桥梁盖梁支架专项施工方案.docx
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桥梁盖梁支架专项施工方案.docx
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桥梁盖梁支架专项施工方案
新溆高速第十六合同段桥梁盖梁支架专项施工方案
一、工程概况我合同段起点为溆浦县油洋乡麻溪村,路线沿X012南侧展线,经甘溪村、庄坪村、河底江村、三板桥村、桥江镇槐荫村,路线终点为桥江乡独石村。
路线全长5.685km。
其中,桥梁工程包括大中桥梁1687m/6座,桥梁下部构造设计有扩大基础、U型桥台、桩基础、承台、肋板、立柱、盖梁等结构形式,上部构造有预应力空心板、T梁、现浇箱梁等结构形式,现在正进入高空作业盖梁施工。
为确保桥梁盖梁施工按总体施组中的工期顺利开展,特制定以下有关桥梁盖梁支架施工的专项方案。
二、施工部署
我部施工的桥梁工程共计6座,其中K75+722擂鼓坡大桥盖梁支架采用包箍法施工,其余K76+370.5廖家湾大桥、K78+285新塘湾大桥及AB匝道桥、K79+532向家山大桥等五座桥梁盖梁采用剪力销法施工。
三、施工方案及稳定计算
一)包箍法施工方案盖梁包箍法无支架施工可操作性强,有很高的安全保证体系,外观轻巧又便于检查验收,可以较好控制施工安全,支模可以省很多工时,对地基要求不高,节省支撑钢管,大大降低了成本。
抱箍法无支架施工很少影响道路、河道的交通和通航,有利于快速施工和文明
施工,具有很好的推广应用价值
1、盖梁抱箍法结构设计
按最大立柱与盖梁尺寸进行设计验算,根据设计施工图,选定擂
鼓坡大桥7#墩墩柱为©200cm盖梁尺寸为170*220(宽*高)为设计验算依据
(1)、侧模与端模支撑
侧模为特制大钢模,面模厚度为S6mm肋板高为10cm在肋板外设2[16违带。
在侧模外侧采用间距1.0m的2[16b作竖带,竖带高2.9m;在竖带上下各设一条©20的栓杆作拉杆,上下拉杆间间距
2.7m,在竖带外设©48的钢管斜撑,支撑在横梁上。
端模为特制大
钢模,面模厚度为S6mm肋板高为10cm在端模外侧采用间距1.0m的2[16b作竖带,竖带高2.9m;在竖带外设©48的钢管斜撑,支撑在横梁上。
(2)、底模支撑
底模为特制大钢模,面模厚度为S6mm肋板高为10cm在底模下部采用间距0.6m工16型钢作横梁,横梁长4.4m。
盖梁悬出端底模下设三角支架支撑,三角支架放在横梁上。
横梁底下设纵梁。
横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的横向坡度与安装误差。
与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。
(3)、受荷纵梁
在横梁底部采用双层1排加强型贝雷片(标准贝雷片规格:
3000cmx1500cm加强弦杆高度10cm)连接形成纵梁,长12m每组中的两排贝雷片拼装在一起,两组贝雷梁位于墩柱双侧,中间间距
233.6cm,贝雷梁底部采用3m长的工16型钢作为贝雷梁横向底部联接梁。
贝雷片之间采用销连接。
纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接;纵梁下为抱箍。
(4)、抱箍
采用两块半圆弧型钢板(板厚t=16mm制成,M24的高强螺栓连接,抱箍高1734cm采用66根高强螺栓连接。
抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力供给上部结构的支承反力,是首要的支承受力结构。
为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力,同时对墩柱砼面保护,在墩柱与抱箍之间设一层2〜3mm厚的橡胶垫,纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。
(5)、防护栏杆与与工作平台
栏杆采用©50的钢管搭设,在横梁上每隔2.4米设一道1.2m高的钢管立柱,竖向间隔0.5m设一道钢管立柱,钢管之间采用扣件连接。
立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。
钢管与支座之间采用销连接。
工作平台设在横梁悬出端,在横梁上铺设2cm厚的木板,木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。
2、盖梁抱箍法结构验算
(1)、荷载计算
砼浇筑时的侧压力:
Pm=Yh
式中:
K---外加剂影响系数,取1.2;
丫---砼容重,取26kN/m3;
h---有用压头高度。
砼浇筑速度V按0.6m/h,入模温度按20C考虑。
则:
v/T=0.6/20=0.003<0.035
h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9X0.03=1.0m
Pm=Krh=1.2X26X1=31.2kPa
砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。
则:
Pm=31.2kPa+4kPa=35.2kPa
盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑(即砼浇筑至盖梁顶时):
P=PmX(H-h)+PmXh/2=35.2X2+35.2X1/2=88kN
(2)、拉杆拉力验算
拉杆采用(©20圆钢)间距1.0m,1.0m范围砼浇筑时的侧压力
由上、下两根拉杆承受。
则有:
(T=(T1+T2)/B=1.2P/2nr2
=1.0X88/2nX0.012==139MPa<9]=160MPa
利用©20圆钢拉杆间距1m布置满足应力要求。
竖带抗弯与变形程度计算
设竖带两端的拉杆为竖带支点,竖带为简支梁,梁长L0=2.0m,砼侧
压力按均布荷载q0考虑。
竖带[16b的弹性模量E=2.1X105MPa惯性矩Ix886cm4;抗弯模量Wx=108cm3
q0=35.2X1.0=35.2kN/m
最大弯矩:
Mmax二q02/8=35.2X2.02/8=17.6kN•m
(T=Mmax/2Wx=7.6/(2x108X10-6)
=81481Kp*82MPa<2w]=160MPa可)
(3)变形程度计算:
44
fmax=5q0l04/384x2xEIx=5x35.2x2.04/(384x2x2.1x108x886
-8
X10)=0.002m<[f]=lo/4OO=2.O/4OO=O.OO5m
(4)、横梁计算
采用间距0.4m工16型钢作横梁,横梁长4.6m。
在墩柱部位横梁设计为特制钢支架,该支架由工16型钢制作,每个墩柱1个,每个支架由两个小支架栓接而成。
故共布设横梁31个,特制钢支架2个(每个钢支架用工16型钢18)。
盖梁悬出端底模下设特制三角支架,每个重约8kN。
a.荷载计算
盖梁砼自重:
G1=43.27m3x26kN/m3=1125kN
模板自重:
G2=49kN
侧模支撑自重:
G3=22x0.172x2.0=7.5kN
三角学支架自重:
G4=8x2=16kN施工荷载与其他荷载:
G5=20kN
横梁上的总荷载:
GH=G1+G2+G3+G4+G5=1125+49+7.5+16+20=1218kNqH=1218/12=102kN/m
横梁采用0.4m的工字钢,则作用在单根横梁上的荷载
GH'=102x0.4=41kN
作用在横梁上的均布荷载为:
q=G/l=41/2.4=17kN/m(式中:
lH为横梁受荷段长度,为2.4m)横梁抗弯与变形程度验算
横梁的弹性模量E=2.1xiO5MPa;惯性矩l=1127cm4;抗弯模量Wx=140.9cm3
最大弯矩:
Mmax二qf/8=17X2.478=12.2kN-m
(T=Mmax/Wx=2.2/(140.9X10-6)
=86586〜87MPa<9w]=160MPa可)
最大变形程度:
44-8
fmax=5ql4/384XEl=5X17X2.44/(384X2.1X108X1127X10-8)=0.0031m<[f]=l0/400=2.4/400=0.006m(可)
(5)、纵梁计算纵梁采用单层四排加强型贝雷片(标准贝雷片规格:
3000cmx1500cm加强弦杆高度10cm连接形成纵梁,长12m。
荷载计算
横梁自重:
G6=12/0.4X4.6X0.169=23kN
贝雷梁自重:
4X8X0.3X9.8=94kN
纵梁上的总荷载:
GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=1125+49+7.5+16+20+23+94=1335kN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q:
q=GZ/L=1335/6.8=196kN/m
a计算支座反力RA/B:
RA/B=1/2ql=1/2X196X6.8=666.4KN
Mmax=1/8<196X6.82=1132kN・m
贝雷片的允许弯矩计算
查《公路施工手册桥梁和涵洞》第923页,单排单层贝雷桁片的允
许弯矩[MO]为975kN•m
则四排单层的允许弯矩[M]=4x975X0.9=3510kN•m(上下加强型的
贝雷梁的允许变矩应大于此计算值)
故:
MB=1132N・m<[M]=3510kN•m
满足强度要求
纵梁变形程度验算
贝雷片刚度参数
弹性模量:
E=2.1x105MPa
惯性矩:
I=Bhxh/2=(25.48x2x4)x150x150/2=2293200cm4
最大变形程度发生在盖梁中间
fmax=648q/EI=648x112/(2.1x108x2293200x10-8)=0.015m[f]=a/400=6.8/400=0.017m
fmax<[f]变形符合要求。
(6)、抱箍计算
抱箍承载力计算
荷载计算
每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载,由上面的计算可知:
支座反力RA/B=1/2ql=1/2x196x6.8=666.4KN
以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算,该值即为抱箍体需
产生的摩擦力抱箍受力计算
螺栓数目计算
抱箍体需承受的竖向压力N=666.4kN
抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生,查《路桥施工
计算手册》第426页:
M24螺栓的允许承载力:
[NL]=P卩n/K
式中:
P---高强螺栓的预拉力,取225kN;
卩---摩擦系数,取0.3;
n---传力接触面数目,取1;
K---安全系数,取1.7。
则:
[NL]=225X0.3X1/1.7=39.7kN
螺栓数目m计算:
m=N'/[NL]=666.4/39.7=16.7〜17个,取计算截面上的螺栓数目m=18
个。
则每条高强螺栓供给的抗剪力:
P=N/18=666.4/18=37KN<[NL]=39.7kN
故能承担所要求的荷载。
螺栓轴向受拉计算
砼与钢之间设一层橡胶,按橡胶与钢之间的摩擦系数取卩=0.3计
算抱箍产生的压力Pb=N/u=666.4kN/0.3=2221.3kN由高强螺栓承则:
N'=Pb=2221.3kN
抱箍的压力由18条M24的高强螺栓的拉力产生。
即每条螺栓拉力为
N1=Pb/18=2221.3kN/18=123kN<[S]=225kN
(T=N"/B=N'(1-0.4m1/m)/B
式中:
N---轴心力
m1---所有螺栓数目,取:
36个
B---高强螺栓截平面或物体表面积,B=4.52cm2
(T二N"/B二Pb(1-0.4m1/m)/B=2221.3x(1-0.4x36/18)/36x4.52x10-4
=109208kPa=109MP&[&]=140MPa故高强螺栓满足强度要求。
抱箍体的应力计算:
抱箍壁为受拉产生拉应力
拉力P1=18N1=18x123=2214(KN)
抱箍壁采用面板S16mm勺钢板,抱箍高度为0.5m。
则抱箍壁的纵向截平面或物体表面积:
S1=0.016x0.5=0.008(m2)
&=P1/S1=2214/(0.008x2)==138.4(MPa)v[&]=140MPa满足设计要求。
抱箍体剪应力
t=(1/2RB)/(2S1)=(1/2x666.4)/(2x0.008)=21MPa 满足强度要求。 根据以上计算,抱箍与贝雷梁组合施工支架验算符合各项应力 验算要求,安全经济可行。 (二)、剪力销法施工方案 1、盖梁设计技术参数 我标段盖梁的结构尺寸有多种形式,在此仅以最大尺寸盖梁为例进行介绍,该盖梁长10.78m,宽2.3m,高1.5m,设计为C30钢筋砼,设计砼方量35.7m3,钢筋含量5.9T。 具体细部尺寸如图1所示。 盖梁侧面图 盖梁立面图 2.拟用施工方案 根据我标段的实际情况决定采用剪力销法施工。 该方法的施工原理是,在墩柱上穿剪力棒承载工字钢,以工字钢为受力主梁搭设盖梁受力底座,在此底座上进行盖梁模板、钢筋、砼的施工。 施工要点在于穿剪力棒搭设盖梁底座受力平台。 通过粗略估算计划采用以下材料搭设盖梁底座受力平台。 采用©90mni冈棒作剪力棒,左右墩柱各1根。 采用36b工字钢作为受力主梁,墩柱两侧各1根。 采用16a槽钢作小横梁,在工字钢上按中到中45cm间距布置,共布设20根。 采用10cm*10cm方木作为盖梁底模垫层,在槽钢上按中到中25cm间距布置,共布设10道。 采用10cm*30cm木楔作为高度调平层,安装在槽钢与方木之间。 具体布置如图2所示。 盖梁底模 槽钢 ― III 1111M~~U/JUJ—aUiiriJF HL 木楔〉二工字钢 —P\剪力棒/—P II 盖梁底座示意图 图2 3.受力验算 通过图2可以看出,盖梁荷载首先通过方木传递到槽钢上,再通过槽钢传递到工字钢上,最后传递到剪力棒上。 所以我们对方木、槽钢、工字钢、剪力棒都进行了验算。 在实际施工中,部分钢筋和墩柱顶砼的重量由墩柱承担,底座承载的盖梁重量小于盖梁实际重量,在计算中仍按盖梁实际重量计算,以提高受力底座的安全系数。 1)、荷载计算 (1)盖梁模板的自重Q1 我标段该型号盖梁的模板重量为6.3T,即: Q1=63KN。 (2)盖梁砼的重量Q2 盖梁砼的总方量为35.7m3,参照《简明公路施工手册》取钢筋砼 容重为26KN/m(含钢筋),可得: Q2=35.7m3*26KN/m3=928.2KN (3)施工人员和施工机具荷载Q3 进行砼浇筑时,盖梁上面只有3~4个施工人员及小型振捣器械, 所以取: QA4KN (4)振捣砼时的荷载Q4 参照相关资料,振捣砼时在有效范围内产生的荷载为2.0Kpa, 所以取: Q4^2.0m*2.0m*2.0Kpa=8KN (5)方木的重量Q5 方木每道的铺设长度L=11.2-1.4*2=8.4m,参照相关资料p木 =6KN/m3所以方木的重量为: Q5=V*p木=8.4*10*0.1*0.1*6=5.04KN。 (6)槽钢的重量 参照相关资料,16a槽钢的延米重量p=197.5N/m,每根槽钢长 度为300cm放置20根,共长L=60m所以槽钢的重量为: Q6=L*p=60*197.5=11.9KN (7)工字钢的重量 参照相关资料,36b工字钢的延米重量p=656.6N/m,工字钢2根长度24m所以工字钢的重量为: Q7=L*p=24*656.6=15.76KN 2)方木的受力验算 方木所受荷载为: Q木二Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1008.2KN 参照简支梁的内力计算方法 q=(1008.2-11.2)-10=9.0KN/m M=ql2/8=227.81N*m W=a3/6=1.67*10-4m3 (T=M/W=227.81/1.67*10-4=1.36MPav14.5MPa 方木铺设满足受力要求。 3)槽钢的受力验算 槽钢所受荷载为: Q槽二Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=1020.1KN q=(1020.1-11.2)*0.45-2.3=17.8KN/m参照外伸臂梁计算跨中弯距,如图3所示。 亠x q 图3 M=qlx*((1-a/x)(1+2a/l)-x/l)/2=4.1*103N*m W=40.9cm3 (T=M/W=100MPa215Mpa 槽钢的铺设满足受力要求。 4)工字钢的验算 (1)受力验算 工字钢所受荷载为: Q工二Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7=1035.9KN q=(1035.9-11.2)-2=46.25KN/m 参照外伸臂梁计算跨中弯距,如图3所示。 M=qlx*((1-a/x)(1+2a/l)-x/l)/2=1.40*105N*m W=920.8cm3 (T=M/W=152.04MP豕215MPa (2)挠度验算 q=46.25KN/m,E=2.1*105MPa,I=16574cm4 F=ql4(5-24a2/l2)/384EI=0.016m F/L=1/418v1/400 挠度变形满足规范要求 5)剪力棒的受力验算剪力棒主要承受剪力,所以只进行剪力验算: Q棒=QH=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7=1035.9KN T棒二Q棒/4=259KN,S=3.14*0.0452=6.36*10-3m2 t=T/S=40.7MPav125MPa 剪力棒尺寸满足受力要求。 6)验算结果通过受力验算,拟用方案满足盖梁受力要求,可以组织施工。 4.剪力销法盖梁施工工艺 1)设置剪力棒预留孔 当墩柱施工到设计顶高程,进行最后一次浇筑砼时,需要设剪力棒预留孔。 根据我标段的施工情况,决定预埋内径为10cm的硬脂PVC管,预埋位置在盖梁底71cm这71cm包括36cm工字钢高度,6.5cm槽钢高度,10cm木楔高度,10cm方木高度,8.5cm盖梁底模厚度。 2)搭设盖梁受力底座 墩柱全部浇筑完成并拆模后,及时找到预留孔位置并穿入剪力 棒,穿入后的剪力棒应保持居中放置。 然后紧贴墩柱站立放置工字钢,工字钢的放置也应保持居中,并且在墩柱两侧将两根工字钢连接在一起,在跨中也设一道连接,连接的力度不必太大,以保持工字钢不产生刚度形变为度,现场我们采用法兰连接。 工字钢安装完成后,在上面放置槽钢,每根槽钢的两端与工字钢绑扎在一起,以免滑动。 3)铺设底模并调平 利用4个千斤顶进行控制在设计的高程位置。 然后铺设盖梁底模,底模为大面积拼装模板,可以通过高强螺栓连接为一个整体,盖梁底模的铺设必须保证盖梁的轴线和底标高符合设计要求,如有偏差必须调整在规范允许的范围内。 底模铺设完成后,安排专人到盖梁底重新检查盖梁底模与方木的接触情况,如有局部悬空或冲突的地方,通过木楔进行调整,确保盖梁底模与方木之间均匀接触。 4)绑扎盖梁钢筋 盖梁骨架钢筋在钢筋加工场地焊接成型,然后吊到盖梁底模上进行现场绑扎。 盖梁骨架钢筋在模具上加工,现场我们用12#槽钢加工了一个模具,在模具上直接定出了盖梁骨架的长和高,所有起弯点都给出了固定标识,通过模具加工出来的盖梁骨架钢筋尺寸误差非常小,而且平整顺直,完全满足规范要求。 盖梁骨架钢筋吊到底模上后,通过横向箍筋绑扎在一起,成型为盖梁钢筋笼。 5)安装侧模及端模 盖梁钢筋笼绑扎完成后,进行侧模和端模的安装。 侧模安座于底模之上,与底模之间采用高强螺栓连接,侧模后设通长背肋,通过上下两层对拉螺杆固定。 侧模与端模之间通过角法兰用高强螺栓连接在一起,盖梁模板连接加固完成后,基本不会产生变形和移动,成为一个整体性钢模。 6)盖梁顶面复测及预埋件定位 盖梁的模板整体性安装完成以后,及时进行轴线放样和标高测量。 放样完成后将轴线位置用红油漆点在两块端模上,同时纪录下这两点的高程,通过轴线位置量测出盖梁顶预埋件的位置,通过高程点量测出盖梁顶面的位置,并确定支座垫石及预埋钢板的高程。 7)盖梁模板及受力底座的拆除 参照规范要求,非承重模板需砼强度达2.5MPa以上时才能拆除,承重模板需砼强度达到设计强度的75%以上时才能拆除,我们的施工日平均气温大于10C,现场控制在1天以后拆除侧模,7天以后拆除底模。 侧模的拆除比较简单,只需拆除对拉螺杆,松开连接螺栓,用塔吊分块将模板吊下即可。 底模拆除时,需先将千斤顶卸荷并取出,然后取出方木和槽钢,才能拆除底模,最后取下工字钢和剪力棒。 5.剪力销法施工注意事项 在进行盖梁施工的时候,我们遇到了许多问题,不同程度的影响了我们盖梁的施工质量。 在这些问题中有些是我们事先没有考虑到的,有些是因为施工方法不恰当造成的,有些是因为没有引起足够重视造成的。 为了在今后的施工中避免类似问题再次出现,特做如下总 结。 1)墩柱顶高程控制措施在墩柱施工时中,最后一次浇筑前必须对模板顶进行高程复测,按照复测高程计算出下返尺寸,在模板内侧作好标记,以此为依据严格控制墩柱顶面砼标高。 2)预埋的PVC管移位、漏浆处理措施 在盖梁施工中,应将PVC管两端用彩条布封堵,中间灌砂,填成实心管,并且用钢筋对其定位,牢牢固定在墩柱钢筋的指定位置,解决了在砼浇筑时漏浆和上浮的问题。 3)施工平台宽度处理措施 盖梁宽230cm槽钢长度为300cm第一次施工时居中放置,安装完盖梁侧模后,两侧只剩30cm空间,在上面铺木板作为施工人员的行走及施工平台,宽度太窄,存在不安全因素。 解决措施: 我们将槽钢交错放置,一端与盖梁侧模平齐,另一端外挑65cm相邻槽钢颠倒放置,这样调整以后,施工平台的宽度由原来的30cm扩宽到60cm极大的方便了施工,提高了安全系数。 4)盖梁底模与墩柱间的空隙漏浆处理 注意措施: 在盖梁施工中,应用双面胶条填塞止浆,同时在底模顶面围绕墩柱用宽胶带进行多次粘贴。 经过这样处理会很好的解决了模板与墩柱接缝漏浆的问题。 7.高空作业注意事项 1、高空作业人员不得穿拖鞋或硬底鞋。 所需的材料要事先准备齐全,工具要放在工具袋内。 2、高空作业所用的梯子不得缺档和垫高,同一架梯子不得二人同时上下,在通道处(或平台)使用梯子要设置围栏。 3、高空作业与地面联系,要有专人负责,或配有通讯设备。
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