107国道茅洲河主线桥3～6轴线现浇砼连续梁板施工方案

-0-107国道三期改造工程道路土建工程第8合同段107国道茅洲河主线桥3#～6#轴线现浇砼连续梁板施工方案中国第一冶金建设有限责任公司107国道(宝安段)三期改造工程第8合同段项目经理部2006年9月-1-107国道茅洲河主线桥3#～6#轴线现浇砼连续梁板施工方案一、概况茅洲河主线桥拓宽改造工程是107国道宝安段(三期)改造工程(机场立交-塘下涌立交段)工程设计的一个分项，该主线桥上跨茅洲河，新建桥梁布置在原有老桥的东西两侧。东侧主线桥全长730.614米，西侧主线长718.572米。东西线的主桥分0#～44#轴线共为44跨，和老桥一样全桥共分5联，分联的位置与原有老桥相同由于部分桥梁处于平曲线上和缓曲线上，桥梁的东西侧主线桥的跨径则不尽相同，大部分的跨径均为16米和20米左右。3#～6#轴线的桥梁处于变宽段，3#轴线处单幅为10.95米逐步变窄至6#轴线处单幅为7.45米（标段宽）。其他全桥均采用先张法预应力混凝土预制空心板，在制作场预制好后再进行桥面装配。本施工方案重点介绍的3#～6#轴线变宽段现浇砼连续梁板施工工艺。3#、6#轴线桩基桩径为150cm（双桩基）柱径为Φ120cm(双柱)，3#盖梁全宽1070cm，梁板架在盖梁上。3#轴线处梁板全宽1095cm，6#轴线处盖梁全宽745cm，梁板全宽745cm。4#、5#桩基桩径为150cm，桩径为120cm（双桩基双柱），在桩与柱的变径处设一承台，柱顶直接支撑砼连续梁板。在以上各个工序结束后进入现浇砼连续梁板的施工。主线东西两侧3#～6#轴线现浇砼连续梁板施工方法相同，先施工西侧后施工东侧。二、现浇钢筋砼梁板施工方法-2-3#～6#轴线对应下部结构为3-1、3-2、3-3、3-4、4-1、4-2、4-3、4-4、5-1、5-2、5-3、5-4、6-1、6-2、6-3、6-4桥墩，设计长度47.943米，平面线型处于缓直线上，跨径布置为：15.95m+16.038m+15.948m。采用等高度（梁高0.75m）钢筋砼连续梁，底板宽7.0m，翼梁宽从3#轴线（2×1.975m）变至6#轴线（2×0.225m）梁体采用C40混凝土现浇，全桥混凝量：东侧278.9m3，西侧279.4m3。1、编制依据本《施工方案》的编制按照以下文件的规定进行（1）深圳市政工程设计院设计的《茅洲河主线及西辅道—主线桥施工图设计》及相关设计文件；（2）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）（3）业主招标时发出的合同规定的招标文件，包括本工程的《技术规范》（4）广东省和深圳市有关政策和文件规定（5）工程特点、施工现场和实际情况，施工环境，施工条件和自然条件2、编制说明按招标文件要求，本工程采用商品砼，施工单位与砼生产厂家已签订供货合同，砼梁的配合比设计、原材料选择，砼搅拌，运输等施工均由厂家负责，砼搅拌厂要保证达到设计标号和砼的塌落度。3、模板支承架设计计算-3-（1）门架的组成门架是门式钢管脚手架的主要构件，标准门架由立杆、横杆、加强杆、短杆和锁销焊接组成。立杆为上下层门架之间传递荷载的主要杆件，横杆与立杆焊接连接，锁销是焊接在门架立杆上，用于连接交叉支撑的部件，端部没有止退锁片。（2）门架的材料及规格门架的钢材牌号为Q235（3号钢），门架的材料规格、尺寸及允许偏差见下表一所示。表一名称外径（mm）壁厚（mm）允许偏差立杆、横杆、水平架横杆422.5+0.5，-0.3其他23-361.5-2.0+0.25，-0.3（3）门架表示方法按国家标准《门式钢管脚手架》规定，国标门架宽度为1200mm，高度为1900mm、1700mm、1500mm、900mm四种，本单位已有门架大部分为1900mm、1500mm和900mm，本工程用此门架较多。（4）配件门架配件是门架基本组合单元的专用配件，有如下配件：a、交叉支撑：交叉支撑是纵向连接每两榀门架的交叉型拉杆，两交叉杆件中部钻有圆孔，用螺栓固定，可转动以便于运输和安装。b、连接棒：用于门架竖管内组装，接高和连接件，安装时插入上下门架立杆中，连接棒件和套环组成，套环用冲压或中间钻孔塞焊的方法与棒体固定。套环外径与门式立杆外径相同，高度为3cm。-4-c、可调底座（俗称下托）：可调底座是安放在底部门架立杆下的底支座，用于扩大门式脚手架立杆的支承面积，将竖向荷载传给支承架基础，并可调节脚手架的高度及整体水平、垂直度。可调底座由螺杆]调节板手和底板组成，调节高度有500cm。d、可调托座（俗称上托）：可调托座插放在顶部门架的上端，用于顶托模板梁横方木传递来的施工荷载，可调节支撑高度，调节范围为250cm至500cm。可调托座由螺杆、调节板手、U型顶托组成，U型顶托可直接安放支承方木。（5）加固件加固件是用于加强门式钢管脚手架整体刚度和稳定性的杆件，材料为Φ48×3.5或Φ42×2.5的钢管。用扣件与门架立杆相连接。a、剪刀撑：剪刀撑设在门式钢管支架外侧或支架一定距离交叉斜杆。b、水平加固杆：水平加固杆是沿支架外侧周围封闭设置，与地面平行的连续水平杆件，对门式钢管架起环箍效应，以加强其整体性。c、直角扣件和旋转扣件：直角扣件和旋转扣件是加固杆与门架立杆之间的连接件，分别用于垂直角度和任意角度的杆件连接。（6）支承架的设计：（表二）表二序号桥梁位置标准断面梁宽度梁高度翼板底板总宽翼板底板总高13#～6#轴线（西）2×(2.0-0.23)7.010.95-7.450.10.3-0.60.7523#～6#轴线（东）2×(2.0-0.23)7.010.95-7.450.10.3-0.60.75-5-从上表可以看出，位于3#轴线处翼板宽度为最宽2.0m，位于6#轴线处的翼梁宽度只有0.23m。设计重点以3#轴线为横断面，各轴线处的梁度和地面标高如下表三所示，横断面见图二所示。表三位置3#轴线盖梁中心4-3#4-4#5-3#5-4#6#轴线盖梁中心备注梁底6.2556.8016.7017.2627.1627.693地面4.14.24.24.24.24.2地面已硬化(水泥石粉渣)高差2.1552.6012.5013.0622.9623.493（a）门架布置：（a1）桥横断面方向：翼板下门架交叉支撑跨一榀挂第三榀，门架与门架之间距离为91.4cm，梁底板内门架与门架之间的距离为61cm，交叉支撑跨二榀挂第四榀门架。（a2）桥纵断面方向：横向门架架距为60cm，每联门架之间挂满斜支撑。（b）门架加固：（b1）水平加固杆，用Φ42×2.5钢管二层，下层高度0.5m左右在支承架外侧与地面平行的连续设置，上层距架子顶端附近设置。（b2）剪刀撑：在水平加固杆之间用Φ42×2.5钢管按45-60º之间设置交叉加固杆与门架立杆，钢管架立杆用扣件连接。（7）模板的构造（a）现浇砼梁模板用进口菲林胶合模板，按《砼模板用胶合板》的规定，其规格尺寸选用2.44m×1.22m，厚度18mm。-6-（b）木支架，见附图二，支架是翼板与承纵横木之间的传力构造，解决梁底板平面与翼板平面之间的高差，翼板荷载通过木支架传递到梁底板下的纵横方木，翼板厚度为0.1-0.45m，平均厚度为0.275m。荷载为0.275m×2.5T/m=0.715T/m，比较小。木支架的选料为8×10cm方木，预先拼制如附图二所示的固定框架，木支架安装间距为50-80cm。（c）纵方木，纵方木安装在梁底模板与横方木之间，将模板荷载传递给横方木。由于模板厚度为18mm，承接的梁底荷载小，必须由间距较小的纵方木承担。纵方木的间距为：在底板下40cm，翼板的木支架下60cm。（d）横方木，横方木安放在支承上托的U型托座上，承受纵方木荷载直接传递给门式支架钢管立杆上，横方木断面为10×12cm。横方木间距必须在每个上托U型托座放一根，门式支架垂直于桥轴线布置，横方木亦垂直于桥轴线安放。（8）支承架的计算：（a）《脚手架手册》推荐的计算方法是基于理论分析和试验研究基础的一种实用计算法，本方案采用这一计算方法。（b）理论与试验研究结果表明，门式脚手架在正常搭设条件，当荷载达到其稳定极限时，脚手架将在其受弯刚度弱的门架平面外方向，以多个小波鼓曲形式失稳破坏，失稳曲线的半波长度约为一个门式架高度，这是门式脚手架稳定计算的最基本依据。（c）本计算方法的门式脚手架的稳定计算为两端铰接，等截面轴心-7-压杆，这一压杆的等效截面惯性矩按下式计算：I=I0+01hhI1式中：I——门架的一侧立杆在门架外的等效截面惯性矩I0——门架的一侧立杆在门架外的截面惯性矩I1——门架的一侧立杆在门架外的侧加强杆的截面惯性矩h0——门架高度h1——门架立杆加强杆高度对于本工程构造要求的门架立杆为Φ42×2.5mm加强杆为Φ26.8×2.5mm。其中：立杆A0=310.2mm2h0=1900mmh1=1500mmI0=6.075×104mm2I1=1.424×104mm2代入I=I0+01hhI1=6.075×104+19001500×1.424×104=7.2×104mm2门架立杆回转半径i：i=0AI=2.310107.24=15.235mm门架立杆细长比λ：λ=ih0=15.2351500=124.7门架立杆稳定系数：Ф=0.412-8-(d)由于门式脚手架是一种定型脚手架，其失稳破坏是一个门架的门架平面外小波屈曲，因此，其整体失稳承载力的计算就转化为对门架立杆（包括加强杆）的计算。即取：N≤Na或Nk≤[N]N——作用于一榀门架的轴心力设计值：N=1.2×(NgK1+NgK2+NgK3)Na——一榀门架的稳定承载设计值：Na=K·A·FNk——荷载标准值对脚手架单元生产的轴心力：Nk=NgK1+NgK2+NgK3[N]——一榀门架的稳定承载力容许值：[N]=AKAcrNgK1——脚手架自重产生的轴向力标准值NgK2——脚手架附件产生的轴向力标准值NgK3——施工荷载产生的轴向力标准值K——调整系数K=0.8（脚手架高度≤30m，K=0.8）F——钢材强度的设计值F=205N/mm2KA——安全系数，一般取2.0δcr——门架在其平面外的临界应力：δcr=a·F2a——系数，λ≥100时，a=1.0(e)一榀门架Na=0.8×0.412×2×310.2×205×10-3=41.92KNN≤Na即作用于一榀门架的轴心力必须小于41.92KNδcr=7.1241020514.332=16.209×10-3KN/mm2-9-[N]=222.31010209.163=5.028KN作用于一榀门架的安全轴心力是5.028KN（安全系数为2）主线桥现浇段底梁1m×1m横梁高0.75m，砼自重每平方米的荷载为：N砼=0.75m×26KN/m3=19.5KNN砼Na(19.5KN41.92KN)即一榀门架设计达到稳定承载力容许值和稳定承载力设计值要求。三、施工工艺及框图1、支架、横板施工工艺（1）支架搭设范围地基平整碾压（用16t碾压机）（2）对地基进行处理在碾压密实的地基上铺筑20cm厚6%水泥石粉渣。（3）搭设梁板支架。（4）在支架上安装横方木、纵方木、木支架、底模板。（5）测量放线，标出梁板的边线及中线以及底模位置。（6）安装侧模板。（7）安装梁板钢筋（包括防撞栏钢筋预埋）（8）监理工程师验收钢筋、模板以及测定标高是否与设计相符。（9）监理工程师验收签字后，下达浇筑令。（10）浇筑梁板砼。（11）砼养护达到设计强度。（12）防撞栏钢筋绑扎、立模、浇防撞栏砼。（13）防撞栏砼养护。-10-（14）支架、模板的拆除，修整堆放整齐，为下一梁板使用做准备。（15）支架、模板施工工艺框图见图四所示。2、钢筋施工工艺（1）钢筋进场验收，送检合格。（2）现场钢筋加工。（3）吊机吊运钢筋上桥。（4）绑扎、焊接钢筋。（5）安装防撞栏预埋钢筋。（6）钢筋施工工艺框图见图五所示。3、砼浇筑施工工艺（1）梁板砼浇筑输送泵、振动器进场及检修。（2）砼输送泵管支架搭设及安装。（3）砼输送泵就位，接着振动器上桥、接线、搅拌车道路等准备。（4）浇筑砼。（5