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拱厚1.2+斜杆厚0.4+肋式梁0.25=1.85m3/㎡*26KN/m3=48.1KN*1.1=53KN(模板、支架重量及浇筑砼时所产生的力取0.1)
53KN/㎡*1.2(安全系数)=63.6KN/㎡
②、中跨一般地基:
拱厚0.4+斜杆厚0.4+肋式梁0.25=1.05m3/㎡*26KN/m3=27.3KN*1.1=30KN(模板、支架重量及浇筑砼时所产生的力取0.1)
30KN/㎡*1.2(安全系数)=36KN/㎡
③、1、2、3、4号节点横梁下:
a、拱:
1.2*1*12.6=15.12m3*26KN/m3=393.12KN
b、竖杆:
5.8m3/m*4.939=28.65m3*26KN/m3=744.9KN
c、斜杆:
5.8m3/m*(10.09+6.593)/4=24.2m3*26KN/m3
=629KN
d、肋式梁:
7.32m3/m*(11+9.5)/4+1.4*0.3*12.6*3
=53.4m3*26KN/m3=1388.4KN
合计:
3155.62KN/12.6㎡=250.4KN*1.1=275KN/㎡(模板、支架重量及浇筑砼时所产生的力取0.1)
275KN/㎡*1.2(安全系数)=330KN/㎡
采用刚性地基分散后1、2、3、4号节点横梁下荷载为:
中跨:
(330+0.4×
26×
4)÷
5=74.3KN/㎡(刚性地基宽5米)
边跨:
(330+1.2×
5=91KN/㎡(刚性地基宽5米)
④、1、2号横梁、纵肋下:
0.8*1*1.2*3=2.88m3*26KN/m3=74.88KN
b、斜杆:
5.8m3/m*1=5.8m3*26KN/m3=150.8KN
c、肋式梁:
7.32m3/m*1=7.32m3*26KN/m3=190.32KN
416KN/2.4㎡=173KN*1.1=190KN/㎡(模板、支架重量及浇筑砼时所产生的力取0.1)
190KN/㎡*1.2(安全系数)=228KN/㎡
采用刚性地基分散后1、2号横梁、纵肋下荷载为:
(228+0.4*26×
5=53.9KN/㎡(刚性地基宽5米)
(228+1.2×
5=70.6KN/㎡(刚性地基宽5米)
3、地基预压在地基处理完后未硬化前进行,预压采用分段堆载法(堆土和铁块相结合),先按照一般地基荷载进行堆土,再在荷载大的地方采用堆铁块加载到设计设计荷载。
堆载重量考虑刚性地基对荷载的分散。
按照边跨一般地基承载力63.6KPa,中跨一般地基承载力36KPa,1、2号横梁、纵肋下边跨地基承载力70.6KPa,中跨地基承载力53.9KPa,1、2、3、4号节点横梁下边跨承载力91KPa,中跨承载力74.3KPa进行预压。
用翻斗车将铁块直接运至现场,用装载机配合人工直接堆铁块进行预压。
预压完成后进行卸载,卸载采用装载机装铁块人工配合,翻斗运输车运出施工现场。
4、为了解地基沉降情况,在预压之前测出各测量控制点标高,测量控制点按顺桥向每10米布置一排,每排3个点。
加载100%预压荷载后再次复测各控制点标高,如果加载100%后所测数据连续三天沉降量每天小于1毫米时,表明地基已稳定,可以卸载。
5、卸载完成后将基础顶面整平,开始浇筑20cm厚C20钢筋混凝土支撑面。
6、待混凝土够强度时进行支架架设。
三、支架方案:
在拱桥的桩基础、承台、支架基础处理施工完毕后,即开始主拱支架架设及模板安设的施工
。
1、在搭设支架前在支架垫木位置铺洒薄层细砂垫平地面,保证垫木均匀全面着地。
2、支架采用Φ48*3mm的碗口支架、建筑钢管支架及Φ250*4mm的钢管的支撑体系,安装需保证纵、横向成直线,并保证垂直受力。
中跨立杆纵向间距为@600mm,横向间距为@900mm,边跨立杆纵横向间距均为@600mm。
在各横梁、节点下采用Φ250*4mm的钢管支撑(计算为独立受力,但施工中应和各横杆相连),纵肋下采用Φ48*3mm建筑支架加密(详见支架布设图)。
平杆为在立杆底向上200mm高处,沿纵横水平向按纵下横上的程序安装扫地杆,再往上均为@1200mm布设,在立杆顶端沿纵横向设置一道水平杆。
在每根立柱下均设可调支垫、上均设一个顶升早拆头,可调支垫控制高度不大于20cm,早拆头控制高度不大于30cm;
在立柱下边用15*20cm的通长木方铺垫,主拱部分在早拆头上先纵向安放60*100mm的木方,再横向安放60*100mm的木方,斜杆及肋式梁部分在早拆头上先横向安放60*100mm的木方,再纵向安放50*80mm的木方,在木方上铺15mm厚的腹模板作为拱的底模板,其侧模为加工好的腹模板。
3、用建筑钢管做竖向支架时,在纵横均设置剪刀撑(见剪力撑布设图)。
4、注意预留预拱度:
予拱度包括两部分:
一部分为结构本身在施工完成后的变形(即结构竖向挠度),包括砼收缩及强度变化引起的挠度,由设计部门提供。
另一部分为施工支架的弹性变形及非弹性变形,由施工材料引起,还有地基变形,本设计对非弹性变形取值为:
木与钢3mm,木楔3mm,木与木4mm,砼地面3mm,地基以实验结果计入。
弹性变形以钢杆应力及杆长计算δ=б·
L/E。
四、支架计算:
1、荷载分析:
腕扣式、扣件式钢管支架自重,包括立柱、纵向水平杆、横向水平杆、支承杆件、扣件等,可按表1、2查取。
表1
外径
d(mm)
壁厚
t(mm)
截面积
A(mm2)
惯性矩
I(mm4)
抵抗矩
W(mm3)
回转半径i(mm)
每米自重(N)
48
3.0
4.24×
102
1.078×
105
4.493×
103
15.95
33.3
250
4.0
3.06×
2.339×
107
1.871×
87
236.2
表2
杆长(m)
长细比
纵向折减系数
临界力
(KN)
安全值
K=1.5(KN)
48*3
1.2
75.24
0.682
50.6
33.7
250*4
8.0
92
0.46
271.5
181.3
10.0
115
0.31
183.0
122.5
①、按桥梁施工技术规范规定:
a.砼自重C50取26KN/m3,
b.模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,
c.浇注砼振捣力:
2KN/m2,
d.倾倒砼产生力:
e.人工及机具施工力:
1.5KN/m2。
荷载组合:
q=1.2×
(a+b)+1.4×
(c+d+e)
②、支架用钢材、木材的容许应力:
本设计大量用Ф48×
3.0mm腕扣支架,
容许压应力【σ】=1950kg/cm2=195MPa
木模板一律采用胶合木大面板,厚度为14mm
木楞采用松木方60mm×
100mm,50mm×
80mm,100mm×
100mm
其木材(松木)顺纹容许应力〔σ压·
弯压〕=〔σ拉·
弯拉〕
=8MPa
③、所有杆件受力均按平面系变形计算,材料强度校核均按容许应力法进行。
2、支架验算:
①、支架承载力计算
⑴、实腹拱纵肋下(立杆采用Ф48mm×
3.0mm钢管,立杆间距按0.6×
0.2布设,每根立杆承受0.12㎡)
新浇钢筋混凝土混凝土自重标准3.3*26=85.8kN/m2
计算荷载:
(85.8+4.29)+1.4×
(2+2+1.5)=115.8kN/m2
架管立柱的轴心力为:
115.8×
0.12=13.9kN
立柱的稳定验算:
13.9KN<
[N]=33.7KN
故支撑架满足设计要求,方案可行。
⑵、1、2号横梁下(立杆按采用250*4mm,立杆高度为边跨6米,中跨9.83米,每道横梁下布设33根,每根立杆承受0.924㎡)
新浇钢筋混凝土混凝土自重标准2.96*26=77.0kN/m2
(77.0+3.85)+1.4×
(2+2+1.5)=104.72kN/m2
104.72×
0.924=96.76kN
N=96.76kN<
[N]=122.5KN
⑶、1、4号节点横梁下(立杆按采用250*4mm,立杆高度边跨为5.31米,中跨为7.93米每道节点横梁下布设14根,每根立杆承受0.9㎡)
新浇钢筋混凝土混凝土自重标准2.87*26=74.62kN/m2
(74.62+3.73)+1.4×
(2+2+1.5)=101.72kN/m2
101.72×
0.9=91.55kN
N=91.55kN<
[N]=181.3KN
⑷、2、3号节点横梁下(立杆按采用250*4mm,立杆高度边跨为3.37米,中跨为4.76米。
每道节点横梁下布设14根,每根立杆承受0.9㎡)
新浇钢筋混凝土混凝土自重标准4.35*26=113.1kN/m2
(113.1+5.66)+1.4×
(2+2+1.5)=150.2kN/m2
150.2×
0.9=135.2kN
N=135.2kN<
⑸、实腹拱肋式梁下(立杆按0.6*0.6布设,每根立杆承受0.36㎡)
新浇钢筋混凝土混凝土自重标准1.85*26=48.1kN/m2
(48.1+2.4)+1.4×
(2+2+1.5)=68.3kN/m2
68.3×
0.36=24.6kN
N=24.6kN<
⑹、空腹拱肋式梁下(立杆按0.6*0.9布设,每根立杆承受0.54㎡)
新浇钢筋混凝土混凝土自重标准1.05*26=27.3kN/m2
(27.3+1.37)+1.4×
(2+2+1.5)=42.1kN/m2
42.1×
0.54=22.73kN
N=22.73kN<
⑺、悬臂下(立杆按0.6*1.2布设,每根立杆承受0.72㎡)
新浇钢筋混凝土混凝土自重标准0.375*26=9.75kN/m2
(9.75+0.49)+1.4×
(2+2+1.5)=20kN/m2
20×
0.72=14.4kN
N=14.4kN<
五、支架预压方案:
1、支架预压的目的:
①、检查支架的强度、稳定性和支架基础承载力,确保施工安全。
②、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响,有利于桥面线形控制。
2、主拱施工前应对支架进行超载预压,荷载取全部结构自重的1.2倍(荷载由设计单位进行复核)。
本方案采用吨袋装土与铁块相结合分段预压法进行预压。
由于本桥单截面混凝土厚度不相同,故考虑各支架各部位根据要承受的荷载进行预压。
先按照一般地基荷载进行堆土袋,再在荷载大的地方采用堆铁块加载到设计设计荷载。
由于各横梁及节点下地基采用刚性地基对荷载进行分散,固预压荷载按分散后荷载。
吨袋采用20型装载机装土,装土地点在支架旁边距支架10米处,采用吊车向支架上吊运,铁块采用吊车吊至预压外置,人工摆码整齐。
预压完成后再使用吊车卸载。
3、预压荷载:
根据支架荷载分析中新浇混凝土重量计算:
1、空腹段肋式梁下:
27.3×
1.2=32.76KN/㎡
2、实腹段肋式梁下:
33.7×
1.2=40.44KN/㎡
3、悬臂下:
9.75×
1.2=11.7KN/㎡
4、纵肋下:
85.8×
1.2=102.96KN/㎡
5、1、2号横梁下:
77.0×
1.2=92.4KN/㎡
6、1、4号节点下:
74.62×
1.2=89.5KN/㎡
7、2、3号节点下:
113.1×
1.2=135.7KN/㎡
4、为了解支架沉降情况,在预压之前测出各测量控制点标高,测量控制点按顺桥向每10米布置一排,每排3个点。
在加载50%和
100%后均要复测各控制点标高,加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高,如果加载100%后所测数据连续三天沉降量每天小于1毫米时,表明地基及支架已稳定,可以卸载。
卸载时使用吊车将土袋吊下,采用运输车运至桥位区外,以免影响施工。
预压卸载完成后,要再次复测各控制点标高,以便得出支架和地基的弹性变形量(等于卸载后标高减去持荷后所测标高),用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量。
预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。
5、按照以上设计的荷载对支架进行预压,预压停止标准:
支架连续三天沉降量每天小于1mm。
在测量单位测设合格后方可进行下一道工序的施工,即底模的铺设。
六、支架的拆除
本桥在预应力施工完成后,支架及模板已基本卸载,但仍需按按设计施工顺序进行,分次分段卸完,从变形最大的部位开始向变形小的位置进行。
拆卸量开始应小,以后逐渐增大。
在纵向均衡卸落,在
横向应同时对称一起卸落。
在拟定拆除程序时应注意以下几点:
A、在拆卸前应在卸架设备上划好每次拆卸量的标记;
B、由设计部门提供卸架顺序;
C、拆卸拱架时应设专人用仪器观测梁拱挠度和桥台的变化情况,并做好记录。
七、主要工程数量:
钢管支架体积:
58143m3,木支架体积3876m3
1、Ф48*3mm腕扣支架:
336907m
2、可调支座:
27406个
3、早插头:
4、Ф250*4mm钢管:
2241.5m
5、木方:
639.3m3(不含木支架)
6、预压:
6536㎡*2=13072㎡
其中:
基础预压:
47250吨
支架预压:
25959吨
7、砂基础:
3280m3
8、碎石垫层:
6720m3
9、砂找平层:
688m3
10、砂、碎石桩:
Ф600mm×
4298m
11、重夯:
6880㎡
12、M7.5水泥砂浆砌MU10砖:
320m3
13、支撑面C20砼:
1456.4m3
14、钢筋:
HRB335钢筋:
163591Kg
R235钢筋:
22718Kg
15、排水:
①、砖集水井:
2×
1×
4m深×
6座
②、排水沟:
0.6×
164m
③、6台4寸污水泵:
从基础换填开始至完工
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