预应力箱梁满堂支架现浇法施工方案.docx
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预应力箱梁满堂支架现浇法施工方案
预应力箱梁满堂支架现浇施工方案
1.工程概况
本工程桥梁结构采用连续梁形式,跨径布置为4*19.5=78m。
本桥设计起点桩号为K0+011.243,终点桩号为K0+89.243。
采用满堂支架现浇施工的方法。
主梁采用单箱8室箱形断面连续现浇箱梁,梁高100cm,悬臂长度为150cm。
顶部厚22cm,底板厚20cm,普通段中腹厚度为40cm,边腹板厚度为50cm,在支点位置主梁顶板加厚至32cm,底板加厚至30cm,腹板均加厚至60cm,桥面宽度24m。
2.施工方案
现浇连续箱梁采用满堂支架现场浇筑施工。
满堂支架采用φ48、δ=3.5mm碗扣式钢管架拼装搭设。
箱梁底模、外模及内模采用桥梁专用模板。
钢筋在钢筋加工场地加工、人工现场绑扎成型。
现浇箱梁混凝土分两次分层浇筑完成,先浇筑底板与腹板混凝土,再浇筑顶板混凝土。
混凝土在混凝土拌合站集中拌制,混凝土罐车运送至现场,由混凝土汽车泵泵送入模。
混凝土由连续梁一端向另一端均匀分层浇筑,人工用φ50型插入式振捣棒振捣密实。
以单孔(跨径均为19.5米)现浇预应力混凝土连续箱梁为例,对现浇箱梁的施工方案及工艺进行详细说明,其余连续梁段均与此相同。
现浇混凝土主板主要工程数量见下表。
主要工程数量表
名称
单位
数量
备注
钢筋
t
484.29
C50混凝土
M3³
1071
3.施工工艺流程
基础处理→搭设支架→安装底模和支座→全孔预压→安装侧模→安装钢筋→浇注混凝土→混凝土养生→预应力钢束张拉,灌浆、封锚→拆除模板和支架
4.主要人员及设备
施工管理人员采取定员制度,参与施工人员及机械设备情况根据需要由单位随时调动,在满足生产需要的前提下提高企业生产率。
5.施工工艺及方法
5.1支架施工
5.1.1基底处理
对于采用满堂支架进行现浇梁施工,地基沉降对质量与安全影响重大,如在箱梁浇筑过程中,地基出现较大的沉降,则会造成结构破坏、支架失稳,酿成重大的质量安全事故。
此桥横跨河道,但此河流水量较小,河床外漏,下部结构施工时采用山皮土、渣石筑岛方式,故该段经石渣料、山皮土加高场地标高,225型挖掘机(自重23吨)碾压,碾压后保证满足压实度不小于92%即可满足箱梁施工要求,且填筑宽度超出支架范围不小于50cm,不需要格外处理。
5.1.2支架施工
支架采用φ48、δ=3.5mm碗扣式满堂支架。
支架立杆间距:
顺桥向间距为90cm,横桥向立杆间距为90cm。
每根立杆下均装可调强力底托,且底托下垫宽20cm、厚18cm枕木(或40cm高*40cm宽钢筋混凝土预制方桩)以利于基础承载,并通过调整底托高度,使横杆水平受力。
立杆顶均装可调顶托,便于标高调整、落架等后续工序的施工。
横杆步距同立杆间距。
考虑支架高度较矮(一节立杆2.4m),支架的刚度和稳定性不作考虑,故不需设置剪刀撑。
沿桥梁横轴线方向,在脚手架顶托上布置9cm×12cm方木(大木方),再在其上布设5cm×8cm纵向方木(小木方);作为箱梁底模的受力骨架。
横向大方木间距同支架纵桥向间距为90cm;纵向小方木间距为30cm。
所有方木必须经选材后方可使用;要求方木的两个受力面必须平整,厚度均匀、一致。
横、纵向方木交叉点用铁钉、拉板等连接构成受力整体,再铺15mm厚的桥梁专用模板(模板与方木骨架用铁钉连接)作底模。
5.1.3满堂支架受力检算
1、荷载组合:
混凝土(含钢筋)+模板(含内模、侧模及支架,以砼自重5%计)+施工荷载:
2.0KPa+振动荷载:
2.5KPa+砼倾倒产生的冲击荷载:
2.0KPa
按最不利横隔梁截面且不计翼缘板宽度:
26KN/m3×1m×0.9m×0.9m+26KN/m3×1m×0.9m×0.9m×5%+2KPa×0.9m×0.9m+2.5KPa×0.9m×0.9m+2KPa×0.9m×0.9m=27.378KN/0.81m2=33.8KPa,(取1m高、0.9m宽、0.9m长计算)
2、底模验算
由于按最不利荷载进行组合,且部分荷载进行了放大计算,所以组合荷载不再乘以安全系数。
支架采用φ48δ=3.5mm碗扣式脚手架,根据桥梁施工手册(桥涵篇)表13-5得,当横杆步距为0.6m时,单根立杆设计荷载为40kN,当横杆步距为1.2m时,单根立杆设计荷载为30kN。
本方案按30kN进行检算。
3、满堂支架立杆受力验算
主板截面
主板截面(含翼板)
顺桥向每延米混凝土重力21.9×26=569.4kN/延米(按横梁处计算),
合计顺桥向每延米荷载组合=569.4+28.47(模板)+6.5(其他)=604.37kN/延米。
脚手架横向每排27根(支架横桥向共计31排,两侧各两排为作业道使用,不计)立杆,纵向间距0.9m,则平均每根立杆受力为604.37/27×0.9=20.146kN<30kN。
满足要求。
4、方木刚度与强度验算
现浇主板施工所采用的方木为东北落叶松(编号为TC17),查《建筑施工计算手册》“木材的强度设计值和弹性模量”表,得落叶松的弹性模量为10000×0.85=8500N/mm2,顺纹抗压强度为15N/mm2×0.9=10.8N/mm2。
主梁截面
A横桥向方木刚度和强度验算
方木规格:
9cm×12cm,横桥向支架间距90cm,顺桥向方木跨径为90cm。
g=(12.324*26+12.324*26*5%+2+2.5+2)/21=16.33KN/m
注:
12.324-主梁标准截面面积(包括翼缘板部分);26-钢筋混凝土自重;21-主梁宽度(主梁宽度为24米,计算当中不计翼缘板宽度部分,这样计算结果数值比实际值大,故不另外考虑保险系数)
I木=bh3/12=0.09×0.123/12=1.3×10-5m4
W木=bh2/6=0.09×0.122/6=2.16×10-4m3
E=8500N/mm2
M中=gl2/8=16.33×0.92/8=1.65KN.m
f=5gl4/384EI=(5×16.33×0.94/(384×8.5×106×1.3×10-5))×103
=0.13mm
1/400×900=2.25mm0.13mm<2.25mm(刚度合格)
M中/W木=1650/2.16×10-4/106=7.64N/mm2<10.8N/mm2(强度合格)。
B顺桥向方木刚度和强度验算
方木规格:
5cm×8cm,纵桥向间距30cm,横桥向方木跨径90cm。
I木=bh3/12=0.05×0.083/12=2.133×10-6m4
W木=bh2/6=0.05×0.082/6=0.533×10-4m3
E=8500N/mm2
M中=gl2/8=16330×0.32/8=183.7N.m
f=5gl4/384EI=(5×16.33×0.34/(384×8.5×106×2.133×10-6))×103
=0.095mm1/400×900=2.25mm0.095mm<2.25mm(刚度合格)
M中/W木=183.7/0.533×10-4/106=3.45N/mm2<10.8N/mm2(强度合格)。
5、地基承载力验算
地基处理后,上铺20cm宽2.5m长枕木,按45°刚性角计算,枕木底与回填土顶层的持力尺寸为0.2m×2.5m,持力面积=0.5m2,由前得支架立杆单根最大受力为20.146kN,2.5m范围安放3根立杆计算得60.438KN该处地基承载力=60.438/0.5=120.88kPa(经处理后的地基,经验估测承载力不小于150kPa,满足要求)。
6.工期计划
自2017年6月11日至2017年7月10日,历时30天。
7.施工工艺及方法
7.1支架搭设注意事项
7.1.1、立杆应选用同类管径和壁厚的钢管搭设,严禁不同型号的钢管混合使用,且所有材料均采用国标构件;
7.1.2、脚手架的搭设作业,必须在统一指挥下,按照支架施工方案放线、标定立杆位置,从一端向另一端有序的进行搭设,按定位依次竖起立杆;
7.1.3、钢管立杆垂直度应≤1/500。
且应同时控制其最大垂直度偏差不大于100mm;
7.1.4、纵向水平杆的水平偏差应≤1/250。
且全架长的水平偏差不大于50mm;
7.1.5、为增加支架的稳定性,支架每隔一段相应距离设置一道纵向和横向斜杆,斜杆底部应撑地。
7.1.6、支架的搭设和拆除的施工人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋;
7.1.7、作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得偏载、超载,严禁悬挂起重设备;
7.1.8、支架的搭设要保证横杆的可靠连接,注意支架与墩身有必要可靠连接。
支架搭设前,计算好支架的高度,顶托与底托的调节量,使其在可以调节的范围内。
7.2支架静载预压
7.2.1预压荷载
为了检查支架的承载力,减少和清除支架的非弹性变形及地基的沉降量。
在铺设完主梁底模后,对全桥支架、模板进行预压,预压荷载按主梁自重荷载的100%考虑。
7.2.2预压方法
预压采用吨袋装砂加载。
预压重量按计算荷载的50%→100%分两次逐级加载。
预压时每孔3个断面,每个断面模板上设置2个观测点。
7.2.3预压观测
每天对观测点进行观测2次,观测的方法采用水准仪测量,测加载前标高为△1,加载后标高为△2,卸载后标高为△3,加载后观测72h,最后下沉均<5mm后,不再观测开始卸载,根据观测结果绘制出沉降曲线。
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(设计图纸未提供预拱度)。
7.2.4卸载
当观测到最后下沉均<5mm后,不再观测开始卸载。
卸载完成后,观测支架的弹性变形。
根据变形曲线确定最后的预拱度。
7.2.5支架调整
在支架预压完成后,重新标定桥梁中心轴线,对主梁的底模板平面位置进行放样。
预压后通过调承托精确调整底模板标高,其标高设定时考虑设置预拱度。
预拱度设置要考虑梁体自重所产生的拱度,下沉曲线与预留拱叠加,为成型后梁体底模标高。
7.3主板钢筋绑扎、安装
7.3.1钢筋检验
钢筋按不同种类、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收、分别堆放,不得混杂,且立标牌以示识别。
钢筋在运输、储存过程中,应避免锈蚀和污染,及时采取覆盖措施。
在钢筋进场后,要求提供附有生产厂家对该批钢筋生产的合格证书,标示批号和出厂检验的有关力学性能试验资料。
进场的每一批钢筋,均进行取样试验,试验不合格的不得使用于本工程。
7.3.2钢筋制作、绑扎
主梁钢筋按设计图纸在钢筋加工棚内进行加工;纵向通长钢筋采用机械连接,连接接头应符合JGJ107-2010《钢筋机械连接技术规程》的要求。
接头不设于最大压力处,并使接头交错排列,受拉区同一接头范围内接头钢筋的面积不得超过该截面钢筋总面积的50%。
钢筋布置按设计图纸,在底模上标出钢筋布置的位置然后在底模上先绑扎钢筋。
为保证钢筋保护层的厚度,在钢筋与模板间设置触点式塑料垫块,垫块用铁丝与钢筋扎牢,并互相错开布置。
7.4侧模制作与安装
外侧模板采用定型木模板。
在底模上标出侧模、翼板边线的位置,然后按标定的位置支立模板。
两侧模之间顶、底部采用外部支撑。
施工时保证模板支架的强度与刚度,防止模板变形。
在安装模板时特别注意以下问题:
在梁端位置模板和支座处模板,应按设计要求和支座形状做成规定的角度与形状,在外露面底、侧面的模板,保证混凝土浇筑质量。
所有外露面模板涂竖脱模剂,保证模板光洁、严密不漏浆。
泄水孔的预埋管及预埋管件按设计图纸固定到位,预埋件的预埋无遗漏且安装牢固,位置准确。
模板制作与安装到位,自检合格后,报监理工程师检验合格后转序施工。
7.5主板混凝土浇筑
混凝土采用商品混
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