之间连接可靠。
（5）剪刀撑按设计要求安放，并与立杆可靠连接。
（9）搭设支架时在箱梁两侧顺桥向安装工作梯，在挑臂外侧安装防护栏杆及安全网。
现浇箱梁支架搭设横断面图、纵断面图见附图。
3.4.8支架预压
（1）支架预压的目的
根据设计要求及有关规定，现浇连续箱梁的支撑体系、模板体系施工完后，应对支架及脚手架等承力系统进行预压，以消除架体的非弹性变形，确保箱梁混凝土的浇注质量。
如下图：
（2）支架预压方法
①预压前支架顶标高设置
为防止预压后，由于支架的变形等原因，需对支架进行较大的调整，给施工带来较大的麻烦，因此在预压前，需对支架顶标高进行设置，预加理论预拱度，以减少不必要的麻烦。
预压前支架顶标高＝设计标高＋理论预拱度。
②支架验收
支架搭设好后，根据相关规范的要求进行支架验收，确保支架与支架之间、支架与方木之间、方木与钢管之间、方木与模板之间等各相邻面接触紧密，无明显缝隙。
③布置测量标高点
在底模上布置测量标高点，测点布置位置：
顺桥向布置5处，为支点、1/4、1/2，每一处横断面方向布置3点。
④超载预压
a荷载计算
预压重量按箱梁自重的120%计算。
b预压荷载材料
预压荷载采用砂袋作为预压荷载。
砂袋应逐袋称量，重量宜控制在1吨左右，要设专人称量，专人记录，称量好的砂袋一旦到位就必须采用防水措施，要准备好防雨布。
加载时用汽车吊提升到箱梁上部。
c分级加载
通常加载宜分3级进行，即40％、70％、120％的加载总量。
每级持荷时间不小于30分钟，最后一级为1小时，如果加载120%后所测数据与持荷48小时后所测数据变化很小时，待48小时内累计沉降量不超过5mm，方达到设计要求，表明地基及支架已基本沉降到位，可卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸压。
每级加载后，分别测定各级荷载下支架和支架梁的变形值，全部加载完成后，（即卸载前）再观测一次。
将各阶段各测点高程记入表格中，并算出相应变形量。
d分级卸载
卸载顺序与加载顺序相反，每次卸载后都要观测一次，将各阶段各测点高程记入表格中，并算出相应变形值。
⑤观测数据的处理
通过观测各测量标高点在加（卸）载不同阶段时的标高值，算出支架在各阶段相应的变形数据，将各标高值及变形数据整理并记入变形量成果表中。
⑥设置施工预拱度
根据支架变形值及设计预拱度设置施工预拱度，按两次抛物线变化计算各点的预拱度，施工预拱度为支架变形值。
4、现浇箱梁支架结构力学及地基承载力验算
4.1荷载计算
按照桥梁设计图纸中所给出的情况，按照支架位于现浇箱梁实心段进行推算：
（1）现浇箱梁砼自重：
箱梁高1.3m，则现浇箱梁每平方米的重量为1.3×1×1×2.6=3.38t/m2
（2）模板自重：
竹胶板厚15mm，按0.012t/m2考虑。
（3）方木自重：
方木容重7.5kN/m3，每平方米的重量为：
纵向截面方木：
（1÷0.3×0.1×0.1）×0.75÷1=0.025t/m2
横向截面方木：
（1÷0.9×0.1×0.15）×0.75÷1=0.013t/m2
方木每平方米的重量为：
0.025+0.013=0.028t/m2
（4）支架自重：
支架重量0.00384t/m，每平方米的重量为：
立杆：
0.9×0.9×11.2×0.00384=0.035t/m2
横杆:
0.9×11.2÷1.2×2×0.00384=0.065t/m2
考虑扣件的重量和支架重量，支架高度均取最高位置11.2m。
（5）施工荷载：
取2.5kN/m2
（6）倾倒与振捣荷载：
取2kN/m2
4.2、碗扣支架承载力验算
⑴单根立杆的稳定性计算公式：
N≤[N]=φAf
式中：
A—立杆横截面积，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录B表B2可知为4.89㎝2；
φ—轴心受压杆件稳定系数，按细长比查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录C；
f—钢材强度设计值，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录B表B1可知为205N/mm2。
⑵轴心受压杆件稳定系数φ的计算：
细长比计算公式为λ=h/I
式中：
h—立杆计算高度，本方案支架立杆的高度取值为1.2m。
I—立杆回转半径，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录B表B2可知为1.58；
则细长比λ=h/I=1200/15.8=76＜［λ］=210，细长比符合要求，查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录C可知轴心受压杆件稳定系数φ=0.744。
⑶由以上可知：
[N]=φAf=0.744×489×205=74.6KN
则碗扣式支架单杆稳定承载能力为74.6KN。
（4）荷载系数按1.2考虑，安全系数按1.4考虑，则每平方米的重量为（3.38+0.012+0.028+0.1）×1.2+（0.25+0.2）×1.4=4.854t/m2。
支架采用多功能碗扣式支架，沿桥纵向步距90cm，横向步距90cm，每根立杆受正向压力为：
4.854×0.9×0.9=3.932t=38.534KN＜[N]=74.6KN。
支架承载力满足受力要求。
4.3、模板强度、刚度验算
模板下方木间距为90cm×30cm排列，所以计算跨长取L＝0.3m，计算荷载q=3.38×1.2+（0.25+0.2）×1.4=4.686t/m2。
，则平均荷载为:
4.686×9.8×0.3=13.777kN/m。
竹胶板模板抗弯截面系数：
惯性矩：
板承受线荷载：
q=0.3×13.777=4.133KN/m
板跨中弯矩：
M=ql2/8=4.133×0.32/8=0.046KN·m
弯拉应力：
σ=M/Wω=0.046/（1.125×10-5）=40.88MPa<［σ］=50MPa（厂家提供）
竹胶板弹性模量：
E竹＝7.9×106KN/m2
挠度：
δ=5ql4/384EI=5×4.133×0.34/（384×7.9×106×0.08×10-6）=6.898×10-4m。
δ/l=6.898×10-4/0.3=2.299×10-3=1/435<[f/l]=1/400
模板强度和刚度都满足施工要求。
4.4、方木验算
（1）横向截面方木（10cm×10cm），间距为0.3m。
木材［σ］＝11MPa，E＝1.1×104MPa。
I＝bh3/12=10×103/12=833.3cm4
W=bh2/6=10×102/6=166.67cm3
Q总=（（3.38+0.012）×1.2+（0.25+0.2）×1.4）×9.8=46.06kN/m2
M=q总L2/8=46.06×0.3×0.92/8=1.399kN·m
σ＝M/W=1.399/166.67×10-6=8.394MPa＜［σ］=11MPa，强度满足要求。
δ＝5q总L4/384EI=5×46.06×0.3×0.94/（384×1.1×104×833.3×10-8）=1.417mm
δ/L=1.417/0.9×103=1/635＜［1/400］,刚度符合。
（2）大横杆纵向方木（10cm×15cm），间距为0.9m。
木材［σ］＝11MPa，E＝1.1×104MPa。
I＝bh3/12=10×153/12=2812cm4
W=bh2/6=10×152/6=375cm3
Q总=（（3.38+0.012+0.025）×1.2+（0.25+0.2）×1.4）×9.8=46.358kN/m2
M=q总L2/8=46.358×0.9×0.92/8=4.224kN·m
σ＝M/W=4.224/3.75×10-6=10.264MPa＜［σ］=11MPa，强度符合要求。
δ＝5q总L4/384EI=5×46.358×0.9×0.94/384×1.1×104×2812×10-8=1.286mm
δ/L=1.286/0.9×103=1/700＜［1/400］,刚度符合要求。
4.5、碗扣节点承载力验算
立杆承受大横杆传递来的荷载：
Pc=q总L/2=4.854×9.8×0.9×0.9/2=19.266kN≤Qb=[60]kN节点承载力满足要求。
4.6、支架稳定性验算
对于碗扣支架钢管（Φ48mm，壁厚3.5mm），中间横杆间距1.2m，
I＝π（D4－d4）/64=π（4.84－4.14）/64=12.18cm4
根据欧拉公式：
［Pcr］＝π2EI/（μH）2＝π2×2.1×105×12.18/（1×1.2）2＝175kN>8.4kN
符合稳定性要求
4.7、基础验算
立杆下端均设在刚性C25混凝土垫层，厚200mm，扩散角为θ=45°。
地基承载力标准值按fgk=150kN/m2计算，脚手架地基承载力调整系数：
kc=0.5。
每根立杆受正向压力为：
4.854×0.9×0.9=3.932t，
b=0.9+0.2×tan45°×2=1.3m2
p＝3.932×9.8/1.3/1=29.64kN/m2≤fg=150×0.5=75kN/m2
地基承载力满足要求。
5、门洞布置及验算
5.1、门洞布置
在A匝道4#墩-5#墩处，因支架要横跨大沃铺村村通公路。
在靠近4#墩处设置一个5m×5.5m的门洞，作为机动车道。
（详见A匝道门道方案图）。
沿大沃铺村村通公路纵向布设5根直径为130cm的钢模作为门柱支墩，门柱支墩底部基础为1.6米直径的混凝土扩大基础，为保证门柱支墩的稳定，在门柱内浇筑1米高填充混凝土。
靠4号墩侧采用在墩柱上安设5个50cm高抱箍，抱箍上沿横桥向放置1道双排30b工字钢横梁，门柱上也放置1道双排30b工字钢横梁，两横梁间按间距90cm布设双排30b工字钢纵梁，其上搭设满堂支架，支架间距为90cm×90cm。
每两墩柱间横梁加设1根φ30cm钢柱进行加固，所有型钢间连接点均点焊加固，各向型钢横纵梁间设联系杆，提高传力体系整体性。
4#墩采用双抱箍承载上部结构压力，墩柱双抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t＝14mm）制成，M22的高强螺栓连接，抱箍高50cm，采用18根喷砂后涂无机富锌漆的16Mn钢高强螺栓连接。
抱箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。
为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层2-3mm厚的橡胶垫。
A匝道桥4#墩-5#墩门洞布置图
5.2、门洞验算
5.2.1、荷载计算
按照A匝道桥4#墩-5#墩设计图纸中所给出的情况，按照门洞6.5米长现浇箱梁进行计算：
（1）现浇箱梁砼自重：
本6.5米长门洞计算段箱梁砼体积为187.5m3，187.5×2.6=487.5t
（2）模板自重：
竹胶板厚15mm，按0.012t/m2考虑。
37.781×6.5×0.012=2.947t
（3）方木自重：
方木容重7.5kN/m3，每平方米的重量为：
纵向截面方木：
（1÷0.3×0.1×0.1）×0.75÷1=0.025t/m2
横向截面方木：
（1÷0.9×0.1×0.15）×0.75÷1=0.013t/m2
方木每平方米的重量为：
0.025+0.013=0.028t/m2
37.781×6.5×0.028=6.876t
（4）支架自重：
支架重量0.00384t/m，每平方米的重量为：
立杆：
0.9×0.9×4.5×0.00384=0.014t/m2
横杆:
0.9×4.5÷1.2×2×0.00384=0.026t/m2
考虑扣件的重量和支架重量，工字钢上支架高度约4.5m。
37.781×6.5×（0.014+0.026）=9.823t
（5）施工荷载：
取2.5kN/m2
（6）倾倒与振捣荷载：
取2kN/m2
5.2.1、工字钢强度验算
跨越大沃铺村村通公路门洞，净宽5.5m，高5m，跨越门洞纵梁选用双排30b工字钢，间距为90cm，门洞支墩及墩柱抱箍上横梁也采用双排30b工字钢，工字钢设计受力参数为：
截面积=67.2cm2,每米重52.7kg，惯性矩I=9400cm4，E=2.1×105MPa，W=627cm3。
（1）纵梁验算
箱梁底板35.83m范围内按间距90cm考虑40根纵梁，则每根纵梁工字钢承受荷载：
（（487.5+2.947+6.876+9.823）×9.8×1.2+（2.5+2）×1.4）/40＝149.258KN
q=22.963KN/m
△△
6.5m
Ix＝9400cm4
Wx=627cm3
q总=149.258/6.5=22.963KN/m
M=q总L2/8=22.963×6.52/8=121.258kN·m
σw=M/Wx=121.258/（0.627×2）=96.697MPa＜[σw]=145MPa
强度满足要求。
δ＝5q总L4/384EI=5×22.963×6.54/384×2.1×105×9400×2×10-8=13.5mm
δ/L=13.5/6.5×103=0.83/400＜［6.5/400］,刚度满足要求。
（2）横梁验算
门洞两侧布设2道双排30b工字钢横梁，则横梁工字钢承受荷载：
（（487.5+2.947+6.876+9.823+40×0.0527×6.5×2）×9.8×1.2+（2.5+2）×1.4）/2＝3146.304KN
q=87.276KN/m
△△
3.605m
Ix＝9400cm4
Wx=627cm3
q总=3146.304/10/3.605=87.276KN/m
M=q总L2/8=87.276×3.6052/8=141.780kN·m
σw=M/Wx=141.780/（0.627×2）=113.062MPa＜[σw]=145MPa
强度满足要求。
δ＝5q总L4/384EI=5×87.276×3.6054/384×2.1×105×9400×2×10-8=4.862mm
δ/L=4.862/3.605×103=0.539/400＜［6.5/400］,刚度满足要求。
5.3、抱箍验算
⑴荷载计算
4#墩处按每个墩柱设2个抱箍，共计10个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：
N=（（487.5+2.947+6.876+9.823+40×0.0527×6.5×2+37.781×0.0527×4）×9.8×1.2+（2.5+2）×1.4）/2/5=638.628kN
以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。
⑵抱箍受力计算
螺栓数目计算
抱箍体需承受的竖向压力N=638.628kN
抱箍所受的竖向压力由M22的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：
M22螺栓的允许承载力：
[NL]=Pμn/K
式中：
P---高强螺栓的预拉力，取190kN；
μ---摩擦系数，取0.3；
n---传力接触面数目，取1；
K---安全系数，取1.7。
则：
[NL]=190×0.3×1/1.7=33.529kN
螺栓数目m计算：
A匝道桥4#墩墩柱抱箍设计图
m=N/[NL]=638.628/33.529=19.047≈20个，取双抱箍计算截面上的螺栓数目m=36个。
则每条高强螺栓提供的抗剪力：
P=N/36=638.628/36=17.74KN＜[NL]=33.529kN
故能承担所要求的荷载。
螺栓轴向受拉计算
砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算
抱箍产生的压力Pb=N/μ=638.628/0.3=2128.76kN由高强螺栓承担。
则：
Nf=Pb=2128.76kN
抱箍的压力由36根M22的高强螺栓的拉力产生。
即每条螺栓拉力为
N1=Pb/36=2128.76/36=59.132kN<[S]=190kN
σ=N”/A=N′（1-0.4n/m）/A
式中：
N′---轴心力
m1---所有螺栓数目，取：
36个
A---高强螺栓截面积，A=3.80cm2
σ=N”/A=Pb（1-0.4n/m）/A
=2128.76×（1-0.4×36/36）/（3
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