株洲湘江四桥42米现浇箱梁贝雷支架施工技术方案Word文件下载.doc
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所有的横隔板都在箱梁底的中心线位置设置直径为70cm的过人圆洞。
每跨箱梁各设两个GPZ（Ⅱ）型系列盆式橡胶支座，边跨端支座采用GPZ（Ⅱ）4型，中支座采用GPZ（Ⅱ）9型，横向两支座中心线之间的距离为520cm。
为方便检查人员进出箱梁，在边跨底板无预应力区各设一个直径为60cm进人洞。
箱梁采用三向预应力体系，纵向束采用7ΦS15.24mm和9ΦS15.24mm钢绞线；
横向预应力束为3ΦS15.24mm和2ΦS15.24mm钢绞线；
竖向预应力采用JL32精扎螺纹钢筋，配扎丝锚具。
二、现浇箱梁主要工程量
项目
材料
规格
单位
42m现浇箱梁结构部位
合计
箱梁
横梁
齿块
混凝土
C55
M3
2538
479
114
3131
精轧螺纹钢筋
JL32
Kg
24166
钢绞线
9ΦS15.24
61024
4420
65444
7ΦS15.24
68239
494
68733
3ΦS15.24
31278
2ΦS15.24
9369
普通钢筋HRB335
φ25
14995
φ22
100608
φ16
462677
38413
501090
φ12
24048
7087
12985
44120
普通钢筋R235
656
123
779
φ10
1014
φ8
12892
159
13051
钢材
M75×
65×
72六角螺母
块
1336
72锥形螺母
锚锭板□140×
140×
24
2672
锚具
张拉端锚具YM15—9
套
456
54
510
固定端锚具YMP15—9
张拉端锚具YM15—7
52
8
60
固定端锚具YMP15—7
联接器YJ15—7
156
张拉端扁锚YMB15—3
668
固定端扁锚YMB15—3
张拉端扁锚YMB15—2
324
固定端扁锚YMB15—2
塑料波纹管
D81
M
14979
393
15372
D61
3260
D60×
20
8161
D46×
3618
钢管
φ50×
2.5
626
三、现浇箱梁施工工艺流程
`
四、主要施工方法
该现浇箱梁横穿城市主干道，为了不影响城市交通。
拟采用贝雷支架逐跨现浇的施工工艺。
预压考虑到提高工效，采用水箱预压方法；
底模和侧模采用木框竹胶板，箱梁内模采用木模，搭设钢管支撑；
混凝土采用大型水上搅拌站拌和，输送车运至现场，拖泵泵送入模。
第二节贝雷支架搭设
一、贝雷支架的设计
东岸42米跨连续箱梁施工采用贝雷支架现浇的施工工艺，施工时首先进行支架基础、支架结构的设计与施工。
由于连续箱梁跨度为42米，所以拟在每跨设5排支撑墩，支撑墩基础为混凝土扩大基础，扩大基础上预埋预埋件。
支架立柱采用φ900×
10钢管，立柱顶部设置500×
1000钢箱梁，其上布设贝雷桁片、I25a工字钢次梁和底模系统，其具体结构如后面附图所示。
二、贝雷支架受力验算
1、支架受力荷载取值
根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ-2000），模板支架设计的有关规定，支架设计及验算时主要荷载为混凝土、模板和支架自重的荷载；
施工人员、材料机具等行走和堆放荷载；
振捣混凝土时产生的荷载；
新浇混凝土对侧面模板的压力；
倾倒混凝土时产生的荷载；
其它可能产生的如雪荷载、冬季保温设施荷载等；
支架稳定性验算荷载主要为风荷载。
1.1、混凝土自重荷载
砼自重为安全计取r=26kN/m3，根据施工图纸各截面尺寸计算荷载qr及其分布长度具体如附图一所示。
1.2、板、支架自重荷载
侧模、内模、底模自重荷载：
偏安全侧模、内模及底模均按照常用钢模板150kg/m2自重计算则：
式中：
l1、l2分别为两侧翼板的宽度；
h1、h2分别为两侧腹板的高度；
l3为模板横桥向内模总长；
B为底模板宽度；
1.3、贝雷片自重荷载
按10片贝雷横向布设，单片贝雷自重270㎏/3.0m，考虑联结销、支撑架取300㎏/3.0m计，则贝雷片自重荷载q2=10kN/m。
1.4、I25a工字钢自重荷载
I25a工字钢顺桥向按75cm间距布置，42米长支架一共布置57根，没根工字钢长15m，则。
1.5、施工荷载
计算支架受力时，偏安全考虑施工荷载取q＝2.5kN/m2，故施工荷载取值，式中：
b为箱梁顶面宽度。
1.6、倾倒混凝土时产生的冲击荷载和振捣混凝土时产生的荷载取q＝2.0kN/m2，则没沿米上的荷载值，式中：
1.7、风荷载计算
支架水平荷载主要为风荷载，根据《公路桥涵设计通用规范》查全国基本风压图知，金华地区频率1/100的风压为350Pa，风压力计算公式为：
W0：
基本风压400Pa
K0：
设计风速频率换算系数，属临时工程取0.75；
K1：
风压高度变化系数取1.0；
K3：
地形地理条件系数，取1.0；
支架贝雷片以上部分横向风载（偏安全考虑，贝雷片迎风面积每延米1.5m2）
单排支架立柱所产生风荷载：
K2：
风载阻力系数，根据《公路桥涵设计通用规范》要求，贝雷桁架1.5m高度范围内按照桁架计查相关表格取1.9、底模以上（侧模高度2.5m范围内）按照平面结构取1.3，钢管圆形立柱参照圆形桥墩取0.6。
1.8、支架受力情况
承受竖向均布荷载：
2、箱梁支架模板受力系统受力验算
2.1、翼缘板区模板结构计算
42米现浇支架的侧模面板采用竹胶板，用8×
10cm木枋作为次梁，次梁下每间隔75cm设置一道8×
10cm木枋，木枋下面搭设钢管支撑，钢管直接撑在I25工字钢上。
具体结构附图二：
2.1.1、次梁（8×
10cm）木枋计算
翼缘区砼最大厚度为0.5m，最小厚度为0.15m，考虑安全系数，按0.5m厚砼计算：
翼缘处砼荷载：
模板荷载：
设备及人工荷载：
砼浇注时振捣荷载：
则有
木枋每隔30cm布置一道，
木枋子长度一般可达4-5跨，偏安全考虑，按简支梁计算，跨径为0.75m，计算简图如下所示：
则跨内最大弯矩为：
又
应力为：
（参考一般松木木质）
最大剪力在支点处，由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
即强度均满足要求。
由规范可知，刚度验算荷载取值只考虑砼、模板、施工人员及机具荷载，不考虑振捣所产生的荷载。
偏安全考虑，其取值大小同强度计算（以下相同，不另说明），可得：
则刚度完全满足要求。
2.1.1、主梁（8×
箱梁翼缘板下模板主梁用8×
10cm木枋，木枋下支撑φ48×
3.5脚手管间距为50cm，偏于安全考虑，按简支梁进行计算，跨径为0.5m，受到次梁传递的集中荷载，大小为，最不利的受力模式如下图：
则跨内最大弯矩
最大剪力在支点处，由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
即强度满足要求。
则刚度也完全满足要求。
2.2、腹板模板结构计算
腹板模板下面次梁和主梁采用10×
12cm木方，布置方式跟翼板基本一样，只是布置间距不相等。
2.2.1、腹板新浇混凝土产生的压力
腹板新浇砼所产生的侧压力按下式计算：
其中：
Pmax为新浇注砼的对侧模的最大侧压力；
K1—外加剂影响修正系数，掺加外加剂时取值1.2；
K2—砼坍落度影响修正系数，取0.85；
γ—混凝土容重，取值26kN/m3；
t0—新浇注砼的初凝时间，取14h；
ν—砼浇注速度，取0.5m/h。
所以：
可见在腹板上新浇砼产生的最大的侧压力为57.8kN/m2，且有效压头为2.2米，考虑振捣时所产生的荷载4.0kN/m2，所以最大的侧压力为57.8+4.0=61.8kN/m2。
侧压力从上至下按梯形规律递加，偏安全考虑，取最大荷载值61.8kN/m2计算。
①、次梁10×
12cm木枋计算
木枋的布置间距为0.2cm，则
木枋子长度一般为3-4跨，偏安全考虑,按简支梁计算，跨径为0.75m，计算简图如下：
由梁正应力计算公式得：
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
即强度均满足要求。
挠度计算按简支梁计算：
则刚度也完全满足要求。
②、主梁10×
箱梁腹板下模板主梁用10×
12cm木枋，木枋下支撑φ48×
3.5脚手管间距为40cm，偏于安全考虑，按简支梁进行计算，跨径为0.4m，受到次梁传递的集中荷载，大小为，最不利的受力模式如下图：
挠度按简支梁计算，作用在支点上的力对构件不产生挠度，
2.3、底模板下构件的计算
2.3.1、次梁（10×
12cm木枋）验算
底模下次梁按顺桥向布置，间距30cm和40cm，其具体布置如后附图所示。
在次梁下横桥向布置I25工字钢，间距为75cm。
因此计算跨径为0.75m，按简支梁受力考虑，分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置：
其计算简图如下所示：
①、斜腹板对应位置验算
底模处砼箱梁荷载：
砼浇注冲击及振捣荷载：
则有：
所以强度满足要求；
由矩形简支梁挠度计算公式得：
刚度满足要求。
②、中间底板位置验算
中间底板位置砼厚度在0.53～0.86m之间，考虑内模支撑和内模模板自重，按0.9m计算,则有：
内模和底模荷载：
所以强度满足要求；
刚度满足要求。
2.3.2、支架贝雷桁片顶底模分配梁工25a型钢受力验算
如“箱梁现浇贝雷支架结构示意图”所示，支架贝雷片铺设完成后在其上按照桁片节点距离75cm铺设底模受力型钢，工25a型钢上再铺设木枋，木枋上铺设竹胶板。
横桥向组合贝雷片安装间距为3.0m、箱梁腹板下各安设一组贝雷桁片，因此腹板自重直接作用于底模分配梁工25a的支点上，对底模型钢来讲不产生弯矩及挠度（直接受压），偏安全考虑，对底模型钢在两贝雷桁片之间按照简支梁计算，其受力荷载按照箱梁砼最大厚度计。
则L=3.0m，查表的
型钢承受竖向最大均布荷载为：
式中：
qr为箱梁混凝土自重，由于腹板自重直接作用于贝雷桁片上，因此仅取箱梁底板、顶板（有齿块）总厚度的自重（厚0.9m）；
3层表示底模、内模模板总层数，单层模板自重如前所示取1.50kN/m2；
q施表示施工人群、机具荷载，如前所示取1.0kN/m2；
0.75m为型钢间距。
故：
型钢受力满足相关规范要求，翼缘板下受力比中间底板还要小，不需要验算。
3、贝雷桁片受力验算
如附图所示，为方便施工时的吊装，桁片在桩顶均断开设置，受力验算时取单跨箱梁支架中贝雷桁片跨度最大、荷载最大的一跨，跨径相等，因此L=9.0m、qr＝209.56kN/m，贝雷横向取10片，贝雷架特性如下：
高×
长
cm×
cm
弦杆截面积
F〔cm2〕
弦杆惯矩Ix〔cm4〕
桁片惯矩Ig〔cm4〕
桁片允许弯矩kN.m
桁片允许剪力kN
150×
300
25.48
396.6
250500
788.0
245.0
则：
（0.8为桁片不平衡受力系数）
贝雷架支点处剪应力验算：
故支架纵向布设10片贝雷满足施工规范要求。
4、支架桩顶500×
1000钢箱梁受力验算
钢箱梁布置如附图所示，钢箱梁受力图如下：
500×
1000钢箱梁截面性能：
，
经计算，所选构件满足规范要求。
5、支架单桩受力验算
钢管桩受力直接由贝雷架传递的，由上面知支反力。
则单桩承受最大力为：
φ900×
10钢管桩截面特性：
考虑钢管桩立柱最长约8米，取8米计算：
强度验算：
稳定性验算：
经计算钢管桩能满足要求。
6、支架整体稳定性验算
支架水平荷载主要为风载，风压力计算如前所述，故支架承受风力对于42m跨径箱梁支架：
由于箱梁横坡调整由自身腹板高度进行调整，故恒载、施工荷载几乎不产生水平作用力，水平荷载仅为风载。
抗倾覆系数：
G表示支架自重，最不利情况为侧模已经安装完成、尚未绑扎钢筋，此时支架自重包括外模系统、贝雷桁片、钢管立柱自重。
满足规范抗倾覆系数1.3的要求
7、支架立柱基础的形式选择及受力验算
7.1基础形式选择
根据湖南省地勘院提供地质报告，42米现浇支架桥位区覆盖层较浅，一般为2米左右，穿过覆盖层就是亚粘土或者是泥质粉砂岩，推荐承载离为220KPa～260KPa。
并跨过建设路和滨江南路，路面承载力根据相关质料大于1000KPa。
结合现场的实际情况，支架立柱基础采用扩大基础。
7.1.1、在老路面上的基础形式拟采用1.5×
1.5×
0.5m的钢筋混凝土扩大基础，基础按照构造要求配筋。
7.1.2、其它立柱基础采用采用2.6×
2.6×
0.8m的钢筋混凝土扩大基础，基础按照构造要求配筋，以穿过覆盖层作为基础的持力层。
7.2、基础受力验算
7.2.1、对于以老路面为持力层
（单根立柱所受竖向力最大值）
σ：
为地基承载力设计值，偏安全考虑取较小值1000kpa
A：
扩大基础受力面面积
7.2.2、穿过覆盖层作为基础的持力层
[σ]：
为地基容许承载力，根据地质勘测报告取260kpa。
A：
三、贝雷支架的施工
1、支架搭设工艺流程
2、支架基础施工
根据地堪报告，结合现场情况，选定亚粘土层作为持力层是，立柱基础施工是首先进行开挖到持力层，然后绑扎钢筋，进行现浇，在顶面预埋钢板以固定钢管桩。
扩大基础混凝土标号C25。
对于以老路面作为持力层扩大基础，混凝土标号C25，采取先预制，然后吊装至指定地点安装，原地面要用砂浆找平，以保证混凝土基础与原地基完全接触。
在基础的顶部预埋钢板以固定钢管，钢筋混凝土扩大基础自重约为2～3吨，上面预留吊耳，以方便循环使用。
3、支架搭设施工
3.1、支架采用Φ900㎜，壁厚10㎜钢管作为支撑立柱。
钢管在现场下好料，钢管桩需要接长时，利用法兰盘接长。
用16T吊车逐根吊安，通过测量控制立柱的垂直度和顶面标高，首节钢管立柱与基础顶面预埋的埋件要焊接。
3.2、利用Φ720×
8钢管桩做桩帽，以方便支架拆除。
安装桩帽时测量严格控制顶标高，同一排架高差控制在2mm以内。
3.3、钢箱梁运至现场后，把底面（以桩帽连接部分）磨平，利用吊车逐个排架安装。
3.4、贝雷架在现场进行组拼，用呆车逐跨安装，安装是特别注意跨与跨之间相互错开，保证贝雷立杆与支架支点重叠。
3.5、贝雷桁片沿纵桥向布设好后，横桥向安装I25a工字钢，然后铺设底模系统。
4、支架预压
4.1、支架预压的意义
支架安装完成后在箱梁施工前为确保支架施工使用安全需对支架进行压载试验，其意义如下：
4.1.1、检验支架及基础承载力是否满足受力要求；
4.1.2、消除支架及地基的非弹性变形；
4.1.3、实测支架的弹性变形，为设置预拱度提供依据。
4.2、支架预压方法比选
第一方案：
采用砂袋预压的方法费时费力影响工期，此方案不经济。
第二方案：
由于桥面纵坡为3％，采用在外模内分隔仓的方法预压，操作比较困难。
第三方案：
采用水箱预压，既克服了纵坡大的问题，又加快施工进度。
所以采用第三种方案。
4.3支架预压的施工方法
预压荷载为箱梁单位面积最大重量的1.1倍。
本方案采用水箱加水分段预压法进行预压：
施工前，按照水箱加工图纸加工好水箱，水箱采用3mm厚钢板进行满焊加工，加工好后进行试水试验，确保水箱不漏水。
每一段预压长度为21米左右，由于首跨现浇长度为52.5米，故首跨需分三次预压，标准跨为42米及尾跨31.5米均需分两次预压。
预压步骤图如下：
为了解支架沉降情况，在加水预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点设置在每跨跨中、支架的支点上，每过断面4个点。
在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸水。
卸水完成后采用16t汽车吊将水箱前移。
卸水完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸水后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。
预压完成后要根据预压成果重新调整底模并设置预拱度支立侧模，准备绑扎箱梁钢筋。
第三节模板工程
为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形，本工程投入的模板根据曲线半径制作相应的形式，箱梁底模铺设高强竹胶板，外侧模、内模初步考虑采用木框竹胶板。
底模、侧模及内模结构见附图。
一、底模
底模I25a型钢按设计的间距铺设完成后在其上按间距30～40cm铺设宽10cm、厚12cm的木木枋作为受力主肋，然后铺设高强竹胶板底模面板，结束后根据测量测放出的底模边线进行竹胶板的切割形成底模。
高强竹胶合板胶合性能好，表面平整光滑，完全满足箱梁底面混凝土外观符合要求。
1、竹胶模板的主要特点
1.1、竹胶模板强度高，韧性好，板的静曲强度相当于木胶合板强度的4～5倍，可减少模板支撑的使用数量。
1.2、竹胶模板幅面宽，拼缝少（每张3平方米），相当于6.6块1.5米×
0.3米组合钢模板的面积，支模、拆模速度快。
1.3、竹胶模板表面光滑，容易脱模，复模竹胶模板表面对混凝土的吸附力仅为钢模板的百分之一，混凝土表面平整光滑，可取消抹灰作业，工程进展速度快。
1.4、竹胶模板耐水性好，水煮不开胶，遇水受潮不变形，防腐、防虫蛀。
1.5、竹胶模板导热系数为0.14~0.16瓦/米·
开，远远小于钢模板的导热系数，有利于冬季施工保温。
1.6、竹胶模板使用周转次数高，板材可正反两面使用，在使用方法准确的情况下，周转次数可达15～30次以上。
2、竹胶模板的铺设
2.1、紧贴模板的木枋，要纵向铺放，板缝尺量缩小，垫木的规格10×
12cm，板缝用不干胶带封好，预防漏浆。
2.2、顶模拼法：
先在脚手架上横铺方木，间距1.2m，再纵向铺木枋，间距为0.4—0.5m，所浇砼厚度超过280mm时，间距应相应缩小。
2.3、墙模：
模板后纵向铺三个方木，再横铺二根方木联结，留好穿墙螺丝位置，立好斜撑。
3、锯板方法
锯板用的锯片要求是合金锯片，直径400毫米，120齿左右，转速3800转/分，板下垫实时锯切，以预防毛边。
4、清
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