预应力现浇箱梁排架施工方案.doc

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同安湾大桥B标合同段预应力现浇箱梁排架施工方案

预应力现浇箱梁排架施工方案

选用材料：

扣件式钢管支架支撑系统：

Ф48×3.5钢管，扣件为直角扣件、旋转扣件和对接扣件。

㈡、支架地基处理

本工程的桥梁中心线基本与原有道路的中心线重合，桥梁宽18m，既有道路宽28m因此箱梁边缘的投影线在原有道路内。

故箱梁支架地基处理主要为原有道路部分、泥浆池部位、承台回填部位。

原有道路部分钢管排架立杆下垫100mm*100mm*8mm的钢板再直接立于路面上，同时需对钢垫板进行抄平，而对于原路面破损严重的泥浆池、承台回填处采用立杆下垫设28#槽钢，泥浆池及承台基坑回填采用回填海砂分层水密撼实，再铺10cm砾石砂，最后再浇筑20cm厚C15混凝土，同时排架需在新浇砼垫层的强度达到100%时才能进行搭设。

㈢、钢管支架间距的选择

根据本工程的箱梁的各部位的重量分布情况，钢管支架的间距采用以下三种断面：

⑴端横梁处排架间距

采用Ф48×3.5钢管排架，立杆横距800mm，纵距500mm，水平杆的竖距1200mm。

梁底离地面高取12m。

⑵端横梁以外部分排架间距

采用Ф48×3.5钢管排架，立杆横距800mm（纵腹梁部位横距为400mm），纵距700mm，水平杆的竖距1200mm。

梁底离地面高取12m。

⑶剪刀撑

横向每隔5m设一道，纵向外部通常设。

㈣、排架计算

本工程排架支撑系统的平面布置基本上成矩形结构，相临单位面积内的荷载基本相同，为了计算方便，同时在确保安全的前提下，我方选取跨数较多且单位面积内荷载最大的Pm20～Pm23墩的段面，梁底离地面高取12m。

1、采用的相关数据

⑴、C50钢筋砼：

容量27KN/m3，（μ＞0.05）。

⑵、A3钢材：

容量78.5KN/m3，E=2.1×105MPa。

[б]=140MPa,[бW]=145MPa。

⑶、木材（杉木）：

容量7.5KN/m3，E=9×103MPa。

[б]=11MPa,[бW]=11MPa。

⑷、竹胶板：

容量9.5KN/m3，E=11×103MPa。

[бW]=14.5MPa。

⑸、结构安全储备系数1.2，自重系数1.1；

⑹、临时结构容许应力提高系数：

钢材1.25,木材：

1.15,竹胶板：

1.2。

2、端横梁处排架计算

（1）支撑系统整体稳定计算

①荷载计算

永久荷载

A、端横梁钢筋砼重：

q1=27×2.2=59.4KN/m2

B、模板及支撑重:

九夹板：

0.1KN/m2

竹胶板底模：

qm＝0.012×0.95＝0.114KNt/m2。

木横楞：

0.8KN/m2

钢管自重：

4.5KN/m2

扣件自重：

1.03KN/m2

q2=0.1+0.8+4.5+1.03+0.114=6.5KN/m2

可变荷载

A、施工荷载：

q3=1.5+2=3.5KN/m2

B、支撑安装偏差荷载，按1%竖向永久荷载计

FC=（60+6.5）×0.8×17.7×1%=9.41KN

C、安全荷载，按2.5%竖向永久荷载计

S=（60+6.5）×0.8×17.7×2.5%=23.5KN

D、风荷载

风荷载的标准值：

WK=0.7μZ·μS·WO=0.7×0.62×1.4×0.55=0.334KN/m2

作用于支架上的最大风力：

Fm1=WK×12×0.8=3.2KN

作用于侧底模上的最大风力：

Fm2=WK×2.2×0.8=0.59KN

②支撑承载力验算

受力模型

根据受力情况可知排架在箱梁最厚处的排架支撑内力最大为：

Rmax=（2.7×22+3.5+6.5）×0.5×0.4=13.88KN

经计算，支撑偏心荷载、安全荷载、风荷载等产生的诱发荷载很小，故在此忽略不计。

按荷载组合计算：

S=γGΣSGK+ΨγQΣSGK=1.2ΣSGK+0.9×1.4ΣSGK

当荷载组合为：

竖向永久荷载+竖向施工荷，此时立杆内力N最大为：

Nmax=1.2ΣSGK+0.9×1.4ΣSGK≈1.2×13.88=16.65KN

支撑强度及稳定性验算：

A=4.89cm2i=1.58cmHo=h+2a=120+2×15=150cm

λ=150/1.6=93.75查表φ=0.381

σ=Nmax/φA=16.65×103/0.381×4.89×102=60N/mm2﹤0.85f=174.3N/mm2

③扣件抗滑验算

立杆顶接头两只扣件：

Rs=Nmax=16.65KN﹤Rc=16KN

根据经验扣件选用3只。

④抗倾覆验算

当钢筋、模板完成而砼尚未浇筑时抗倾覆最不利。

安装偏差荷载FC=9.41KN，风荷载Fm1=3.2KNFm2=0.59KN

在设计荷载作用下倾覆力矩：

Mo=9.41×12+13.2×5.5+0.59×12=108.5KN·m

支撑结构的抗倾覆力矩：

qr=8×0.4=3.2KN/m

Mr=0.5×3.2×30.22=1459.3KN·m>Mo=108.5KN·m

（2）混凝土基础冲切计算

在支撑杆集中荷载作用下的150mm厚C30混凝土板的冲切计算:

KQC≤0.75R1Sh0

K：

冲切强度安全系数,取2.2；

QC：

集中荷载11KN；

R1：

混凝土抗拉强度设计值取1.5；

S：

冲切面周长（150+100）4＝1000mm

h0：

混凝土厚度取150mm。

2.2×11000≤0.75×1.5×1000×150

24200N≤168750N

（3）地基承载力计算

A=（0.15+0.1+0.15）2=0.16m2

P=N/A=9.18/0.16=57.4KN/m2﹤fg=kc·fgk=80KN/m2（地基允许承载力）

（4）立杆竖向变形

Δ1=NkH/EA=11×103×11×103/2.06×105×4.89×102=1.2mm

Δ2=n·δ=2×0.5=1mm

Δ3=H·a·Δt=11×103×1.2×10-5×10=1.3mm

Δ=Δ1+Δ2+Δ3=3.5﹤[Δ]=11×103/1000=11mm

综上计算，在端横梁处的排架按400mm×500mm搭设能满足要求。

2、箱体部分的排架计算

箱体部的排架搭设间距采用纵向700mm，横向800mm；在腹板处采用纵向700mm，横向采用400mm。

★空腔部位

（1）支撑系统整体稳定计算

①荷载计算

永久荷载

A、箱梁自重（平均值）：

q1=0.6×25=15KN/m2

B、模板及支撑（含托架）重:

九夹板：

0.2KN/m2

木横楞：

1.6KN/m2

钢管自重：

（5×5×11+10×7×3+5×5×2.6+10×3×3）×0.0384/9=2.7KN/m2

扣件自重：

（25×7×2+25×3×2+25×4）×0.015/9=1KN/m2

q2=0.2+1.6+2.7+1=5.5KN/m2

可变荷载

A、施工荷载：

q3=1.5+2=3.5KN/m2

B、支撑安装偏差荷载，按1%竖向永久荷载计

FC=（15+5.5）×0.6×30.2×1%=3.7KN

C、安全荷载，按2.5%竖向永久荷载计

S=（15+5.5）×0.6×30.2×2.5%=9.3KN

D、风荷载

风荷载的标准值：

WK=0.7μZ·μS·WO=0.7×0.62×1.4×0.55=0.334KN/m2

作用于支架上的最大风力：

Fm1=WK×11×0.6=2.2KN

作用于侧底模上的最大风力：

Fm2=WK×2.3×0.6=0.46KN

②支撑承载力验算

根据受力情况可知排架在箱梁最厚处的排架支撑内力最大为：

Rmax=（0.6×25+5.5+3.5）×0.6×0.6=8.64KN

经计算，支撑偏心荷载、安全荷载、风荷载等产生的诱发荷载很小，故在此忽略不计。

按荷载组合计算：

S=γGΣSGK+ΨγQΣSGK=1.2ΣSGK+0.9×1.4ΣSGK

当荷载组合为：

竖向永久荷载+竖向施工荷，此时立杆内力N最大为：

Nmax=1.2×8.64≈10.4KN

支撑强度及稳定性验算：

A=4.89cm2i=1.58cmHo=h+2a=180+2×15=210cm

λ=210/1.6=131.25查表φ=0.381

σ=Nmax/φA=10.4×103/0.381×4.89×102=55.8N/mm2﹤0.85f=174.3N/mm2

③扣件抗滑验算

立杆顶接头两只扣件：

Rs=Nmax=10.4KN﹤Rc=16KN

④抗倾覆验算

当钢筋、模板完成而砼尚未浇筑时抗倾覆最不利。

安装偏差荷载FC=3.7KN，风荷载Fm1=2.2KNFm2=0.46KN

在水平荷载作用下倾覆力矩：

Mo=3.7×11+2.2×5.5+0.46×11=57.86KN·m

支撑结构的抗倾覆力矩：

qr=5.5×0.6=3.3KN/m

Mr=0.5×3.3×30.22=1504.9KN·m>Mo=57.86KN·m

（2）因箱体空腔部位单立杆荷载10.4KN<端横梁部位的单立杆荷载11KN，即地基与基础承载力和立杆变形均可满足要求，计算从略。

综上计算，在箱体空腔部分的排架按600mm×600mm搭设能满足要求。

★纵腹板处

（1）支撑系统整体稳定计算

①荷载计算

永久荷载

A、箱梁自重：

q1=[0.65×2.6+0.2×0.4+0.85×0.4+（0.26+0.4）×0.425]×25=59.8KN/m

B、模板及支撑重:

九夹板：

0.15KN/m

木横楞：

1.2KN/m

钢管自重：

（5×1.5×7+4×3×7+20×11）×0.0384/3=4.5KN/m

扣件自重：

（20×2×7+20×2）×0.015/3=1.6KN/m

q2=0.15+1.2+4.5+1.6=7.45KN/m

可变荷载

施工荷载：

q3=1.5+2=3.5KN/m2

②支撑承载力验算

根据受力情况可知排架在箱梁最厚处的排架支撑内力最大为：

Rmax=（59.8+7.45+3.5×1.5）×0.6/4=10.9KN

按荷载组合计算：

S=γGΣSGK+ΨγQΣSGK=1.2ΣSGK+0.9×1.4ΣSGK

当荷载组合为：

竖向永久荷载+竖向施工荷载，此时立杆内力N最大为：

Nmax=1.2×10.9=13.1N

支撑强度及稳定性验算：

A=4.89cm2i=1.58cmHo=h+2a=180+2×15=210cm

λ=210/1.6=131.25查表φ=0.381

σ=Nmax/φA=13.1×103/0.381×4.89×102=70.3N/mm2﹤0.85f=174.3N/mm2

③扣件抗滑验算

每处接头两只扣件：

Rs=Nmax=13.1KN﹤Rc=16KN

（2）混凝土基础冲切计算

在支撑杆集中荷载作用下的150mm厚C30混凝土板的冲切计算:

KQC≤0.75R1Sh0

K：

冲切强度安全系数,取2.2；

QC：

集中荷载13.1KN；

R1：

混凝土抗拉强度设计值取1.5；

S：

冲切面周长（150+100）4＝1000mm

h0：

混凝土厚度取150mm。

2.2×13100≤0.75×1.5×1000×150

28820N≤168750N

（3）地基承载力计算

A=（0.15+0.1+0.15）2=0.16m2

P=N/A=10.9/0.16=68.1kN/m2﹤fg=kc·fgk=80KN/m2

（4）立杆竖向变形

Δ1=NkH/EA=12×103×11×103/2.06×105×4.89×102=1.3mm

Δ2=n·δ=2×0.5=1mm

Δ3=H·a·Δt=11×103×1.2×10-5×10=1.3mm

Δ=Δ1+Δ2+Δ3=3.6﹤[Δ]=11×103/1000=11mm

综上计算，在纵腹梁部分排架按600mm×300mm搭设能满足要求。

3、跨包头路门洞计算

本工程的主体桥梁需经过包头路，为了保证现浇箱梁的正常施工，同时不影响包头路的交通，故此排架在P22～P23墩之间开设门洞，保证包头路上两快两慢的车辆通行能力。

（1）上部56a＃工字钢验算

上部56a#工字验算，选取纵腹板处荷载最重的部位

①荷载取值：

混凝土箱梁自重：

q1=[0.45×2.6+0.2×0.4+1.05×0.31+（0.26+0.4）×0.525]×25=48.05KN/m

模板和排架自重：

q2=0.15+1.2+4.5/2+1.6/2=4.4KN/m

56a#工字钢自重：

q3=1.06KN/m

施工荷载：

q4=3.5×1.5=5.25KN/m

单根工字钢每米荷载：

q=[1.2×（q1+q2）+1.4×0.9×q3]/4+1.2×q4=[1.2×（48.05+4.4）+1.4×0.9×5.25]/4+1.2×1.06=18.7KN/m

②强度及稳定性验算

按简支梁计算，计算跨度取8.8m。

M＝ql2/8＝（18.7×8.82）/8＝181KN﹒m

查表得：

Φb＝0.39W＝2340×103mm3

δ＝M/ΦbW＝181×106/0.39×2340×103＝198N/mm2<205N/mm2

③挠度计算：

计算取跨度8.8m。

W＝5ql4/384EI=5×18.7×88004÷（384×206000×656000000）

＝11mm<[w]=l/400=8800÷400＝22mm

故该56a＃工字钢刚度符合要求。

（2）下部40a＃工字钢验算（609钢管间距3.0m）

①荷载取值：

8.8m单根56a#工字钢上总荷载为：

18.7×8.8=164.6KN

每3米下部工字钢内有6根计，故每3米工字钢内荷载为：

164.6×6/2=493.8KN

下部40a#工字钢自重：

3×0.7×1.2＝2.52KN

横梁所受的内均布荷载为：

（493.8+2.52）/3＝165.4KN/m

②强度及稳定性验算

计算按连续梁计算，跨度3.0m。

M＝ql2/10＝（165.4×32）/10＝149KN﹒m

查表得：

Φb＝0.853W＝1090×103mm3

δ＝M/ΦbW＝149×106/0.853×1090×103＝160.2N/mm2<205N/mm2

故该40a＃工字钢强度符合。

③挠度计算：

计算取跨度3.0m。

W＝5ql4/384EI=5×149×30004÷（384×206000×217000000）

＝3.5mm<[w]=l/400=3000÷400＝7.5mm

故该40a＃工字钢刚度符合要求。

（3）下部Ф609钢撑验算

①荷载取值：

（单根Ф609钢撑）

单根Ф609钢撑自重：

3.14（0.30452÷0.29252）×78.5×4.55=8KN

单根Ф609钢撑总荷载为：

165.4×3＋8×1.2＝505.8KN

②强度及稳定性验算

每根钢支撑所受的支反力：

N=505.8KN

A=（304.52－292.52）×3.14=22495mm2

查表得：

Φb＝0.882

σ=N/ΦbA=505.8×103/0.882×22495=25.5N/mm2﹤[σ]=130N/mm2

综上计算，故本方案门洞支撑符合要求。

（五）排架施工工艺

1、施工方法

A、地基处理：

由于立柱周围及地下管线等地基开挖，对回填土进行压实后，上铺100mm砾石砂，再浇筑150mm厚C30混凝土垫层，垫层随捣随平，要求表面平整。

垫层混凝土强度达到70％后，方可弹线、排架搭设，混凝土强度达到100％后，方可进行混凝土箱梁浇筑。

沥青路面铺设槽钢后搭设排架，对沥青路面不平处采用铺设少量砂浆，然后铺设槽钢。

B、支撑布置：

箱梁支撑除路口，采用Φ48×3.5钢管排架扣件连接，经计算排架立杆横向间距0.3m和0.6m两种，中间腹板处和箱梁端处采用0.3m，其余均为0.6m。

纵向间距0.4m和0.6m两种，端梁实体混凝土处采用0.4m，其余均为0.6m。

步距1.8m。

二步脚手架完成后必须同步设置纵横向扫地杆，扫地杆设置离地200mm（具体布置见附图）。

排架搭设前，根据方案在垫层上弹出立杆的位置。

C、纵横向水平杆构造要求

①纵向水平杆宜设置在立杆内侧。

②纵横向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。

对接、搭接应符合下列规定：

纵横向水平杆的对接扣件应交错布置：

两根相邻纵横向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于1000mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。

搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于10mm；

③纵横向水平杆应采用直角扣件固定于立杆上。

D、立杆构造要求

①每根立杆底部设置100mm*100mm*8mm钢板垫块，对于老路面破损比较严重的采用槽钢作为底坐，但需保证槽钢的平整。

②立杆底部必须设置纵横向扫地杆。

纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。

横向扫地杆亦须用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方和立杆上。

当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。

靠边坡上方的立杆轴线到坡顶的距离不应小于500mm。

③支架立杆搭设必须垂直，总高度垂直度偏差不大于50mm。

④立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。

立杆顶部搭接方向以箱梁的中心线对称布置，每个立杆搭接扣件为三个，其中一个扣件为保险扣件。

E、剪刀撑构造要求

①水平剪刀撑除在顶部和底部各设一道之外，中间每隔三步设置一道。

支架四边与中间每隔四排支架立杆应设置一道纵横向剪刀撑，剪刀撑与水平连杆成45º～60º角。

②剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的立杆上。

F、门洞处构造要求

①基础梁上在Φ609支撑位置需预埋750mm*750mm*10mm的预埋钢板。

钢板与Φ609支撑采用点焊。

②Φ609支撑顶部与底部均应焊法兰，并在底部与顶部增加加筋钢板。

③Φ609支撑顶部上横梁采用40a#工字钢，工字钢与支撑采用点焊连接。

④纵梁56a#工字钢与横梁连接采用每4m采用点焊，同时在纵腹板处各选取一根纵梁，在其上方立杆处等间距的选5点焊接100mm长的Φ25的钢筋，立杆套住钢筋。

（见附图）

⑤Φ609支撑之间采用20#槽钢连接。

G、钢托架部位采用纵横杆从每条钢托架竖楞穿过，并且与钢托架的竖楞靠紧，同时与立杆连接起来，以防止钢托架水平位移。

H、排架顶部在箱梁外侧设置防护栏杆，高度1200mm，并在防护栏杆底部设置挡脚笆以防材料等物件坠落。

I、排架外侧设置登高直至箱梁面。

登高坡度1：

3，铺设竹笆、防滑条和挡脚笆，并以2000目绿网封闭。

J、排架搭设完毕后，外面再设置防尘密目绿网层，内侧满铺竹笆，均用14#度锌钢丝扎牢固。

K、排架搭设过程中，每步的水平杆与混凝土墩柱设置抱箍，增加排架的整体稳定性。

2、预压试验方案

预应力钢筋砼现浇箱梁排架的搭设完成后需进行堆载预压试验。

选择第一联第一跨箱梁进行堆载预压试验，连续加载直至全部加载完成，并观测其变形和沉降，待24小时内累计沉降不超过1.5mm，方可吊下荷载。

（1）试验目的

有效地控制预应现浇箱梁在施工过程中的变形。

（2）试验内容

排架的承载力和变形量。

（3）试验方法

①材料选取

采用黄砂为代替荷载，并装入塑料袋内。

每袋内装50kg的黄砂，重量用检测过的磅秤来控制。

②测点布置及测量方法

根据受力分析可知在跨中的弯矩最大，因此布点选择在跨中，每跨布置三点（三点分布在箱梁的中间以及两侧距梁边1/4处）。

测量器具选择水准仪和长钢卷尺。

将钢卷尺的一端固定在选好点的模板底下，另一端采用下面悬挂30kg的重物，保证钢卷尺的顺直。

在模板上未加荷载前先记录原始读数，待所有荷载的全部已加上后立即开始进行测量，记录变形量，接着每隔12个小时测一次。

直至24小时内排架变形量不超过设计要求的变形量即可卸载。

③荷载堆载

堆载所用的荷载需采用25吨汽车吊运至箱梁模板上，但必须保证下放荷载时要做轻放，不得冲撞底模，再采用人工先均匀地搬运至箱梁底模上，直至达设计箱梁的荷载。

在吊车将荷载运至底模上不得在同一处出现集中堆载。

做到每次运至模板上的荷载均匀分布至模板上再上吊另一堆荷载。

在加载过程中需做连续性，一次性加载完成。

现根据对箱梁的标准断面的计算，每1米的箱梁的荷载为826KN（横向）。

根据这个荷载来分布堆载荷载，在空腔处按23KN/m2进行堆载，其余荷载分布在纵腹梁处。

④数据整理

根据所试验所测得的数据进行分析，对本工程所设计的预应力现浇箱梁模板支架进混凝土浇筑时的产生的变形进行有效的控制。

可依据变形量调整箱梁的底标高，实现混凝土浇筑完成后能达到设计所要求的梁底标高。

如发现立杆下沉比较明显，因此需对地基处理进行加强，同时在立杆增加垫块的厚度以及面积等有效措施来保证能保质保量地完成中环线A2.1标的工程。

3、预防地基沉降及排架变形措施

A、由于基坑及地下管线开挖，需回填土。

在基坑回填前，抽干积水，清除垃圾。

回填土不得采用有生活垃圾及淤泥活土，雨天不得回填。

回填采用分层压实。

回填土到标高后，用压路机来回辗压。

上铺道渣，在浇混凝土垫层。

经压实后的土不得有弹簧状，若发生可采用打石灰桩对土质进行固结加固。

B、原有沥青路面不平处采用铺设少量砂浆，再铺槽钢以保证其平整。

C、在浇捣混凝土时，安排足够的材力、物力、劳动力，保证混凝土的供应量。

D、加强排架的观察，每隔8m设置沉降观测记号。

4、落架和排架拆除

（1）落架

A、落架需在每联张拉后才能开始这道工序。

B、落架顺序应从箱梁两侧向中间进行。

C、先敲松两侧的木楔或拧松最顶排的横杆与立杆的万能扣件，再用撬棍将底模与砼落离，最后取出底模以及方木，按此方法依次向箱梁中间进行拆除。

（2）排架拆除

A、拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业。

B、施工前先将所有垃圾清理干净，防止石子等溅落伤人。

C、拆除顺序严格按照从上往下，后搭先拆，先搭后拆的顺序，拆除从内向外拆除。

各种构配件严禁抛掷至地面。

三、安全文明施工

（一）安全生产目标

安全方针：

安全第一，预防为主。

安全目标：

重大伤亡事故为零。

（二）安全管理组织

成立以项目经理为首的，由项目工程师、安全员、施工员等组成的工程施工安全保障体系，落实安全管理责任，全面负责工程的安全管理和监督工作，包括制定、实施、审核安全方针；贯彻实施国家、上海市的各项安全文明施工规定；做好日常安全生产的检查、讲评和交底工作；做好安全生产的纠正和预防工作等。

安全管理组织体系

项目经理

制定有关安全规章制

度监督指导安全措施

贯彻落实安全奖惩工作

项目工程师

施工员

安全员

机管员

编制安全技术方案

安全设施设备验收

特殊施工安全交底

施工生产安全交底

施工过程安全监督

各班组的安全教育

安全检查监督整改

职工违章教育处理

安全资料台帐积累