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2.2地质情况:
旱地,表层为素填土,层厚在0.5-2.2m之间,其次为粉质粘土层,地基承载力为180kPa。
挖除换填后即可满足满堂支架地基根底要求。
2.3梁体线型:
梁体底部曲线为二次抛物线,利用满堂支架可调顶撑便于梁体线型控制。
二、临时结构方案
1.概述
十六潭特大桥跨横温路〔40+64+40〕m连续梁采用满堂支架现浇施工方法。
墩身施工完成后,对支架搭设位置进展地基处理,然后搭设满堂支架。
图1支架立面布置图
2.地基处理
地表层为素填土,在搭设支架前对其挖除换填〔支架搭设宽度14.4m,地基处理X围超出每边1m,即需要换填处理的地基X围宽16.4m〕。
先测量现有地面高程,确定支架搭设高度与根底顶面高程,再下挖至粉质黏土层,而后回填AB组填料,用振动碾分层碾压密实,处理后测试地基承载力不得小于计算值〔计算地基承载力126.26kPa,考虑保险系数后本文计算取180kPa〕。
经检验合格后,在上面浇筑10-15cm厚C15混凝土封闭层。
根底顶面设置人字形排水坡,根底四周设置梯形排水沟〔砂浆抹面〕。
因地势起伏变化,所以在99#墩位置设置挡墙,形成台阶,通过台阶来调节两侧支架上下过渡。
3.支架搭设
采用Φ48×
3.5型碗扣式满堂支架,按横向60cm、纵向60cm、步距60cm进展搭设,同时对腹板下部支架进展加密,调整横向立杆间距为30cm。
顶托上横桥向铺设10×
15cm枕木,其上沿纵桥向分布6×
10cm方木,梁体底板下间距为30cm,腹板下满铺;
再在上面铺1.8cm厚竹胶板作为梁底模,宽度不等。
3.1扫地杆
支架立杆底部通过可调底座支撑于硬化混凝土面上,并设置纵、横扫地杆,其高度距地面小于或等于35cm。
支架顶部加顶撑可进展标高调整,可调顶撑伸出距离距最上层水平杆间距不得大于70cm。
3.2剪刀撑
为了确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性,依据规X要求在支架纵、横方向由底至顶连续设置竖向剪刀撑,其间距应小于或等于4.5m;
同时当支架高度大于4.8m时在支架顶部与底部设置水平剪刀撑,中间水平剪刀撑设置间距小于或等4.8m。
3.3支架搭设要求
按施工方案弹线定位,放置可调底座后分别按先立杆后横杆再斜杆的搭设顺序进展。
立杆要求每根竖直,立竖杆后与时加纵、横向平面钢管固定,各根钢管的纵横向间距应严格按设计要求布置,确保满堂支架具有足够的强度、刚度、稳定性。
满堂支架搭设完毕后,测量放样,确定每根顶托的高度〔每根顶托的标高按其位置处梁底标高减构造模板厚度和纵、横向方木厚度计算,取25cm〕,保证整个支架的高度一致并满足设计要求。
为了施工方便和安全,在中墩的外侧搭设人行工作梯,工作梯采用碗扣式脚手架搭设而成。
3.4.1进入现场的碗扣架构配件应具备以下证明资料:
⑴主要构配件应有产品标识与产品质量合格证;
⑵供给商应配套提供管材、零件、铸件、冲压件等材质、产品性能检验报告。
3.4.2构配件进场质量检查的重点:
⑴钢管管壁厚度;
焊接质量;
外观质量;
⑵可调底座和可调托撑丝杆直径、与螺母配合间隙与材质。
3.4.3脚手架搭设质量应按阶段进展检验:
⑴首段以高度为6m进展第一阶段的检查与验收;
⑵架体应随施工进度定期进展检查;
达到设计高度后进展全面的检查与验收;
⑶遇6级以上大风、大雨、大雪后特殊情况的检查;
⑷停工超过一个月恢复使用前。
3.4.4对整体脚手架应重点检查以下内容:
⑴保证架体几何不变形的纵、横竖向剪刀撑与水平剪刀撑等设置是否完善;
⑵根底是否有不均匀沉降,立杆底座与根底面的接触有无松动或悬空情况;
⑶立杆上碗扣是否可靠锁紧;
⑷立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度;
采用扭力扳手检查,不合格重新拧紧到合格为止。
3.5预拱度设置
在支架上浇筑连续箱梁时,随着混凝土的增加,支架发现一定的下沉,而梁体在支架拆除后也会发生一定的下挠。
为保证梁体在支架拆除后能达到设计要求的外形,在支架搭设时设置适宜的预拱度〔初设1.8cm〕,通过预压消除支架非弹性变形,获得弹性变形值后再通过调整底托重新设定标高。
4.支架预压
4.1预压荷载
为了检查支架的承载力,减少和去除支架的非弹性变形与地基的沉降量。
在铺设完箱梁底模方木后,对全桥支架进展预压,预压荷载按箱梁自重荷载的1.2倍考虑。
4.2预压方法:
预压采用砂袋,用吊车吊装逐级加载,砂袋装好后任意挑选五袋对其承重,取其平均重量〔按每袋1m3按1.5T计算〕。
预压重量按计算荷载的40%→80%→120%分三次逐级加载。
即砂袋分层布设,先铺设第一层,全部完成后再铺第二层,最后是第三层。
加载前检测沙含水量,加载后在做好防雨措施,遇雨天时应用防雨布覆盖。
4.3预压观测
每6小时对观测点观测1次,假如24小时的沉降量小于2mm,如此可以确认为沉降稳定,并计算总沉降量。
在预压前、后和预压过程中,用仪器随时观测跨中、1/4梁跨位置的变形,并检查支架各扣件的受力情况,验证、校核施工预拱度设置值的可靠性和确定支架预拱度设置的合理值。
4.4卸载
当观测到24小时的沉降量小于2mm后,不再观测开始卸载。
卸载也采用吊车逐个将砂袋卸下。
卸载完成后,观测支架的弹性变形。
4.5支架调整与预拱度设置
在支架预压完成后,重新标定桥梁中心轴线,对箱梁的底模板平面位置进展放样。
预压后通过调承托或木楔准确调整底模板标高。
4.6调整底模板
支架预压完成后,根据预压所得数据通过调整顶托来重新调整预拱度,对因预压造成底模变形、破损的需与时更换。
5.支架拆除
X拉压浆完毕后可拆除支架。
支架拆除方向均应由跨中向支点平衡对称进展,尽量减少作用于支架的水平力。
三、支架布置图
〔附后〕
四、支架计算书
1.设计规X
《铁路桥梁钢结构设计规X》〔TB10002.2-2005〕
《铁路桥涵钢筋混凝土与预应力混凝土结构设计规X》〔TB10002.3-2005〕
《铁路桥涵地基与根底设计规X》〔TB10002.5-2005〕
《建筑结构荷载规X》〔GB50009-2001〕
《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规X》〔JGJ166-2008〕
2.材料
2.1钢材采用Q235-B钢材,并应符合《碳素结构钢》〔GB/T700〕的规定。
2.2Q235钢材允许应力
抗拉、抗压和抗弯[б]=140MPa
抗剪[τ]=80MPa
2.3木材允许应力〔红松〕
抗拉、抗压和抗弯[б]=12MPa
抗剪[τ
2.4钢材容重:
78kN/m³
2.5混凝土自重:
26kN/m³
2.6木材自重:
9kN/m³
3.计算荷载
①选取中心梁高为4.858处断面检算支架稳定,腹板厚度90cm,底板厚度73cm,顶板厚度37cm。
×
2,长度按1m取,折算成每平米均布荷载:
26KN/m³
4.37㎡×
2;
2,底板宽度取3.898m,长度按1m取,如此每平米均布荷载为26KN/m³
5.38㎡×
翼缘板荷载如此为26KN/m³
1.22㎡×
2。
图5梁体断面图
图6断面荷载分部图
②2
③2
④竹胶板自重产生的荷载:
1m×
9KN/m³
/1m22
⑤纵梁(6×
10cm方木)自重9kN/m³
2,2;
⑥横梁〔10×
15cm方木〕自重9kN/m³
,如此每米重为0.135N/m按0.6m间距布置时0.225kN/㎡
⑦支架自重产生的荷载:
4KN/m2
⑧2
4.底模板计算
面板与方木计算参考《路桥施工计算手册》,立杆计算参考《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规X》
底模与纵梁受均布荷载,计算可按多跨连续梁检算其强度和挠度,也可采用近似公式计算,本文采用以下近似公式计算。
弯曲强度:
σ=M/W
=ql²
/10W≤[σ]
抗弯刚度:
f=ql4/150EI≤[f]
横梁受力为集中荷载,查询《路桥施工计算手册》,按多跨连续梁计算。
=kPl/W≤[σ]
f=kPl3/100EI≤[f]
M——最大弯矩值
W——抗弯截面系数〔矩形截面W=bh2/6〕
I——惯性矩〔矩形截面I=bh3/12〕
E——弹性模量
[σ]——杆件强度极限值
[f]——容许挠度值〔[f]=l/400〕
b——构件计算截面宽度
h——构件计算基面高度
l——构件计算跨度
q——构件均布荷载
P——构件集中荷载
k——集中力作用下的静力计算系数〔查询静力计算用表〕
4.1腹板底模板
腹板底模板下满铺6×
10cm方木,所以不对底板竹胶板进展检算。
4.2底板底模板
底模采用双面镜面胶合板,板厚为1.8cm,胶合板尺寸为122×
244×
底模支承在纵梁上,纵梁中心间距为30cm,纵梁尺寸6cm×
10cm。
图7底模布置图
模板承受的组合荷载:
(①+④×
(②+③+⑧)]×
(2.0+2.0+1.0)]×
查询《路桥施工计算手册》表8-13,考虑模板的连续梁
如此:
跨中弯矩为:
M=ql2/10
2/10
抗弯截面系数:
W=bh2/6
2/6
10-4m3
最大应力:
σ=M/W=8.36MPa<[σ]=12Mpa
弹性模量:
106KN/m2
惯性矩:
I=bh3/12
3/12
10-6m4
最大挠度值:
f=ql4
∴底模满足要求。
5.纵梁计算
5.1腹板纵梁
纵梁为6cm×
10cm方木,长度3m,跨度为0.6m,间距为0.06m满铺布置,如此:
图8模型图
如此沿纵梁方向承受的组合荷载:
(①+④+⑤×
〔②+③+⑧〕]×
〔2.0+2.0+1.0〕]×
M=ql²
/10
·
m
图9弯矩图
=1×
=3.45MPa<[σ]=12MPa
I=bh3×
3/12=5×
10-6m4
图10变形图
最大挠度:
f=ql4/150EI
∴纵梁截面尺寸符合要求。
5.2底板纵梁
底板采用1.8cm厚竹胶板,铺设于底6×
10cm纵梁底上部。
纵梁采用6×
10cm方木,间距按0.3m布置,最大跨度0.6m,如此:
图11模型图
图12弯矩图
=5.54MPa<[σ]=12MPa
106KN/m2
图13变形图
∴底模纵梁截面尺寸符合要求。
6.横梁计算
横梁采用10×
0.6=10.60kN/m。
计算按四跨连续梁计算。
图14模型图
3×
图15弯矩图
即最大应力为σ=M/W
=4.85MPa<[σ]=12MPa
图16变形图
3/100EI
∴横梁截面尺寸符合要求。
7.立杆计算
N----立杆的轴心压力设计值(kN);
φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ----钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[σ]----钢管立杆抗压强度设计值:
[σ]=205.000N/mm2;
l0----计算长度(m);
腹板下立杆间距纵向0.6m,横向0.3m。
每根立杆承受的轴心压力设计值:
(①+④+⑤+⑥+⑦×
立杆步距为0.6m,碗扣脚手架立杆Φ
参照《扣件式规X》,按下式计算
l0=h+2a
h----步距,h=600mm;
a----立杆上端顶托伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;
a=0.300m;
如此立杆计算长度
l0=h+2a
=600+600
=1200mm
如此立杆受压长细比:
l0
查《扣件试规X》附表得轴心受压立杆的稳定系数:
φ
如此钢管立杆的最大应力计算值:
σ=N/φA
102)
2
σ<[σ]=205N/mm2
∴立杆满足设计要求。
7.2底板下立杆计算
底板下立杆间距纵向0.6m,横向0.6m。
(①+④+⑤+⑦×
计算立杆长度
如此立杆受压长细比为:
查《扣件式规X》附表得轴心受压立杆的稳定系数:
注:
立杆计算也可直接依据立杆纵横间距a×
bX围内荷载小于不同步距下立杆的设计荷载来判断立杆是否满足。
图18计算图示
腹板、底板下立杆轴向压力值为29.62kN、20.21kN均小于步距为0.6m是立杆设计荷载40kN,所以立杆满足要求!
8.地基承载力计算
地基承载力检算:
按最不利位置〔梁高5.23m位置〕截面,取单位长度1m进展检算。
∮=N/A<[∮]
∮——计算地基承载力
A——根底底面积
N——轴心压力值
[∮]——允许地基承载力〔天然土以地质勘测报告为准,换填后以实际检测为准〕
²
支架重4kN/m²
2×
1×
1〕=5kN/m²
〔单位面积钢筋混凝土重+支架重+混凝土地坪重〕
∮=N/A
地基处理后保证承载力不小与126.25kpa;
为保证安全处理后地基承载检测不小于180kpa即可。
9.抗倾覆计算
计算取边墩位置支架最高处计算,支架高度为11.5m,梁体翼缘板至梁底高度为3m,总高度14.5m。
依据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规X》第4.3条规定:
WK—风荷载标准值〔KN/m2〕
μs—风荷载体型系数;
μz—风压高度变化系数
W0—根本风压力〔KN/m2〕
地面粗糙程度为B级,查风压高度系数表得:
〔高度H=14.5m〕
根本风压:
《建筑结构荷载规X》附表D.4,参考某某、嘉鱼取〔未列某某〕地区50年风压。
脚手架挡风系考虑架外满挂密目安全网,
取
,
风荷载体形系数:
支架高度11.5m,即支架所受均布荷载q1×
0.235/11.5=0.022kN/m;
上部梁体高度3m,如此模板迎风面均布荷载为q2×
3/3=0.14kN/m。
支架自重:
G=14×
计算模型如下:
图17模型图
风荷载产生的弯矩:
M1=q1×
11.5/2+q2×
〔11.5+3/2〕
13
支架与模板产生自重弯矩
M2=G×
14/2
7
取安全系数1.5,
M1=6.9<[M]=M2/1.5=235.2/1.5=156.8kN/m;
满足抗倾覆要求。
五、相片资料
现场勘察
素填土挖除
回填AB料
分层碾压
地基承载力检测
承台回填
扫地杆
剪刀撑
完成后的支架
方木铺设
纵横方木
面板
堆载预压
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