C匝道桥第7跨满堂支架施工方案
一、 工程概况
C匝道桥全桥长度为150米,上部构造为两联3×20+4×20m等截面预应力连续箱梁,全桥共计两联,本桥位于圆曲线和缓和曲线上,1、2、4、5号墩采用墩梁固结,桥墩采用双柱式桥墩,桥台为重力式桥台,钻孔桩基础。上部构造施工时,先浇注第二联4×20m,采用两端张拉,一次落架的施工方法;再浇注第一联3×20m,采用一端张拉,一次落架的施工方法。全桥现浇共有C50砼956m3。其中,第7跨采用满堂支架现浇方案. 二、 施工方案 1、
地基处理
用挖掘机及推土机清除地表,人工配合并将地表整平,压路机碾压密实,压实度达到90%以上,然后浇注10cm厚C25砼,横断面地基宽度应超出最外侧立杆1m,并放1:1.5坡。地基范围四周挖设50*50cm的排水沟,砂浆抹面,必须保证排水通畅,以防止雨水浸泡地基,避免碗扣支架产生不均匀沉降。 2、
支架搭设
满堂支架采用钢管型号Φ48×3.5。满堂架基础采用10cm厚C25砼硬化。钢管支架采用方木支垫,方木底必须垫实,必要时可用砂浆找平。钢管架必须设置纵、横扫地杆,距底座小于20cm的立杆上;纵向水平杆宜设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨,其对接或搭接
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扣件应交错布置,搭接长度不应小于1米,并应等间距设置3个旋转扣件固定;立杆上部采用顶托并搭接连接,立杆上的扣件接头应交错布置,搭接长度大于1米,立杆必须垂直,腹板下3×50cm范围内立杆扣件至少6个,其他部位立杆扣件至少4个,立杆下部采用对接连接,注意钢管接头不得在同一平面,应错开搭接;
钢管沿纵向在跨中平均布置间距为1米,在两端靠墩柱处两米范围内间距为0.5米;横向间距在腹板底为0.6米,底板其他处为0.8,翼缘板底1.0米。
钢管支架两端应与墩身连为整体,增强稳定性;每根剪刀撑跨越立杆的根数不少于是2根并应超过5根,与地面的倾角为45°~60°之间,纵向剪刀撑沿横向每隔4排支架立杆设置一道,横向剪刀撑沿纵向每隔10米设置一道。
搭设前测量人员用全站仪放出箱梁在地基上的竖向投影线,并用白灰撒上标志线,根据投影线定出箱梁中心线,同样用白灰作出标志。根据中心线向两侧对称布置碗扣支架。根据立杆位置布设立杆垫板,垫板采用厚5cm*宽20cm的木板,使立杆处于垫板中心,垫板必须放置平整,不得悬空,可用砂砾找平。钢管支架上设置顶托,为了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。顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜。 3、
纵横梁安装
顶托标高调整完毕后,在其上安放10*15cm的方木纵梁,在纵梁
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上间距30cm安放10*15cm或10*10的方木横梁,横梁长度至少比顶板一边宽出50cm。安装纵横方木时,应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开,且任何相邻两根横方木接头的位置不在同一平面上。 4、
支架预压
为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响,在纵横梁安装完毕后进行支架预压。预压采用水箱预压,预压范围为箱梁底部,重量不小于箱梁总重的1.2倍。
a.加载顺序:分三级加载,第一、二次分别加载总重的30%,第三次加载总重的40%。
b.预压观测:观测位置设在每跨的L/2,L/4处及墩部处,每组分左、中、右三个点。在点位处固定观测杆,以便于沉降观测。采用水准仪进行沉降观测,布设好观测杆后,加载前测定出其杆顶标高,在观测标高的同时应观测点位的平面位置是否变化。沉降观测过程中,每一次观测均找测量监理工程师抽检,并将观测结果报监理工程师认可同意。第一次加载后,每2个小时观测一次,连续观测沉降量不超过3m m,且沉降量为零时,进行第二次加载,按此步骤,直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后,经监理工程师同意,可进行卸载。在加载前应逐个地检查每个扣件、顶托的旋紧情况,并同时检查立杆与底下方木的垫紧情况,在加到50%的荷载时,应对顶托的顶紧情况和方木间的挤压情况,严防顶托悬空。
c.卸载:人工配合吊车均匀卸载,卸载时要全梁段均匀、对称的进行,严防荷载采生偏压,卸载的应同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便于计算支架及地基综合变形。根据观测记录,整理出预压沉降结果,调
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整碗扣支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。 5、模板安装
a.底模板
底模板采用1.15cm厚高强度竹胶板,模板在安装之前进行全面的涂刷脱模剂。底板横坡按设计要求,横向宽度要大于梁底宽度,梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于5cm,以利于在底模上支立侧模。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆,模板之间的错台不超过1mm。模板拼缝要纵横成线,避免出现错缝现象。
底模铺设完毕后。进行平面放样,全面测量底板纵横向标高,纵横向间隔5m检测一点,根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后,再次检测标高,若标高不符合要求进行第二次调整。
b.侧模板和翼缘板
侧模板和翼缘板模板采用1. 15cm厚高强度竹胶板,根据测量放样定出箱梁底板边缘线,在底模板上弹出墨线,然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋,用钢管及扣件与支架连接,用以支撑固定侧模板。
翼缘板模板安装与箱梁底模板安装相同,外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后,全面检测标高及线形,确保翼缘板线形美观。
c.箱室模板
箱室模板采用木板加工而成,施工时将芯模用彩条布裹好,防止漏浆,内支撑固定。浇筑顶板时预留人洞,模板由人洞中取出。 三、 结构验算
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1、荷载计算:根据公路桥涵施工技术规范主要由以下荷载组成: 20m跨径现浇砼自重:136.6m3×25KN/ m3=3415 KN
偏安全考虑,取安全系数r=1.2,则全部重量作用于底板上计算单位面积压力为:
F1=3415×1.2÷〈6.5×20〉=31.523 KN/ m2
模板自重:F2=0.1 KN/ m2
施工人员和施工机具行走荷载:F3=2.5 KN/ m2 砼振捣产生的荷载:F4=2.0KN/m2 方木:F5=7.5 KN/ m3
2、底模强度计算
箱梁底模采用高强度竹胶板,板厚t=11.5mm, 竹胶板方木背肋净间距20cm,中对中间距30cm ,以验算模板强度采用跨度b=300mm平面竹胶板(以1米为计算单元,见下图)。
a. 模板力学性能
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弹性模量:E=0.1×105MPa
截面惯性矩:I=bh3/12=100×1.153/12=12.674cm4 截面抵抗矩:W= bh2/6=100×1.152/6=22.042 cm3 截面面积:A= bh=100×1.15=115cm2 b. 模板受力计算
底模板均布荷载:F=F1+ F2+ F3+ F4 =36.123 KN/m2 q=F×b=38.623×0.3=10.8369 KN/m 跨中最大弯矩:M= qL2/8=10.8369×0.32/8=0.122 KN/m
弯拉应力:σ=M/W=0.122×103/22.042×10-6=5.535MPa<[σ]=11 MPa 竹胶板弯拉应力满足要求 挠度:f=0.677 qL4/100EI
=(0.677×10.8369×0.34)/(100×0.1×108×11.674×10-8) =0.51mm<L/400=0.75mm 竹胶板弯拉应力满足要求 综上,竹胶板受力满足要求 3、横梁强度计算
横梁以最不利利情况10×10cm方木, 最大跨径0.8m计算,中对中间距0.3m。
截面惯性矩:I=bh3/12=0.1×0.103/12=8.333×10-6m4 截面抵抗矩:W= bh2/6=0.1×0.12/6=1.667×10-4 m3 作用在横梁上的均布荷载为:
q= (F1+ F2+ F3+ F4)×0.3=36.123×0.3=10.837KN/m
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小横梁、纵梁及顶托平面布置荷载计算示意图(均以最不利受力布置) 跨中最大弯矩:M= q0.82/8=10.8369×0.82/8=0.867KN/m 落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa,弹性模量E=11×103 MPa
a.横梁弯拉应力:σ=M/W=0.867×103/1.667×10-4=5.2MPa<[σ]=14.5 MPa 横梁弯拉应力满足要求 b.横梁挠度:f=5 qL4/384EI
=(5×10.837×0.84)/(384×11×106×8.333×10-6) =0.63 mm<0.8/400=2mm 横梁挠度满足要求 综上,横梁受力满足要求 4、 纵梁强度计算
纵梁为10×15cm方木,最大跨径为1.0m,最大间距为0.8m 截面惯性矩:I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.8125×10-5m4 截面抵抗矩:W= bh2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4 m3 q= (F1+ F2+ F3+ F4)×0. 8=36.123×0.8=28.898 KN/ m
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跨中最大弯矩:M= qL2/8=28.898×1.02/8=3.612KN/m 落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa,弹性模量E=11×103 MPa
a.纵梁弯拉应力:σ=M/W=3.612×103/3.75×10-4=9.633MPa<[σ]=14.5 MPa
纵梁弯拉应力满足要求 b.纵梁挠度:f=5 qL4/384EI
=(5×28.898×1.04)/(384×11×106×2.8125×10-5) =1.22 mm<L/400=2.5mm 纵梁挠度满足要求 综上,纵梁受力满足要求 5、 支架受力计算 a. 立杆承重计算
碗扣支架立杆设计承重为:30KN/根
每根立杆承受施工重量为:N1=0.6×1.0×36.123=21.674KN 横梁施加在每根立杆重量为:N2=0.6×4×0.1×0.15×7.5=0.27 KN 纵梁施加在每根立杆重量为:N3=1.0×0.1×0.15×7.5=0.1125 KN 支架自重:立杆单位重0.06KN/m,杆高按8 m计 N4=0.06×8=0.48
每根立杆总承重:N=N1+N2+N3+N4=21.674+0.27+0.1125+0.48
=22.5365<30KN
立杆承重满足要求 b. 支架稳定性验算
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立杆长细比λ=L/i=1200/[(482+412)0.5]/4=76
由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.6758 立杆截面积A m=3.14*(242-20.52)=489mm2 由钢才容许应力表查得弯向容许应力[σ]=145 MPa 所以,立杆轴向荷载[N]= A m×φ×[σ]=489×0.732×145 =47.917KN>N=22.5365 支架稳定性满足要求
综上,碗扣支架受力满足要求。
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