现浇混凝土箱梁框架梁方案.docx

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现浇混凝土箱梁框架梁方案

附表：

《支架现浇箱梁施工计划横道图》

一、总则

1.1概述

1.1.1项目基本概况

军山第二大道跨硃山湖大桥项目起迄里程K0+280～K0+835，长555m，桥梁路基宽度31m，包括硃山湖大桥（起迄里程K0+290～K0+825，长535m）及两岸桥头各10m路基，硃山湖大桥结构形式为5×20+4×20m预应力砼空心板+5×31m预应力砼连续箱梁+5×20+5×20m预应力砼空心板。

其中，主桥上构采用5×31m预应力混凝土现浇连续箱梁，梁高1.6m，纵向预应力体系,按部分预应力混凝土A类构件设计。

单幅桥箱梁顶宽15.5m（内侧翼缘板留0.5m宽的后浇段，待两幅箱梁施工完后施工后浇段，将两幅桥悬臂板连成整体），梁底宽8.99m，梁底保持水平；箱梁为单箱双室斜腹板截面，箱室宽约4m,箱梁顶底板厚度均为0.25m，腹板厚度由0.4m渐变至0.6m；外侧翼缘悬臂长2.75m，根部厚0.5cm，端部厚0.18cm，内侧翼缘板悬臂长2.76m，根部厚0.5cm，端部厚0.3cm；主墩支点横隔梁厚1.8m，边墩支点横隔梁厚1.2m。

其中1~9、14~23为框架墩，1~8、15~23框架梁横截面为160*180cm的预应力实心梁，9、14为170*240cm的预应力实心梁。

军山第二大道跨通顺河大桥项目起迄里程K2+800～K4+700，长1900m，标准段桥梁宽度31m，包括通顺河大桥（起迄里程K2+858～K4+628.5，长1770.5m）及小军路互通立交（A匝道为双向四车道，宽18.0m，匝道长653.047m；B、C、D、E匝道为单向双车道，宽9.0m，匝道长分别为186.284m、219.699m、415m、528.569m）。

其中，互通范围内现浇连续箱梁基本跨径为25m，3孔或4孔一联，标准断面宽为24.0m，分幅布置，单幅桥宽11.99m，采用单箱双室斜腹板断面，梁高1.6m，悬臂长2.5m，梁底宽6.25m，悬臂端部厚18cm，根部厚45cm；箱梁端横梁厚度为1.2m，中横梁厚度为1.8m，顶板厚25cm，底板厚22cm，跨中腹板厚40cm，支点附近厚度为60cm，腹板厚度渐变段长度为2.5m。

北引桥第五联总体布置为30m+40m+30m=100m变高连续箱梁，分幅布置，两幅桥间也通过桥面弹塑体连接，单幅桥宽15.49m，采用单箱双室直腹板断面，支点梁高2.4m，跨中梁高1.8m，梁高采用1.8次抛物线渐变，悬臂长2.5m，梁底宽10.49m，悬臂端部厚18cm，根部厚45cm；箱梁端横梁厚度为1.2m，中横梁厚度为2.0m，顶板厚25cm，底板厚由跨中22cm渐变至支点的35cm，也采用1.8次抛物线渐变，跨中腹板厚40cm，支点附近厚度为60cm，腹板厚度渐变段长度为2.5m。

南引桥第十联总体布置为4x29m=116m等高连续箱梁，分幅布置，两幅桥间也通过桥面弹塑体连接，右幅桥标准宽15.49m，采用单箱双室直腹板断面，梁高1.8m，悬臂长2.5m，梁底宽10.49m，悬臂端部厚18cm，根部厚45cm；箱梁端横梁厚度为1.2m，中横梁厚度为1.8m，顶板厚25cm，底板厚22cm，跨中腹板厚40cm，支点附近厚度为60cm，腹板厚度渐变段长度为2.5m。

小军路立交B匝道桥布置为2x（3x20m）=120m；C匝道桥布置为2x（3x24.5m）=147m；D匝道桥布置为2x（3x25m）=150m；E匝道桥布置为2x（3x25m）+（33m+58m+33m）=274m。

匝道桥现浇箱梁全宽9.0m，单箱单室斜腹板断面。

其中C、D、E匝道桥为预应力混凝土结构，梁高为1.6m，B匝道桥为普通钢筋混凝土结构，梁高为1.4m；悬臂长2.0m钢筋砼梁底宽4.384m，预应力砼梁底宽4.26m，悬臂端部厚18cm，根部厚40cm；箱梁端横梁厚度为1.2m，中横梁厚度为1.8m，顶板厚25cm，底板厚22cm，其中预应力混凝土箱梁跨中腹板厚40cm，支点附近厚度为60cm，腹板厚度渐变段长度为2.5m；普通钢筋混凝土箱梁腹板厚度为50cm，在靠近支点附近采用4m简便段变厚至70cm。

E匝道桥第三联（跨越新合堤）采用单箱双室直腹板变高连续箱梁结构。

桥梁平面位于缓和曲线上，支点梁高3.6m，跨中梁高2.0m，梁高采用1.8次抛物线渐变，桥梁全宽13.0m，桥面单向横坡通过箱梁整体刚性旋转形成。

跨中腹板厚度为40cm，支点附近腹板厚度为60cm，腹板厚度渐变段长度为2.5m。

箱梁顶板厚度为25cm，底板厚度为25~50cm。

箱梁悬臂长度2.5m，悬臂端部厚度20cm，根部厚度为45cm。

中横梁厚度为2.5m，端横梁厚度为1.2m。

硃山湖大桥全桥跨径布置汇总表表1-1

名称

跨径组合（m）

桥型

北引桥

5×20+4*20=180m

预制箱梁

主桥

5×31=155m

连续梁桥

南引桥

5×20+5*20=200m

预制箱梁

通顺河大桥全桥跨径布置汇总表表1-2

名称

跨径组合（m）

桥型

第一联

3x30=90

装配式预应力砼小箱梁

第二联

4x30=120

装配式预应力砼小箱梁

第三联

4x30=120

装配式预应力砼小箱梁

第四联

4x30=120

装配式预应力砼小箱梁

第五联

30+40+30=100

现浇预应力砼变高连续箱梁

第六联（主航道桥）

52+80+52=184

悬浇预应力砼变高连续刚构

第七联

4x30=120

装配式预应力砼小箱梁

第八联

3x30=90

装配式预应力砼小箱梁

第九联

4x30=120

装配式预应力砼小箱梁

左幅第十联

4x29=116

现浇变宽预应力砼连续箱梁

右幅第十联

4x29=116

现浇等宽预应力砼连续箱梁

左幅第十一联

44+80+55.5=179.5

悬浇预应力砼变高连续刚构

右幅第十一联

55.5+80+44=179.5

悬浇预应力砼变高连续刚构

左幅第十二联

28+30+24=82

现浇等宽预应力砼连续箱梁

右幅第十二联

28+30+24=82

现浇变宽预应力砼连续箱梁

左幅第十三联

3x25=75

现浇等宽预应力砼连续箱梁

右幅第十三联

3x25=75

现浇变宽预应力砼连续箱梁

左幅第十四联

4x26=104

现浇变宽预应力砼连续箱梁

右幅第十四联

4x26=104

现浇等宽预应力砼连续箱梁

左幅第十五联

3x25=75

现浇变宽预应力砼连续箱梁

右幅第十五联

3x25=75

现浇变宽预应力砼连续箱梁

左幅第十六联

3x25=75

现浇变宽预应力砼连续箱梁

右幅第十六联

3x25=75

现浇变宽预应力砼连续箱梁

小军路立交匝道桥全桥跨径布置汇总表表1-3

名称

跨径组合（m）

桥型

B匝道桥第一联

3x20=60

现浇等截面钢筋混凝土连续箱梁

B匝道桥第二联

3x20=60

现浇等截面钢筋混凝土连续箱梁

C匝道桥第一联

3x24.5=73.5

现浇等截面预应力混凝土连续箱梁

C匝道桥第二联

3x24.5=73.5

现浇等截面预应力混凝土连续箱梁

D匝道桥第一联

3x25=75

现浇等截面预应力混凝土连续箱梁

D匝道桥第二联

3x25=75

现浇等截面预应力混凝土连续箱梁

E匝道桥第一联

3x25=75

现浇等截面预应力混凝土连续箱梁

E匝道桥第二联

3x25=75

现浇等截面预应力混凝土连续箱梁

E匝道桥第三联

33+58+33=124

现浇变高预应力混凝土连续箱梁

1.1.2施工方法简介

根据现场实际情况，预应力砼现浇箱梁采用搭设满堂支架法或钢管支架法进行现浇施工，其中硃山湖大桥第三联5×31m现浇预应力连续箱梁采用钢管支架施工，通顺河大桥第五联30+40+30m现浇预应力连续箱梁、第十联4×29m现浇预应力连续箱梁、第十五联3×25m现浇预应力连续箱梁、第十六联3×25m现浇预应力连续箱梁采用钢管支架施工，小军路互通E匝道桥33+58+33m预应力砼连续箱梁采用满堂支架施工；通顺河大桥第十二联28+30+24m现浇预应力连续箱梁、第十三联3×25m现浇预应力连续箱梁、第十四联4×26m现浇预应力连续箱梁采用满堂支架施工，小军路互通B匝道桥、C匝道桥、D匝道桥及E匝道桥3×25+3×25m预应力砼连续箱梁采用满堂支架施工。

硃山湖框架梁采用钢管支架施工。

1.1.3施工工艺流程

满堂支架施工工艺流程图

落地钢管支架施工工艺流程图

图7支架现浇混凝土箱梁施工工艺流程图

1.2编制依据和参考书目

1）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）

2）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）

3）《公路施工手册》（桥涵）

4）《公路工程国内招标文件范本》【交公路发（2003）94号】

5）《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJT_194-2009）

6）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》【JGJ130-2001

（1）】

7）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）

8）军山第二大道硃山湖大桥、通顺河大桥工程设计图纸文件

二、施工要点

2.1基础处理

（1）临时满堂支架基础施工

对地基采用压路机压实后，铺筑30cm碎石、浇注15cm厚C20素砼垫层，然后人工搭设满堂脚手管支架，分节段现浇施工。

为保证支架基础在冬季及雨季不受到积水浸泡，地基处理的同时，沿主线方向在支架基础两侧各设置一条排水沟，靠基础侧砂浆抹面，每90米设置一个集水坑，及时排水。

（2）落地钢管支架基础施工

钢管桩采用履带吊配合DZJ-120A型振动打桩锤施工，主横梁、贝雷片基分配梁采用履带吊安装，钢管桩、主横梁、贝雷片、分配梁施工参照钻孔平台施工。

2.2支架受力验算

硃山湖大桥第三联，通顺河大桥第十五联、第十六联采用钢管支架，梁高均为160cm。

通顺河大桥第五联为变截面连续梁，梁高为180cm~240cm，第十联梁高为180cm，采用钢管支架。

E匝道33+58+33为变截面连续梁，梁高

钢管支架与满堂支架上部构造一样。

1、通顺河大桥第十二联、第十三联、第十四联、B匝道、C匝道、D匝道、E匝道（除33+58+33为变截面连续梁外）采用满堂支架施工，梁高为160cm。

通顺河大桥第十二联、第十三联、第十四联、B匝道、C匝道、D匝道、E匝道（除33+58+33为变截面连续梁外）支架横断面图

通顺河大桥第十二联、第十三联、第十四联、B匝道、C匝道、D匝道、E匝道（除33+58+33为变截面连续梁外）支架纵断面图

①、箱梁底模竹胶面板δ=12mm验算

a、端横梁对应的底模面板δ=12mm验算：

（实心区）

砼箱梁荷载：

P1=1.6×26=41.6kN/m2 （按1.6m砼高度计算）

底模荷载：

P2=43kg/m2=0.43kN/m2 （木质材料）

设备及人工荷载：

P3 =250kg/m2=2.5kN/m2 

则有P =（P1 120%+ P2 + P3 ）=52.85kN/m2 （考虑了预压荷载要求）

面板δ=12mm按简支板计算：

（取1mm宽的板条作为计算单元）

q=52.85×0.001=0.053kN/m=0.053N/mm

W =bh2/6=1×122/6=24mm3 

σ=qL2/8W=0.053×1502/8×24 （此处木枋纵向间距为15cm，即为板条计算跨度）

  =6.21Mpa＜[σ]=10Mpa   强度满足要求； 

Ix=bh3/12=1×123/12=144mm4

f=5ql4/（384EIx）=5×0.053×1504/（384×10000×144）

＝0.37mm≤〔f〕＝L/400=180/400＝0.45mm

满足刚度要求。

b、箱梁底板对应的底模面板δ=12mm验算

砼箱梁荷载：

q1=（0.22+0.25）×26=12.22KN/m2

底模荷载：

q2=取0.43Kpa=0.43KN/m2（木质底模）

内顶模载：

q3=取0.85Kpa=0.85KN/m2（组合钢模）

设备及人工荷载：

：

q4=取2.5Kpa=2.5KN/m2

则有P =（P1120%+ P2 + P3 +P4 ）=18.444kN/m2 （考虑了预压荷载要求）

面板δ12mm按简支板计算：

（取1mm宽的板条作为计算单元）

q=18.444×0.001=0.0184KN/m=0.0184N/mm

w=bh2/6=1×122/6=24mm3

σ=qL2/8W=0.0184×2002/8×24 （此处木枋纵向间距为20cm，即为板条计算跨度）

  =3.83Mpa＜[σ]=10Mpa   强度满足要求； 

Ix=bh3/12=1×123/12=144mm4

f=5ql4/（384EIx）=5×0.0184×2004/（384×10000×144）

＝0.27mm≤〔f〕＝L/400=200/400＝0.5mm

满足刚度要求。

箱梁纵桥向靠端部内腔底板加厚区下木枋纵向间距控制为18cm；箱梁腹板区下木枋纵向间距控制为15cm。

②、底模板下次梁（6×12cm木枋）验算 

底模下脚手管立杆的纵向间距为0.6m和0.9m，横向间距根据箱梁腹板、底板对应位置分别设为0.6m和0.9m，顶托上设工12.6型钢作主梁按横桥向铺设，纵向排距即为脚手管立杆的纵向间距为0.6m和0.9m；次梁木枋按纵桥向铺设，横向间距分别15cm、18和20cm 。

因此计算跨径为0.6m和0.9m，按简支梁受力考虑，分别验算底模下端横梁对应位置、腹板对应位置和底板中间位置：

a、端横梁对应的间距为15cm的木枋受力验算：

（实心区）

底模处砼箱梁荷载：

P1=1.6×26=41.6kN /m2 （按1.6m砼厚度计算） 

模板荷载：

P2=43kg/m2=0.43kN/m2 

设备及人工荷载：

P3 =250kg/m2=2.5kN/m2 

则有P =（P1120% + P2 + P3 ）= 52.85kN/m2 

W =bh2/6=6×122/6=144 cm3 

由梁正应力计算公式得：

σ=qL2/8W=（52.85×0.15）×0.92/8×144×10-6   

  =5.57Mpa＜[σ]=10Mpa   强度满足要求； 

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：

τ= 3Q/2A =3×（52.85×0.15）×（0.9/2）/2×6×12×10-4 

  =0.25Mpa＜[τ]=2Mpa（参考一般木质） 强度满足要求； 

由矩形简支梁挠度计算公式得：

E=0.1×105Mpa；     I = bh3/12 = 864cm4 

fmax=5qL4/384EI=5×（52.85×0.15）×0.94/384×864×104×0.1×105

  =0.78mm＜[f]=2.25mm（ [f] = L/400 ） 刚度满足要求。

腹板下纵桥向木枋间距与端横梁下木枋对应间距同为15cm，且计算跨度为90cm，与端横梁下木枋纵向计算跨度相同。

b、箱梁底板下木枋受力验算：

箱室底板位置砼顶、底板厚度取大值分别为0.42m和0.45m，按0.87m进行受力验算，则有：

底模处砼箱梁荷载：

P1=0.87×26=22.62kN /m2  

底模荷载：

q2=取0.43Kpa=0.43KN/m2（木质底模）

内顶模载：

q3=取0.85Kpa=0.85KN/m2（组合钢模）

施工荷载：

q4=取2.5Kpa=2.5KN/m2

则有P=（P1120%+P2+P3 +P4 ）=30.924kN/m2 （考虑了预压荷载要求）

W =bh2/6=6×122/6=144 cm3 

由梁正应力计算公式得：

σ=qL2/8W=（30.924×0.18）×0.92/8×144×10-6  （此处纵向木枋间距为18cm）

  =3.9Mpa＜[σ]=10Mpa   强度满足要求； 

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：

τ= 3Q/2A =3×（30.924×0.18）×（0.9/2）/2×6×12×10-4 

  =0.18Mpa＜[τ]=2Mpa（参考一般木质） 强度满足要求； 

由矩形简支梁挠度计算公式得：

E=0.1×105Mpa；     I = bh3/12 = 864cm4 

fmax=5qL4/384EI=5×（30.924×0.18）×0.94/384×864×104×0.1×105

  =0.58mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400） 刚度满足要求。

箱室底板位置砼顶、底板厚度取小值分别为0.22m和0.25m，按0.47m进行受力验算，则有：

底模处砼箱梁荷载：

P1=0.47×26=12.22kN /m2  

底模荷载：

q2=取0.43Kpa=0.43KN/m2（木质底模）

内顶模载：

q3=取0.85Kpa=0.85KN/m2（组合钢模）

施工荷载：

q4=取2.5Kpa=2.5KN/m2

则有P=（P1120%+P2+P3 +P4 ）=18.444kN/m2 （考虑了预压荷载要求）

W =bh2/6=6×122/6=144 cm3 

由梁正应力计算公式得：

σ=qL2/8W=（18.444×0.20）×0.92/8×144×10-6  （此处纵向木枋间距为20cm）

  =2.59Mpa＜[σ]=10Mpa   强度满足要求； 

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：

τ= 3Q/2A =3×（18.444×0.20）×（0.9/2）/2×6×12×10-4 

  =0.11Mpa＜[τ]=2Mpa（参考一般木质） 强度满足要求； 

由矩形简支梁挠度计算公式得：

E=0.1×105Mpa；     I = bh3/12 = 864cm4 

fmax=5qL4/384EI=5×（18.444×0.20）×0.94/384×864×104×0.1×105

  =0.42mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400） 刚度满足要求。

按3跨连续梁计算，则以上各个实际值应小于此计算值。

③、顶托主横梁工12.6型钢验算：

脚手管立杆的纵向间距为0.6m和0.9m，横向间距为0.6m和0.9m，顶托槽钢横梁按横桥向布置，纵向间距90cm。

因此计算跨径为0.6m和0.9m，为简化计算，按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，计算结果偏于安全。

a、验算底模下腹板对应位置：

（横向间距为0.6） 

平均荷载大小为q= 52.85×0.9=47.57kN/m

另查表可得：

 W =77.5×103mm3  ；    I = 488×104mm4 ；  

跨内最大弯矩为：

Mmax=47.57×0.6×0.6/8=2.14kN.m 

由梁正应力计算公式得：

σw=Mmax/W=2.14×106/77.5×103 

  =27.6Mpa＜[σw]=145Mpa   满足要求； 

挠度计算按简支梁考虑，得：

fmax= 5qL4/384EI= 5×47.57×0.64×1012/（384×2.1×105×488×104） 

  = 0.078mm＜[f]=1.5mm（[f]=L/400 ）刚度满足要求。

b、验算底模下横梁实心体对应位置：

（横向间距为0.9） 

平均荷载大小为q= 52.85×0.6=31.71kN/m

另查表可得：

 W =77.5×103mm3  ；    I = 488×104mm4 ；  

跨内最大弯矩为：

Mmax=31.71×0.9×0.9/8=3.21kN.m 

由梁正应力计算公式得：

σw=Mmax/W=3.21×106/77.5×103 

  =41.4Mpa＜[σw]=145Mpa   满足要求； 

挠度计算按简支梁考虑，得：

fmax= 5qL4/384EI= 5×41.4×0.94×1012/（384×2.1×105×488×104） 

  = 1.14mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400 ）刚度满足要求。

c、验算底模下底板对应位置：

（采用厚度大值）

平均荷载大小为q= 30.924×0.9=27.83kN/m

 另查表可得：

 W =77.5×103mm3  ；    I = 488×104mm4 ；  

跨内最大弯矩为：

 Mmax=27.83×0.9×0.9/8= 2.82kN.m 

由梁正应力计算公式得：

σw=Mmax/W =2.82×106 / 77.5×103 

           =36.4Mpa＜[σw]=145Mpa   满足要求； 

挠度计算按简支梁考虑，得：

fmax= 5qL4/384EI= 5×27.83×0.94×1012/（384×2.1×105×488×104） 

  = 0.23mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400）刚度满足要求。

④、立杆强度验算：

以φ48×3.5mm脚手钢管作为设计受力验算杆件，立杆纵向间距为0.6、0.9m，横向间距为0.9m和0.6m。

因此单根立杆承受区域即为底板0.9×0.9m、0.6m×0.9m、0.6m×0.6m箱梁均布荷载，由工12.6型钢主横梁集中传至杆顶。

根据受力分析,不难发现端横梁实心体对应的间距为0.6m×0.9m立杆受力比其余位置间距为0.9m×0.9m和0.9m×0.6m的立杆均要大些，故以端横梁下的间距为0.6m×0.9m立杆作为受力验算杆件。

则有P=52.85kN/m2 

横杆步距取为0.6m，[ N ]=40kN 

而N=P×A =52.85×0.6×0.9 = 28.54kN 

可见[ N ]＞N抗压强度满足要求。

另考虑到压杆弹性变形，端横梁实心体对立杆压力为最大：

（按最大高度11m计算） 

     △L = NL/EA = 28.54×103×11×103/2.1×105×4.89×102 

         =3.1mm ＜[f]=11mm（[f]=L/1000）  变形满足要求。

当压杆处在箱梁跨中时变形量为2.3mm，压缩变形更小。

经计算，本支架其余杆件受力均能满足规范要求，本处计算过程从略。

在实际施工中，支架立杆将选用φ48×3.5mm以上脚手钢管作现浇箱梁支撑。

考虑端横梁实心体单位面积承受自重荷载的1.2倍作为预压荷载，即28.54kN＜单根立杆最大容许荷载[ N ]=40kN

故：

支架预压时受荷为满堂支架最大承受荷载，支架处于安全状态。

⑤、地基容许承载力验算：

根据孔桩开挖实际地质资料可知，支架现浇箱梁内地表土质基本为淤泥质粘土、耕土、粉质粘土。

先将淤泥质粘土、耕土清理，再将各个墩位处地基整平后上铺50㎝厚的石灰土碾压密实处理。

其上，在立杆支点对应处铺垫槽20型钢横向布置，在端横梁处纵向间距0.6m，横向间距为0.6、0.9m,跨中处纵向间距0.9m，横向间距为0.6、0.9m。

则有端横梁下对应板底承载力：

σ=N/Ab=28.54/（0.2×0.9）=155.6KPa<[σ]碎石灰土=200KPa

底基层（按碎石土）承载力验算

石灰土计算宽度b=b0+2H·Ctg