压载方案满堂红解读.docx
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压载方案满堂红解读
武汉城市圈环线高速公路洪湖段一标
满堂红支架预压方案
编制：
复核：
审批：
中铁一局武汉城市圈环线高速公路洪湖段一标项目部
二O一四年7月湖北·武汉
目录
一、编制依据2
二、工程概况2
三、支架系统结构3
四、预压目的11
五、预压荷载计算11
六、预压施工方法、工艺及步骤11
七、预压人员及设备配置13
八、预压用水相关要求14
九、加载方法及沉降观测14
十、支架预压控制要点16
十一、支架基础预压应急措施16
十二、预压安全注意事项16
十三、环保及文明施工目标17
十四、支架现浇段计算书18
一、编制依据
1.1、武汉城市圈环线高速公路洪湖段第HHTJ-1合同段施工设计图。
1.2、招标文件及《公路桥涵施工技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》以及相关的技术文件、施工合同。
1.3、通过对施工现场踏勘，施工调查所获取的资料。
1.4、实施性施工组织设计。
1.5、《湖北交投武汉城市圈环线高速公路洪湖段标准化实施方案》。
1.6、本企业现有的技术能力、机械设备、施工管理水平及多年参与高速公路建设所积累的经验。
1.7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
1.8、《路桥施工计算手册》人民交通出版社周水兴等编著
二、工程概况
洪湖东枢纽互通设在洪湖市新滩镇与在建洪监高速公路相交，主要承担洪监高速公路与武汉城市圈环线高速公路洪湖段之间的交通转换，互通主线桥七点桩号K179+003.000，终点桩号K180+744.000,长1741m。
1、设计标准
设计荷载：
公路—1级
设计基准期：
100年
设计车速：
100km/h
基本地震烈度：
Ⅵ度，按Ⅶ度设防。
2、结构形式
根据桥梁所处位置实际地形、地质情况等情况，全桥共14联，桥面总宽26~33.5m，采用双幅结构形式。
桥梁上部结构采用预应力混凝土连续箱梁和小箱梁，为等高单箱双室、三室及单箱四室截面结构，现浇梁梁高1.8m、悬臂2.5m，腹板厚度0.45顶板厚0.25米，底板厚度0.22米。
下部结构采用钢筋混凝土桥墩接桩基础。
中横梁宽1.8m，端横梁宽1.5m。
单箱双室截面，梁高2.6米，悬臂长2.5米，腹板厚度0.5米，顶板厚度0.3米，底板厚度0.28米，中横梁宽2米，端横梁宽1.6米
平面分别位于直线和圆曲线（半径4500m）上，桥面横坡为双向2%，纵断面位于R=25000的竖曲线上，墩台径向布置。
简支墩处梁端各设一道伸缩缝。
三、支架系统结构
本工程采用碗扣式脚手架进行施工，现浇梁支架为位于吹砂地段，地质结构较为松软。
施工前应对支架基础场地进行整平，填筑30~50cm毛渣，并按施工标高要求进行平整。
然后碾压夯实。
碾压过程中局部出现翻浆或严重下沉时及时进行换填。
确保底层基础满足设计承载力。
毛渣施工完毕后，按照碗扣布局现场放样C30砼硬化边线和砼顶面标高。
砼浇筑过程中进行全面振捣，不得漏振。
振捣时同步进行地坪收面工作，施工完毕的一段场地内砼顶面标高不得大于±5cm。
（2）支架步距原则：
横向间距腹板下60cm、底板处90cm、翼缘板处90cm.纵向间距横梁和横梁渐变段间距为60cm，底板为90cm。
碗扣脚手架搭设前根据施工图确定支架布局并绘制成图，确定支架基础顶标高和支架立杆的配置。
施工时在基础顶面上定出支架的布置位置，再根据梁底及地面标高，确定好立杆以及上部纵、横分配梁的标高，然后开始放置底托，要求底托位置精确，高度调至计算高度。
当底层支架搭设好后，检查并调整立杆纵横向间距，并保证立杆的垂直度满足要求。
然后依次分层搭好支架，最后安放顶托，顶托伸出高度要根据标高计算初步调好。
（3满堂脚手架应在架体外侧四周及内部纵、横向每6m至8m由底至顶设置连续竖向剪刀撑。
当架体搭设高度在8m以下时，应在架顶部设置连续水平剪刀撑；当架体搭设高度在8m及以上时，应在架体底部及竖向间隔不超过8m分别设置连续水平剪刀撑。
水平剪刀撑宜在竖向剪刀撑斜相交平面设置。
剪刀撑宽度应为6m-8m。
加拼与水平呈45°~60°角的斜向剪刀撑，剪刀撑采用单根6m长的φ48mm壁厚3.5mm钢管，剪刀撑两侧底部向内，斜拼至支架顶部。
纵、横、水平向每隔5排均设置一道剪刀支撑，以增强支架的整体稳定性，有钢管变形崩裂的要及时更换。
剪刀撑钢管连接时搭接长度不应小于1m。
同时采用3扣及以上的扣件数量进行连接。
剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的水平杆或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。
（4）搭设时各杆件连接应紧密，以减小支架变形，并考虑施工预拱度。
支架标高与预拱度调整通过采用顶托调整的方式来进行。
（5）新钢管的检查应符合下列规定；
（4支架布置图
支架布置以施工部位对应图纸进行搭设，本方案选用主线桥右幅13联的支架图。
随工程进展支架搭设图附在施工交底内。
四、预压目的
1、测试砼基础地基承载力，根据测得的数据推算沉降量，为立模标高提供可靠的依据。
2、通过对支架的预压，检验支架的承载力、刚度是否能够满足要求，同时消除支架的非弹性变形，实测支架支架在模拟荷载作用下的弹性变形，以便在立模时设置准确的预拱度，确保施工质量。
3.通过模拟压重，作为箱梁支架施工标高控制的依据。
五、预压荷载计算
1.预压方法。
本方案采用密封水袋试压，由于机构基本类似选取左幅第一联为例计算其余均参考预压，钢筋混凝土密度取2600kg/m3,安全系数取1.2倍,水袋布置时尽量将水袋中心线放置在腹板中心线上，模拟荷载重量。
2.模拟荷载重量换算。
右幅第十三联第一跨混凝土（约）：
276立方。
右幅第十三联第一跨支架上预压重量：
276×2.6×1.2=862t，
右幅第十三联第二跨混凝土（约）：
261立方。
右幅第十三联第二跨支架上预压重量：
261×2.6×1.2=680.2t
六、预压施工方法、工艺及步骤
1、施工方法（密封水袋）
本工程使用10×5×3米规格的水袋,分跨进行预压。
先对管桩基础进行预压，然后搭设碗扣支架，再对支架进行预压。
联号
单跨长度
（m）
预压
部位
水袋数量
（个）
计算重量
（t）
单个重量
（t）
配载重量
（t）
水袋布置
右十三联
第一跨30m
碗扣支架
6
862
144
0
纵向2+2+2
第二跨30m
碗扣支架
6
680
113
0
纵向2+2+2
注：
本表以主线桥13联右幅施工面为首次压载量，其他工作面施工时需附压载重量计算单。
2、工艺步骤
根据本工程的特点以及工期的要求，确保预压的可实施性和可操作性，选取灌水预压法进行施工，其施工工艺如下：
毛渣填筑
砼浇筑
搭设碗扣支架
水袋放置，蓄水配载
沉降观测
沉降稳定
否
进入下道工序
3、水袋安装前准备工作
（1）管桩压载前，检查基础顶面方木摆放间距，避免因受力不均，产生折断现象。
（2）支架压载前安装好底模及侧模。
（3）准备10－20个沙袋，用于防止水袋滑动。
（4）准备10根左右10米长的粗绳子，把各个水袋之间通过连接绳互相栓接。
（5）在施工现场四周悬挂安全警示文字标牌，对预压范围进行围挡封闭，无关人员不得进入施工现场内。
4、水袋放置
（1）根据方案的水袋尺寸和数量在基础试压区域内划线；
（2）支架上预压时，先安装好腹板模板，水袋放置在腹板内侧。
（3）水袋由箱梁底板低端向高端依次放置；
（3）水袋放置时出水口在低端，进水口在高端。
5、水源连接
（1）将水泵、分水阀、分水袋用水管连接起来，水泵至于水沟中（或接自来水管），以方便抽水。
（2）支架预压时，将事先准备好的标杆垂直固定在箱梁底板上。
七、预压人员及设备配置
1、人员数量配置
架子工：
10人；
水袋操作工：
10人；
机械手：
2人；
电工：
1人。
预压小组人员名单
预压小组组长：
彭勇
副组长：
袁小虎、席战武
组员：
赵宏伟、董腾飞、王波、李亚荣、高兵涛、李东东
安全负责人：
黄荣富
2、设备配置
水泵：
7.5KW—3台；
吊机：
16吨汽车吊—1台；
密封水袋：
10×5×3米—6个
水表：
1只；
线锤：
3只；
全站仪：
1台；
水准仪：
1台；
钢卷尺：
10把。
八、预压用水相关要求
1、水源性质：
使用附近水沟（或自来水管）加注。
2、水源距离：
约80米的距离。
3、水源扬程:
约20米。
4、注水方式：
分级加载。
5、水袋安装顺序：
单个直接安装，从一段顺序加注。
6、完成后水的处理：
将水抽至附近排水沟。
九、加载方法及沉降观测
1、加载方法及沉降测量
（1）沉降测量目的：
测试管桩基础地基承载力，通过模拟压重检验基础结构的强度、刚度和稳定性，消除基础沉降变形及碗扣支架的稳定性。
（2）沉降测量方法：
线锤、水准仪、钢尺配合法。
（3）沉降观测点设置
基础预压时观测点沿桥梁纵向设置3个断面，3个断面分别为两端基础顶面，和跨中位置。
箱梁底板观测点沿桥梁纵向设置5个断面，5个断面分别为两端贝雷梁顶部、跨中处以及距跨中10米处；一个断面3个观测点，分别设置在中腹板及两侧的侧腹板上。
另外在中间临时支墩的入土钢管桩上做36个观测点。
（4）蓄水加载控制比例
序号
加载比例
停顿时间（h）
观测时间
1
50%
2
加载到位立刻观测一次，下次加载前再观测一次。
2
80%
2
3
100%
2
4
120%
2
待加载后沉降稳定24h后，测读最终沉降值。
2、卸载测回弹值
待加载完毕24h后，即可进行卸载，卸载分四次进行：
第一次卸载50%后，测各观测点标高；
第二次卸载80%后，测各观测点标高；
第三次待第二次卸载2h后，开始卸载100%，测各观测点标高；
第四次待第三次卸载2h后，完全卸载，1h后测最终各观测点标高。
3、沉降、回弹变形计算
H载后一H初=△H沉（△H沉为载后最终沉降值，H初为加载前的初始值，H载后为加载后的值）；
H载后一H终=△H弹（△H弹为卸载后最终回弹值，H终为卸载稳定后值，）；
H施=H设+△H沉+△H预拱（H施为施工时控制高程值、H设为设计高程值、△H预拱为施工时考虑的拱度值，根据设计△H预拱可以不考虑；）；
通过沉降测量，测出基础沉降量及支架弹性变形与非弹性变形值，以便调整箱梁底模高度。
梁底模板标高控制方法及步骤：
（1）在加载前，测量布设的观测点的标高，作为初始值。
（2）分级加载，测量记录每次布设的观测点的标高，并与初始值H前相减，得出每次沉降值；
（3）加载稳定24h后，测量布设观测点的标高H载后，与初始值H前相减，得出加载后最终沉降值△H沉（总沉降值）；
（4）分级卸载，并测量观测点的标高；
根据沉降观测记录，计算出支架基础总沉降量=满载稳定后最终读数H载后—加载前的初始读数H前，
十、支架预压控制要点
１、试压前认真验收支架基础各杆件及连接部位的可靠性。
２、认真检查水袋是否有刮破和疑似漏水处，发现问题用局部水压试验密封性。
３、水袋高度是否达到标高要求，水袋上口悬挂是否过紧，在保障高度的情况下适当的放松。
4、测量前认真校验水准仪，测量时前后视距尽量相等，每次测量最好在同一位置架设仪器，一个测站测完。
5、支架基础与相邻桥墩必须松开自由。
6、测量点的标记必须牢固不滑移。
7、均匀加载。
十一、支架基础预压应急措施
如果在预压过程中，出现钢管桩沉降过大、工字钢及贝雷梁局部失稳现象，采取如下措施：
１ 立即停止加载，并开始卸载，因采用灌水预压，卸载一般较快；如情况危急，直接将水袋侧部割洞卸载，加快卸载速度。
２ 支架上部、下部人员赶紧撤离支架，避免因基础或支架下沉失稳产生局部垮塌，造成人员伤亡。
３ 检查沉降、失稳现象产生原因，采取加固措施对基础及支架薄弱部位进行处理。
十二、预压安全注意事项
1、安全措施及注意事项
（1）进入现场的人员必须按要求佩戴安全用品。
（2）现场统一指挥信号，分工负责。
（3）预压所用机械专人负责。
（4）加载时遵循从中间向两侧进行原则，严禁偏压加载造成失稳。
（5）在预压过程中，要求详细记录预压时间并要及时通知测量组做
现场跟踪观测未经观测不能施工下一级荷载。
每完成一级加载应暂停一段时间，进行观测，并对预压结构进行检查，发现异常情况应及时停止加载，及时分析，采取相应措施，分析原因后再确定下一步方案。
（6）每加载一级都要测试所有标记点的数据。
如发现局部变形过大或异常问题要及时汇报。
十三、环保及文明施工目标
严格执行国家、湖北省地方政府及建设单位有关环境保护的规定，建立健全环保措施，贯彻环保本着“三同时”原则与工程主体同步实施的总原则，确保工程所处环境不受污染和破坏。
采取合理措施，避免因施工方法不当而引起的污染、噪音和其它原因造成对公众财产和居民生活环境的伤害、妨碍；减少施工引起的扬尘等；工程建筑垃圾、生活垃圾和生产生活废水按规定排放、处理。
规章制度健全、场地整洁有序、施工管理规范、企业形象统一、争创“文明施工”工地。
十四、支架现浇段计算书
14.1、工程概况
略。
14.2、计算依据
《木结构设计规范》
《钢结构设计规范》
《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》
《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（J1325-2011）
《桩用焊接钢管》（SY/T5040-2012）
《钢结构设计手册》（建筑工业出版社）
《装配式公路钢桥多用途使用手册（袁绍金、刘陌生）》
《路桥施工计算手册》
《武汉城市圈环线高速公路洪湖段第HHTJ-1HE合同段两阶段施工图设计（第Ⅲ.01.D1中册第一分册）》
14.3、设计原理
支架设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计法，用分项系数的设计表达式进行设计。
本设计采取承载能力极限状态法。
14.4、设计说明
满堂支架面板采取1.2m竹胶板。
面板下设置两层分配梁，第一层横向为10*10cm方木，间距0.3m。
第二层纵向布置10*10cm方木，间距腹板下60cm，底板及翼缘下90cm，侧面30cm。
方木两端长度比混凝土长出100cm，用作施工平台。
碗口脚手架间距：
横向：
底板、翼缘下90cm，腹板下60cm。
纵向：
（顺桥向）90cm。
层距：
120cm。
侧模30cm。
14.5、设计参数
14.5.1、结构重要系数
本设计支架高度小于20m，结构重要系数取1.0。
14.5.2荷载组合分项系数
活载的分项系数取1.4。
恒载的分项系数取1.2。
14.5.3、相关荷载参数
14.5.3.1、活载
（1）施工人员、材料及施工机具荷载：
q1==2.5KN/m2
（2）振捣混凝土时产生的荷载：
水平模板q2==2.0KN/m2，垂直模板q2==4.0KN/m2
（3）浇筑混凝土时产生的冲击荷载：
q3==2.0KN/m2
14.5.3.2、恒载
（1）新浇筑梁体重力：
q4=26KN/m3
混凝土超重系数取：
1.05
（2）模板自重取0.11KN/m2
（3）方木自重取：
（4）型钢：
I20a：
0.279kN/m
I40b：
0.739kN/m
（5）碗口脚手架：
Φ48*3.5mm，取0.057kN/m。
14.5.3.3、相关取值
（1）钢结构：
（2）方木：
取本表中TC11B级，即：
方木为10*10cm方木，材质为松木。
其参数如下：
W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.667×10‐4m3
I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.3×10‐6m4
A=bh=0.1×0.1=1.0×10‐2m2
E=9×103MPa。
[σ]=11Mpa
自重为0.1*0.1*65kN/m=0.065kN/m。
（3）竹胶板：
竹胶板:
[f弯]=35MPa,[f剪]=1.9Mpa，E=
MPa；
（4）杆件承担混凝土重的弹性挠度取构件跨度的1/400。
14.6、结构计算
本段箱梁计算采用《武汉城市圈环线高速公路洪湖段第HHTJ-1HE合同段两阶段施工图设计（第Ⅲ.01.D1中册第一分册）》P45页图号Ⅲ.01.D1.S6-3-06截面Ⅵ-Ⅵ。
为最大截面，偏于安全。
箱梁截面分为三种，墩顶实心段，墩中线单侧长0.9m；箱梁变化段，墩中线单侧长0.9；和箱梁标准段。
截面如下：
箱梁实心段截面图（cm）
箱梁变化段截面图（截面Ⅱ-Ⅱ）（cm）
箱梁空心段截面图（cm）
14.6.1、箱梁墩顶实心段支架设计计算
1）施工活载按q1=2.5KN/m2；
2）振动荷载按q2=2KN/m2；
3）倾倒混凝土产生的冲击力按q3=2KN/m2；
4）混凝土自重q1=26KN/m3；高度翼缘下取0.5m，底、腹板取1.8m。
混凝土超重系数取1.05。
5）模板自重q5=0.11KN/m2；
其中，q1、q2、q3分项系数取1.4，q4、q5分项系数取1.2。
14.6.1.1、面板设计计算
由于第一层横向方木间距30cm，故底、腹板下受力大，仅对底、腹板下进行计算。
竹胶板（取1m宽板条作为计算单）计算：
抗弯强度设计值：
[f]=35MPa;
弹性模量：
E=9.9×103MPa;
面板的惯性矩：
I=bh3/12=100×1.23/12=14.4cm4
面板的截面系数：
W=bh2/6=100×1.22/6=24cm3
A=bh=1×0.012=1.44×10‐2m2
其下部为10*10cm方木，间距30cm，净间距为20cm，将面板简化为跨度20cm的简支梁。
荷载：
q=1.4（q1+q2+q3）+1.2（q4+q5）
=（1.4×（2.5+2+2）+1.2×（26×1.8×1.05+0.11））×1=68.2kN/m.
计算简图如下：
满足要求。
抗剪强度：
（可）
（2）刚度计算：
（可）
14.6.1.2、纵、横向分配梁（方木）计算：
横向方木采取10*10cm，间距30cm，其下部横向10*10方木。
腹板下间距60cm，底板、翼缘下间距90cm。
即方木跨度最大为90cm。
按跨度为90cm的简支梁计算，结果偏于安全。
方木承受0.3m宽箱梁荷载，腹板高度1.8m。
荷载：
q=1.4（q1+q2+q3）+1.2（q4+q5）
=（1.4×（2.5+2+2）×0.3+1.2×（（26×1.8×1.05+0.11）×0.3+0.065）=20.615kN/m.
计算简图如下：
满足要求。
抗剪强度：
（可）
（2）刚度计算：
（略大于容许值，可）
14.6.1.3、碗口支架计算：
根据6.1.3计算结果，方木支点反力为18.4kN，作用在碗口支架竖杆上。
即碗口支架受力为
可。
14.6.2、箱梁箱室变化段支架设计计算
箱梁箱室变化段单侧长3m，按照刚开始变化的最大位置计算。
1）施工活载按q1=2.5KN/m2；
2）振动荷载按q2=2KN/m2；
3）倾倒混凝土产生的冲击力按q3=2KN/m2；
4）混凝土自重q1=26KN/m3；高度翼缘下取0.5m，底板取0.87m，腹板取1.8m。
混凝土超重系数取1.05。
5）模板自重q5=0.11KN/m2；
其中，q1、q2、q3分项系数取1.4，q4、q5分项系数取1.2。
14.6.2.1、面板设计计算
由于第一层横向方木间距30cm，故腹板下受力大，仅对腹板下进行计算。
竹胶板（取1m宽板条作为计算单）计算：
抗弯强度设计值：
[f]=35MPa;
弹性模量：
E=9.9×103MPa;
面板的惯性矩：
I=bh3/12=100×1.23/12=14.4cm4
面板的截面系数：
W=bh2/6=100×1.22/6=24cm3
A=bh=1×0.012=1.44×10‐2m2
其下部为10*10cm方木，间距30cm，净间距为20cm，将面板简化为跨度20cm的简支梁。
荷载：
q=1.4（q1+q2+q3）+1.2（q4+q5）
=（1.4×（2.5+2+2）+1.2×（26×1.8×1.05+0.11））×1=68.2kN/m.
计算简图如下：
满足要求。
抗剪强度：
（可）
（2）刚度计算：
（可）
14.6.2.2、横向分配梁（方木）计算：
横向方木采取10*10cm，间距30cm，其下部横向槽10型钢。
腹板下间距60cm，底板、翼缘下间距90cm。
14.6.2.2.1、腹板下横向分配梁：
腹板下方木跨度为60cm。
按跨度为60cm的简支梁计算，结果偏于安全。
方木承受0.3m宽箱梁荷载，腹板高度1.8m。
根据第6.1.2节计算结果，结构满足要求。
14.6.2.2.2、底板下横向分配梁：
腹板下方木跨度为90cm。
按跨度为90cm的简支梁计算，结果偏于安全。
方木承受0.3m宽箱梁荷载，腹板高度1.8m。
根据第6.1.2节计算结果，结构满足要求。
14.6.2.3、纵向分配梁计算：
纵向分配梁采取10*10方木，间距腹板下60cm，底板及翼缘下90cm，其下部为碗口脚手架间距60cm。
即方木跨度60cm。
按跨度为60cm的简支梁计算，结果偏于安全。
14.6.2.3.1、腹板下纵向分配梁：
腹板下方木间距0.6m，下部碗口支架间距0.6m，腹板高度1.8m，承受0.6m宽箱梁荷载。
根据6.1.3节计算结果，结构安全。
14.6.2.3.2、底板下纵向分配梁：
底板下方木间距0.9m，下部碗口支架间距0.6m，底板高度0.87m，承受0.9m宽箱梁荷载。
根据6.1.3节计算结果，结构安全。
14.6.2.4、碗口支架计算：
根据6.1.3计算结果，碗口支架满足要求。
14.6.3、箱梁标准段支架设计计算
1）施工活载按q1=2.5KN/m2；
2）振动荷载按q2=2KN/m2；
3）倾倒混凝土产生的冲击力按q3=2KN/m2；
4）混凝土自重q1=26KN/m3；高度翼缘下取0.5m，腹板取1.8m，底板取0.47m，混凝土超重系数取1.05。
5）模板自重q5=0.11KN/m2；
其中，q1、q2、q3分项系数取1.4，q4、q5分项系数取1.2。
14.6.3.1、面板设计计算
由于第一层横向方木间距30cm，故腹板下受力大，仅对腹板下进行计算。
腹板箱梁荷载1.8m。
根据6.2.1节计算结果，面板满足要求。
14.6.3.2、横向分配梁（方木）计算：
横向方木采取10*10cm，间距30cm，其下部横向槽10型钢。
腹板下间距60cm，底板、翼缘下间距90cm。
14.6.3.2.1、腹板下纵、横向分配梁：
腹板下方木跨度为60cm。
按跨度为60cm的简支梁计算，结果偏于安全。
方木承受0.3m宽箱梁荷载，腹板高度1.8m。
根据第6.1.2节计算结果，结构满足要求。
14.6.3.2.2、底板下纵、横向分配梁：
腹板下方木跨度为90cm。
按跨度为90cm的简支梁计算，结果偏于安全。
方木承受0.3m宽箱梁荷载，腹板高度1.8m。
根据第6.1.2节计算结果，结构满足要求。
14.6.3.4、碗口支架计算：
根据6.1.3计算结果，方木支点反力最大为18.6kN，
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