匝道桥现浇箱梁施工工艺解析.docx
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匝道桥现浇箱梁施工工艺解析
HK0+572匝道桥连续箱梁施工技术方案
一、工程概况
国道205滨州至新泰高速公路博山出口立交工程共有连续
箱型桥梁两座。
其中HK0+572匝道桥为3×(25+30+25)m+4×25m后张法现浇预应力混凝土连续箱型刚构桥。
该桥全长354.70m,跨主线、辅道三、辅道四及西过境线。
HK0+572匝道桥箱梁主要工程量有:
C40砼2285.5m3,钢筋及钢绞线409.628T。
二、施工计划
1、箱梁总体施工计划:
H匝道跨线桥箱梁施工分为四联:
第1孔、第2孔和第3孔为第一联,第4孔、第5孔和第6孔为第二联,第7孔、第8孔和第9孔为第三联,其余四孔4×25m为第四联。
桥台、3#墩、6#墩、9#墩位置设置五道D80型毛勒伸缩缝,施工方向以6#墩伸缩缝处为固定端分别向第二联和第一联、第三联和第四联方向展开。
全桥共设置施工接缝4处,位置分别为:
第1孔距离1#墩4m处;
第4孔距离4#墩4m处;
第9孔距离8#墩4m处;
第12孔距离11#墩5m处。
砼浇筑以每联为一个作业单元,施工缝处待张拉、压浆、封端后继续完成该联剩余部分砼的浇筑工作,其中钢绞线采用连接器连接。
2、具体施工计划:
根据目前工程实际情况:
因受拆迁影响仅有6#~12#墩柱已经完成,并具备支架基础处理条件,其他墩台施工正在进行。
拟订具体施工计划为:
采用流水作业方法组织施工,支架及模板具备两联同时施工条件。
由第三联向第四联方向进行支架搭设工作及砼浇筑工作;
基础及下部施工顺序为先第二联后第一联方向;
第三联拆除底模后进入第二联,第四联拆除后进入第一联。
3、工期计划:
每联工作时间55天,流水步距30天,因雨季及其他因素影响计划间歇时间12天,有效施工天数140天。
开工日期:
2006年3月1日;
计划完成日期:
2006年8月1日
工期:
152天/5个月。
三、箱梁施工工艺
本桥箱梁施工采用满布支架逐段就地浇筑、张拉、逐次逐联形成连续钢构体系。
施工顺序为:
基底整平压实→铺方木→立支架→测标高→调整标高→铺底模→预压支架→根据沉降观测结果调整标高→绑扎底板、腹板钢筋→穿波纹管、钢绞线→安装芯模→绑扎顶板钢筋→测标高→浇筑砼→养生→拆内模→张拉钢绞线→压浆和封端→拆除模板及支架。
1、基底处理
搭设支架前先进行场地平整,因为所施工桥下地质复杂,需逐跨根据实际地质情况实测地基承载力,然后根据实际情况采取相应处理措施。
采用天然砂砾分层碾压:
总厚度不小于1.0m,沿桥横向宽度超出翼板边缘不小于1.0m。
压实表面平整并留有横坡:
地基横坡方向顺桥梁横坡方向,既便于底模找拱又利于排水。
注意立柱附近支架加密区边部压实;
基底周边做临时排水设施:
周边低处挖临时排水沟将水引离工作区,确保工作区内不积水。
注意地基范围内有无坑穴坟墓:
发现坟墓立即上报文物管理部门,同时作好现场保护工作。
2、铺方木:
铺设枕木前放出支架边缘线测出地面标高,计算杆件长度和换杆位置。
铺设枕木前撒铺碎石找平层,枕木下方碎石厚度不小于5cm。
方木自身大致平整、无空心,顶面尺寸大于底托(或底脚螺栓)钢板5cm;
铺设完方木后标出每根立杆位置。
3、支架搭设
采用支架现浇,支架的搭设根据不同情况采取不同的方式。
准备采用两种方式:
WDJ满堂落地式碗扣支架、加密碗扣支架配合工字钢搭设悬空支架(跨主线、西过境线时)。
①铺垫枕木后,在枕木上架立碗扣支架。
碗扣式支架型号为:
WDJ48*3.5型,要求每根杆件做到无变形、无弯曲。
立杆布置:
跨中为90cm*60cm,横梁位置间距为:
60cm*60cm。
横杆步距为:
底部为120cm间距,顶部间距60cm。
纵横向加设剪刀撑。
纵向铺设10cm*15cm方木;横向铺设10cm*10cm方木,跨中净间距为15cm,小横梁处净间距15cm。
②腹板及翼板位置做定型排架,支撑情况见“侧模支架横断图”。
支架均为10cm*15cm方木。
在排架上钉10×4cm木板条,净距10cm,以防止竹胶板变形过大。
③木排架的加固:
除了纵向用木板两两相连,有部分加固作用外,在图A处用螺栓加固,其平面图大样如图:
A.在纵横方木相交处钻孔,用螺栓拧紧。
B.纵向加固方木与排架间留有一定空隙,大约5-7cm左
右,用方木塞塞紧,起到防侧滑作用,另外,B处的木塞可作为调整标高用。
④通过底脚螺栓初步控制支架底面标高,计算立杆长度。
⑤测设顶托实际标高,并通过调整顶托螺旋来调整支架标高,调丝器不使用偏心杆件,出丝长度保持一致,并要求越短越好。
同时考虑施工予拱度:
跨中加L/1000,其余3/8、1/4、1/8各点断面按照二次抛物线分配。
⑥模板拼装时,必须对缝平整,底板与腹板结合部,为防止漏浆采用“底包侧”方式,并加垫“L”型橡皮垫;腹板与翼板结合部采用“腹顶翼”方式,防止浇筑过程中,因受扰动而造成漏浆。
端部模板制作时应准确量测各部尺寸。
如图示“竹胶板衔接示意图”
模板支撑横断面:
模板支撑纵断图:
侧模支撑图:
木排架加固示意图:
芯模支撑示意图:
4、支架应力验算:
支架按容许应力法设计检算:
根据WDJ碗扣型多功能脚手架使用说明书,当横杆步距为1200MM时,每根支架立杆可承受最大竖直荷载为[N]=30KN。
因H匝道桥位于曲线超高段,考虑到混凝土荷载的分力影响,所有验算中均已计入荷载分项系数。
匝道桥支架立柱承重验算
①跨中段立杆受力验算
(1)、砼恒载计算
跨中砼恒载为:
g1=S/B*Υ=6.08/6.04*26=26.17KN/m2
砼断面积S由CAD绘图计算而来,见上图;砼容重由《路桥施工计算手册》表8-1查得,当配筋率>2%时Υ=26KN/m3。
(2)、倾倒砼产生冲击荷载:
g2=2KN/m2
(3)、振捣砼产生荷载:
g3=2KN/m2
(4)、模板及支撑恒载为:
g4=a+b+c+d+e=1.75KN/m2
木材为落叶松,容重为Υ=7.5KN/m3(源于《路桥施工计算手册》表8-1)。
a)纵向水平方木:
1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.19KN/m2
b)横向水平方木:
1/0.3*0.1*0.10*7.5=0.25KN/m2
c)竹胶板:
0.012*7.5=0.09KN/m2
d)钢模(芯模):
空心断面周长L(下部为缺口)
L=0.775+1.15-0.22-0.1+2*(0.92+0.22)1/2
+[0.832+(0.83/1.15*0.2)2]1/2=4.16m
钢模恒载:
0.75*4.16/3.02=1.03KN/m2
钢模为0.75KN/m2来自于《路桥施工计算手册》表8-1。
e)芯模木支撑:
4.16*0.1*0.15/0.8*7.5/3.02=0.19KN/m2。
其中,4.16为排架周长,0.8m为排架间距。
(5)、施工人员、施工料具运输堆放荷载:
g5=1KN/m2
来源于《路桥施工计算手册》表8-1。
合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5
=26.17*1.2+2*1.4+2*1.4+1.75*1.2+1*1.4=40.50KN/m2
由于跨中立杆间距为0.9m*0.6m,则每根立杆受力:
F=0.9*0.6G=0.9*0.6*40.3=21.87KN<[N]=30KN
结论:
跨中立杆(间距0.9m*0.6m)能够满足应力要求。
荷载名称
分项系数K
荷载名称
分项系数K
荷载名称
分项系数K
砼恒载
1.2
模板及支撑恒载
1.2
振捣砼竖向荷载
1.4
倾倒砼产生荷载
1.4
施工荷载
1.4
②小横梁处立杆受力验算:
(1)、小横梁处砼恒载为:
g1=S/BΥ=11.27/6.04*26=48.5KN/m2
砼断面积S由CAD绘图计算而来,见附图;
砼容重由表8-1,当配筋率>2%时为26KN/m3
(2)、倾倒砼产生冲击荷载:
g2=2KN/m2
(3)、振捣砼产生荷载:
g3=2KN/m2
(4)、模板及支撑恒载为:
g4=a+b+c=0.53KN/m2
木材为落叶松,容重为Υ=7.5KN/m3。
a)纵向水平方木:
1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.19KN/m2
b)横向水平方木:
1/0.3*0.1*0.10*7.5=0.25KN/m2
c)竹胶板:
0.012*7.5=0.09KN/m2
落叶松容重为7.5KN/m3来源于《路桥施工计算手册》表8-1。
(5)、施工人员、施工料具运输堆放荷载:
g5=1KN/m2
来源于表《路桥施工计算手册》8-1。
合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5
=48.5*1.2+2*1.4+2*1.4+0.53*1.2+1*1.4=65.84KN/m2
由于小横梁处立杆间距为0.6m*0.6m,则每根立杆受力为:
F=0.6*0.6*G=0.6*0.6*65.84=23.7KN<[N]=30KN
结论:
小横梁处立杆(间距0.6m*0.6m)能够满足应力要求。
③立杆稳定性验算
钢管外径48mm,壁厚3.5mm。
I=(π/64)(D4-d4)=12.1867cm4;
A=(π/4)(D2-d2)=4.893cm2;
i=(I/A)1/2=1.578cm;
长细比λ=L/i=120/1.578=76;
查附表3-25,λ<[λ]=100;
查附表3-26,得受压构件弯曲系数φ1=0.738
б=N/(φ1A)
跨中б=N/(φ1A)=21.87*103/(0.738*4.893*10-4)
=60.56MPa<[б]=215MPa
横梁б=N/(φ1A)=23.7*103/(0.738*4.893*10-4)
=65.62MPa<[б]=215MPa
结论:
立杆稳定性满足要求。
④悬空支架验算:
(1)、为保障交通,在H匝道桥垮西过境道路处,用φ529钢管,配合工字钢搭设悬空支架,设门洞洞宽3.5*2m,路中间及洞口外侧浇筑15m*0.4m*0.35m的砼垫石带,高度35cm以防止车轮越过。
为防止摩托车与汽车混行,垫石带出入口宽2.70米。
在洞口上方4.5m处设56a工字钢托杆。
横向放置A40工字钢7道,底板位置5道,间距1.5m。
翼板位置左右各一道。
工字钢型号A40,每根长度8m。
在竹胶板底部对应工字钢上放置纵向10*15cm方木,中心间距60cm,横向10*10cm方木,净间距15cm;
立柱采用φ529钢管,箱梁底板位置的钢管中心间距为3m。
钢管顶部放置砂箱以利于模板拆除,砂箱与φ529钢管应焊接牢固;底部为1m*1mC25砼基座,基座顶高程视梁底与地面间距相应计算调整,基座顶预埋60*60*1cm钢板,钢板底焊接4根50cm长U型φ18螺纹钢筋,以保证预埋钢板与混凝土基座连接牢固,φ529钢管底部与预埋钢板应焊接牢固,
详见附图:
(a)博山立交H匝道桥门洞布置纵断面图
(b)博山立交H匝道桥门洞工字钢布置平面图
(2)工字钢验算:
以下数据参数均来自于“人民交通出版社《路桥施工计算手册》”
根据上述计算跨中荷载为40.5KN/m2
则跨中作用工字钢外部线载∑q1=40.5*L=40.5*1.5=60.75KN/m
工字钢线载为q2=0.6756KN/m
来源于附录表3-31
跨径L=3.5m。
钢材的弹性模量:
E=2.1*105MPa
来源于附录表3-19
A40工字截面惯性矩:
I=21714cm4
A40工字钢截面距:
W=1085.7cm3
来源于附录表3-31
A3钢材[б]=145MPa
来源于附录表8-7
[f/L]=1/400
来源于附录表8-
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