玉王庙互通立交现浇梁支架施工方案.docx
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玉王庙互通立交现浇梁支架施工方案
玉王庙互通立交工程现浇梁支架搭建施工方案
一、编制依据:
⑴内江市新入城线玉王庙互通立交工程施工图设计文件;
⑵中铁十七局集团新入城线玉王庙互通立交工程《实施性施工组织设计》;
⑶《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076—95);
⑷《公路工程质量检验评定标准》JTG80/1-2004;
⑸《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011);
⑹《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ_166-2008);
⑺《路桥施工计算手册-桥涵》人民交通出版社;
⑻《钢管满堂支架预压技术规程》(JTG/T194-2013);
二、编制目的:
为保障既有线行车安全,同时能既经济又合理的搭建现浇支架,满足施工需要,保质保量的如期完成施工任务。
三、工程概况:
内江玉王庙互通立交工程有现浇梁9处13联37跨,各处现浇梁情况如下:
1、K匝道特大桥0#~3#桥墩间跨径为14.973+20.882+13.77m变宽异形现浇连续箱梁;
2、K匝道特大桥3#~4#桥墩间10.5m宽跨径为15.323m现浇连续箱梁;
3、K匝道特大桥7#~10#桥墩间10.5m宽跨径为25+35+24m现浇连续箱梁;
4、K匝道特大桥10#~13#桥墩间10.5m宽跨径为24+25+25m现浇连续箱梁;
5、K匝道特大桥22#~25#桥墩间10.5m宽跨径为17+33+20m现浇连续箱梁;
6、K匝道特大桥35#~38#桥墩间10.5m宽跨径为15+23+16m现浇连续箱梁;
7、K匝道特大桥38#~40#桥墩间跨径为32+31.86m变宽异形现浇连续箱梁;
8、I匝道大桥0#~3#桥墩间跨径为2-25.7+14.9m变宽异形现浇预应力砼简支箱梁;
9、I匝道大桥14#~18#桥墩右幅间跨径为2-22.5+2-25右幅变宽异形现浇连续箱梁;
10、I匝道大桥15#~18#桥墩左幅间跨径为22.5+2-25左幅变宽异形现浇连续箱梁;
11、N匝道2号大桥9#~12#桥墩间跨径为25+35+25变宽异形现浇连续箱梁;
12、N匝道2号大桥18#~21#桥墩间跨径为2-35+20变宽现浇连续箱梁;
13、H匝道中桥0#~3#桥墩间跨径为20+25+25变宽现浇连续箱梁。
主要工程数量如下:
现浇梁工程量(表一)
匝道桥名
钢筋
(kg)
C50混凝土(m3)
钢绞线(kg)
10ФS15.2
波纹管(m)
R235
HRB335
90×19
70×19
Ф55
Ф70
Ф90
K匝道
393
846789
3762.68
138893
243.1
292
4101
8281.4
I匝道
206
667754
3081
106366
2394
225.2
6777.9
N匝道
329
612683
3182
112506
398.5
3429.7
6507.5
H匝道
128
164520
758.8
30862
614.9
2015.6
合计
1056
2291746
10784.48
388627
641.6
292
10539.6
225.2
23582.4
现浇梁工程量(表二)
匝道
桥名
锚具
BM15-5
BM15-4
M15-5
M15-5P
M15-7
M15-7P
M15-10
M15-10P
M15-12
M15-12P
M15-13
M15-13P
K匝道
50
84
100
20
16
16
32
8
142
32
65
5
I匝道
58
38
16
16
12
12
160
104
N匝道
72
72
4
94
65
15
H匝道
18
2
84
合计
122
84
248
64
32
32
44
20
480
136
130
20
四、支架设计
根据上部荷载和地基情况,每个底托下设置纵向或者横向方木,碗扣件组合成框架单元;顶托与模板间按照设置纵向、横向方木,使上部荷载能均匀受力至碗扣支架上。
本工程现浇梁高度为1.5m和2.0m两种类型,取梁高为2.0m时进行设计,现浇梁满堂支架空腹段框架单元为60cm×90cm×120cm,实腹段为30cm×90cm×120cm。
1托、立杆、横杆安装Φ
根据支架高度进行设计组合后,进行底托和第一层立杆、横杆安装,每段支架横桥向横杆处在同一水平面上,支架搭设宽度和长度度随桥面宽度变化,立杆坐落在方木上,方木与硬化面直接接触。
在已处理好的地基上按立杆间距摆放可调底座,为使立杆接长的水平缝错开,保证支架的稳定,第一层框架分别用1.2m和3.0m的立杆交错布置,然后全部用3.0m立杆接长,顶部用1.8m的立杆找齐,最后在顶端设顶杆,以便能插入顶部的可调托座。
支架下部和上部均为可上下调节的底座和顶托,便于落架和拆模。
⑵顶托安装
为便于在支架上高空作业安全、省时,可在地面上大致调好顶托伸出量,再运至支架顶安装。
根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距,顺桥向设左、中、右三个控制点,精确调出顶托标高。
然后用明显的标记标明顶托伸出量,以便校验。
最后再用拉线内插方法,依次调出每个顶托的标高,顶托伸出量一般控制在30cm以内。
2刀撑设置
为了增强支架的整体稳定性和刚度,纵向每隔4.5m设一排剪刀撑,横向每隔2.4m设一排剪刀撑。
3方木安装
在顶部托座上放上纵梁15×15cm方木,然后铺设梁体外模,模板肋为10×10cm方木间距30cm。
在桥面一侧设1.05cm宽人行道,铺木板,并安装钢管护栏和防护网。
五、支架验算
1、满堂支架
1.1基本参数:
钢管形心主惯性矩— I (取121900mm4)
钢管横截面的面积— A (取489mm2)
钢材的屈服极限—
(取205Mpa)
钢材的弹性模量— E (取205Gpa)
钢管铰接后的自由长度—L
钢材的强度容许应力—
(取166.7Mpa)
本计算书分别以中支点最大截面预应力混凝土箱形连续梁(单箱单室)和跨中等截面预应力混凝土箱形连续梁处为例,对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。
1.2荷载计算
(1)荷载分析
根据现浇箱梁的结构特点,在施工过程中将涉及到以下荷载形式:
q1——箱梁自重荷载,新浇混凝土密度取2600kg/m3。
q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载,按均布荷载计算,取q2=2.0kPa(偏于安全)。
q3——施工人员、施工材料和机具荷载,按均布荷载计算,下肋条时取2.0kPa;
q4——倾倒混凝土产生的荷载,取2.0kPa。
(2)荷载计算
荷载计算
按单位面积荷载计算(因翼板厚度远小于梁体,因此只计算梁体部分,图中阴影部分)
a、空腹段截面积:
S=7×2-2.544×3=6.37㎡
梁底宽度7m,空腹段每㎡的重量:
q1=26×6.37/7=23.66KN/㎡
空腹段荷载:
q=1.2(q1+q2)+(1.4(q3+q4)=36.39KN/㎡
b、实腹段截面面积:
S=7×2=14㎡
梁底宽度7m,实腹段每㎡的重量:
q1=26×14/7=52KN/㎡
实腹段荷载:
q=1.2(q1+q2)+1.4(q3+q4)=70.4KN/㎡
现设计空腹段支架按纵横间距均60×90cm,实腹段支架按纵横间距均30×90cm。
支架应力验算:
空腹段60×90单元格每根立柱的应力为:
实腹段0.3×0.9单元格每根立柱上的应力:
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》120厘米长钢管长细比得出允许应力折算系数取0.755
空腹段和实腹段均能满足要求。
荷载验算:
根据《公路施工手册-桥涵》横杆步距1.2米时,每根立杆的设计荷载为30KN。
按设计的钢管间距
空腹段每根钢管承受的荷载为:
实腹段每根钢管承受的荷载为;
1.3满堂支架整体抗倾覆验算
依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时,倾覆稳定系数不得小于1.3。
K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw
选取跨径35米,平均高度15米,平均宽度12.6米(包含两侧施工平台)为例。
名称
长(m)
横(排数)
纵(排数)
数量(m)
单位重(m/Kg)
总重(吨)
立杆
15
14
64
13440
6.175
83.00
横杆
35
14
13(层)
6370
4.83
30.77
横杆
12.6
13(层)
64
10483
4.44
46.54
顶托
1
14
64
896
6.8
6.09
底托
1
14
64
896
6.8
6.09
剪刀撑
40
5
7
1400
5.77
8.08
合计:
(吨)
q5=180.57
稳定力矩:
(支架宽度搭设12.6米)
风压计算:
—风压高度变化系数,取1.0
—风荷载脚手架体型系数,取1.2
—基本风压,取0.3kN/m2
Wk=0.7×1×1.2×0.3=0.252
则作用于支架上的风荷载:
0.252×15×35=132.3KN
作用在箱梁侧模上的荷载:
1×2×35=70KN
倾覆力矩=(132.3+70)×(15/2)=1517.3KN.m
K0=稳定力矩/倾覆力矩=11375.9/1517.3=7.49>1.3
计算结果说明本方案满堂支架满足各方面要求。
1.4箱梁底模下横梁验算
本施工方案中箱梁底模底面横桥向试采用15×15cm方木验算,方木长度4m,实际为多跨连续梁结构,计算中将其简化为简支结构。
木方宽度:
b=15cm;高度h=15cm;支撑跨度为0.6m或0.3m;
空腹段间距:
0.6m;实腹段间距:
0.3m。
惯性矩:
I=bh3/12=150×1503/12=4218.75×104mm3
截面矩:
W=bh2/6=150×1502/6=562.5×103mm3
弹性模量:
E=9000MPa
木材容许抗弯强度取11MPa
应力计算
空腹段应力:
q=36.39KN/m2×0.6m=21.83KN/m
Mmax=ql2/8=21.83×0.62/8=0.98KN·m
Mmax/W=2500/562.5=4.4MPa<11MPa
实腹段应力:
q=52KN/m2×0.3m=15.6KN/m
Mmax=qL2/8=15.6×0.32/8=0.18KN·m
Mmax/W=15600/562.5=2.73MPa<11MPa
挠度计算
空腹段:
w=ql4/150EI=0.5mm<600/400=1.5mm
实腹段:
w=ql4/150EI=0.2mm<300/400=0.8mm
由以上计算得知,按设计方案,实腹段、空腹段布置方木满足施工要求。
1.5地基承载力验算
根据上述支架验算中单根立杆承受的最大荷载N=21.7KN,底托下设计15cm×15cm方木支撑,顺桥向间距60cm,横桥向间距90cm,则地基承载力取顺桥向方向验算:
N/A=21.7/(0.6×0.15)=241KPa,综上所述,支架基础地基承载力应大于241KPa。
2门洞通道支架体系
2.1布置及搭设说明
本合同段施工方案中的门式通道采取钢管柱和工字钢平台支架体系,以门洞跨径8.5m为例,进行布置和验算如下:
工字钢平台支架体系由门式立柱上铺设I40b工字钢横向分配梁,门洞跨径8.5米,其上再铺设I40b纵向工字钢(横桥向中对中间距0.4m)、工字钢上铺15cm×15cm方木,间距0.3m。
门柱采用Ф508mm×6mm螺旋管,立柱高8米,横桥向间距按2米间距布置。
门柱之间剪刀撑采用22#槽钢焊接以增加其整体稳固性和受力性,底部焊接在基础砼预埋的2cm厚钢板上。
3.4门洞通道支架验算
3.4.1工字钢梁强度及刚度验算
跨度L=8.5米,取梁高2m空腹段荷载为36.39KN/㎡。
I40b工字钢自重73.88Kg/m,工字钢间距0.4m,则每根工字梁上单位长度(米)上的荷载:
q=36.39/2.5+73.88×10/1000=15.29KN/m
最大弯矩M=ql2/8=15.29×8.5×8.5/8=138.09KN·m,
计算工字梁应力:
σ=M/w=138.096KN·m/3840cm3=36.0MPa<215MPa。
(3840cm3为I40b工字梁截面模量,215MPa为钢材允许应力)
2.2挠度计算
E钢材弹性模量取206GPa,查表I40b工字钢I=22800cm4,工字钢上每延米荷载15.29KN/m,
5ql4/384EI=5×15.29×8.54/384×206×22800=0.022m,
允许挠度=L/350,8.5/350=0.024m,满足要求。
2.3立柱和地基承载力计算
按最大跨径计算L=8.5米,高度8米,2米间距,每端8根
15.29×1×8.5(14/0.4+1)=4678.74KN
每根立柱受力F=4678.74/2/8=292.4KN。
立柱采用Ф508mm×6mm钢管柱;查表得出4米高钢管柱长细比值应力折算系数取0.71。
允许应力为:
215MPa×0.71=152.6MPa
钢管柱的净截面积S=π×505×6=9520mm2。
则作用在钢管上的应力:
N/S=292400/9520=30.71MPa<152.6MPa。
2.4地基承载力计算:
基础受压面积按钢管截面计算偏安全,所以计算受压截面积取S=3.14×0.5082/4=0.2m2,则有:
292.4/S=1462KPa,采用C25混凝土基础,基础尺寸为2m×0.7m×0.5m(长×宽×高)条形基础,地基承载力为292.4/(2×0.7)=209KPa。
本合同段现浇地段地形复杂,各处支架原则根据以上叙述和计算必须遵循;满堂支架搭设,空腹段立柱单元格60×90,实腹段30×90,地基承载力大于241KPa,门洞搭设纵梁采用I40b工字钢,布置间距0.4米时,最大跨径不得超过8.5米,立柱螺旋钢管间距2米,地基承载力不得小于209KPa。
六、支架搭建
1、K匝道特大桥0#~3#桥墩间现浇梁支架搭建:
(1)基本情况:
本段现浇梁跨径为14.973+20.882+13.77m变宽异形现浇连续箱梁,0#台处桥面宽度6.317m,3#台处与中心线成105°交角,宽度12.624m,上跨A匝道(自贡-成都),与A匝道75度斜交,接既有E匝道大桥,桥跨平均净高9.5m,地势较平坦,地表为松软粘土,跨A匝道净高8.2m。
(2)地基处理:
靠近0号台6m范围内设置13.5m×0.6m×0.6m(长×宽×高)台阶10级,台阶采用30cm厚C20混凝土浇筑;其余场地先挖除表面松软土,整平后用压路机压实,采用20cm厚C20混凝土硬化,硬化平均宽度为11m,硬化长度为35m(扣除A匝道宽度11.8m和台阶长度6m后);硬化场地两侧设置45m长,内空30cm×30cm,沟帮和沟底厚度为20cm的C20混凝土排水沟;局部较软地段采用碎石换填,确保地基承载力满足需要。
(3)支架搭建参数:
根据现场地形,跨A匝道处采用预留门洞的方式搭建支架,其它部分为满堂支架。
门洞:
为行车安全,预留门洞洞门与匝道中线垂直,预留门洞宽度5m,长度14m,高度7.63m,立柱采用Ф508mm×6mm钢管柱,坐落在16m×0.7m×0.5m(长×宽×高)的C25混凝土条形基础上,钢管柱间距2米,两侧共16根,每根高度6.73m,立柱上铺设I40b工字钢纵桥向分配梁,横桥向再铺上I40b工字钢,间距0.4m。
横桥向铺15cm×15cm方木,方木间距0.3m。
满堂支架:
满堂支架平均高度9.5米,平均宽度11m,长度44.6m,空腹段横杆间距为60m×90m,实腹段横杆间距为30cm×90cm,步距1.2m,纵向每隔4.5m设一排剪刀撑,横向每隔2.4m设一排剪刀撑,底托下垫15cm×15cm方木,顶托上垫15cm×15cm方木,横向铺方木间距0.3m。
搭建支架材料表一:
项目
碗扣架
(吨)
钢管柱
(吨)
方木
(立方)
钢板
(吨)
脚手架
(吨)
I40b工字钢
(吨)
其它辅助钢材
(吨)
数量
126.7
8.0
66.6
1.23
3.49
15.4
1.5
搭建支架材料表二:
项目
C20
混凝土
(立方)
C25
混凝土
(立方)
换填
碎石
(立方)
清表(平方)
土方挖填
(立方)
数量
128.5
11.2
30
385
300
2、K匝道特大桥3#~4#桥墩间现浇梁支架搭建:
(1)基本情况:
本段现浇梁为10.5m宽跨径15.323m现浇连续箱梁,地势较平坦,地表为松软粘土。
(2)地基处理:
场地先挖除表面松软土,整平后用压路机压实,采用20cm厚C20混凝土硬化,硬化平均宽度为13m,硬化长度为15m;硬化场地两侧设置16m长,内空30cm×30cm沟帮和沟底厚度为20cm的C20混凝土排水沟;局部较软地段采用碎石换填,确保地基承载力满足需要。
(3)支架搭建参数:
根据现场地形,采用满堂支架搭建。
满堂支架:
支架平均高度8.5米,平均宽度12.6m,长度15.3m,空腹段横杆间距为60m×90m,实腹段横杆间距为30cm×90cm,步距1.2m,纵向每隔4.5m设一排剪刀撑,横向每隔2.4m设一排剪刀撑,底托下垫15cm×15cm方木,顶托上垫15cm×15cm方木,横向铺方木间距0.3m。
搭建支架材料表一:
项目
碗扣架
(吨)
钢管柱
(吨)
方木
(立方)
钢板
(吨)
脚手架
(吨)
I40b工字钢
(吨)
其它辅助钢材
(吨)
数量
45.0
/
24.1
/
1.23
/
0.5
搭建支架材料表二:
项目
C20
混凝土
(立方)
C25
混凝土
(立方)
换填
碎石
(立方)
清表(平方)
土方挖填
(立方)
数量
46.8
/
10
195
100
3、K匝道特大桥7#~10#桥墩间现浇梁支架搭建:
(1)基本情况:
本段现浇梁为10.5m宽跨径为25+35+24m现浇连续箱梁,8#~9#墩间现浇梁上跨H匝道,与H匝道30度斜交,地势沿线路方向逐渐减低,高度分别为7m,9.5m,11m,平均高度为9.2,地表为松软粘土,局部为既有路基边坡。
(2)地基处理:
H匝道两侧设置25m×0.6m×0.6m(长×宽×高)台阶共5级,台阶采用30cm厚C20混凝土浇筑;其余场地先挖除表面松软土,整平后用压路机压实,采用20cm厚C20混凝土硬化,硬化平均宽度为13m,硬化长度为69.2m(扣除A匝道宽度11.8m和台阶长度3m后);硬化场地两侧设置72m长,内空30cm×30cm,沟帮和沟底厚度为20cm的C20混凝土排水沟;局部较软地段采用碎石换填,确保地基承载力满足需要。
(3)支架搭建参数:
根据现场地形,跨H匝道处采用预留门洞的方式搭建支架,其它部分为满堂支架。
门洞:
为行车安全,预留门洞洞门与H匝道中线垂直,宽度5m,高度5.13m,长度36m,立柱采用Ф508mm×6mm钢管柱,坐落在38m×0.7m×0.5m(长×宽×高)C25混凝土条形基础上,钢管柱间距2米,两侧共38根,每根高度4.23m,立柱上铺设I40b工字钢纵桥向分配梁,横桥向再铺上I40b工字钢,间距0.4m。
横桥向铺15cm×15cm方木,方木间距0.3m。
满堂支架:
满堂支架平均高度9.2米,平均宽度12.6m,长度79m,空腹段横杆间距为60m×90m,实腹段横杆间距为30cm×90cm,步距1.2m,纵向每隔4.5m设一排剪刀撑,横向每隔2.4m设一排剪刀撑,底托下垫15cm×15cm方木,顶托上垫15cm×15cm方木,横向铺方木间距0.3m。
搭建支架材料表一:
项目
碗扣架
(吨)
钢管柱
(吨)
方木
(立方)
钢板
(吨)
脚手架
(吨)
I40b工字钢
(吨)
其它辅助钢材
(吨)
数量
239.9
11.9
137.9
2.77
6.85
38.9
3
搭建支架材料表二:
项目
C20
混凝土
(立方)
C25
混凝土
(立方)
换填
碎石
(立方)
清表(平方)
土方挖填
(立方)
数量
232.7
26.6
20
919
520
4、K匝道特大桥10#~13#桥墩间现浇梁支架搭建:
(1)基本情况:
本段现浇梁为10.5m宽跨径为24+25+25m现浇连续箱梁,地势沿线路方向逐渐减低,高度分别为11m,12.3,15.5m,平均高度为9.2,地表为松软粘土,12#~13#桥墩间地势低洼,地基较软,局部为既有路基边坡。
(2)地基处理:
靠H匝道两侧设置13.5m×0.6m×0.6m(长×宽×高)台阶共4级,台阶采用30cm厚C20混凝土浇筑;10#~12#桥墩间场地先挖除表面松软土,12#~13#桥墩间换填碎石2m,场地整平后用压路机压实,采用20cm厚C20混凝土硬化,硬化平均宽度为13m,硬化长度为72m(扣除台阶长度2m后);硬化场地两侧设置75m长,内空30cm×30cm,沟帮和沟底厚度为20cm的C20混凝土排水沟;局部较软地段采用碎石换填,确保地基承载力满足需要。
(3)支架搭建参数:
根据现场地形,采用满堂支架搭建。
满堂支架:
支架平均高度12.9米,平均宽度12.6m,长度74m,空腹段横杆间距为60m×90m,实腹段横杆间距为30cm×90cm,步距1.2m,纵向每隔4.5m设一排剪刀撑,横向每隔2.4m设一排剪刀撑,底托下垫15cm×15cm方木,顶托上垫15cm×15cm方木,横向铺方木间距0.3m。
搭建支架材料表一:
项目
碗扣架
(吨)
钢管柱
(吨)
方木
(立方)
钢板
(吨)
脚手架
(吨)
I40b工字钢
(吨)
其它辅助钢材
(吨)
数量
306.2
/
116.6
/
9.00
/
2
搭建支架材料表二:
项目
C20
混凝土
(立方)
C25
混凝土
(立方)
换填
碎石
(立方)
清表(平方)
土方挖填
(立方)
数量
235.6
/
680
936
1040
5、K匝道特大桥22#~25#桥墩间现浇梁支架搭建:
(1)基本情况:
本段现浇梁为10.5m宽跨径为17+33+20m现浇连续箱梁,23#~24#墩上跨H匝道,与H匝道37度角斜交,H匝道在该处为高填方路基,支架搭建地势为中间高,两侧低,平均高度为14.5,地表为既有线路基边坡。
(2)地基处理:
H匝道两侧全设置成13.5m×0.6m×0.6m(长×宽×高)台阶,台阶采用30cm厚C20混凝土浇筑;台阶长度为60(扣除H匝道
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- 玉王庙 互通 立交 现浇梁 支架 施工 方案
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