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京石客运专线冉庄跨龙泉河特大桥40m现浇箱梁满樘支架预压施工方案一综述本方案为专项方案，有关编制依据、适用范围、工程概况、施工计划等见《40m现浇箱梁满樘支架施工方案》。二预压目的及方式为检验40m现浇箱梁模板的安全性和实际变形量，通过预压消除结构非弹性变形，同时取得模板弹性变形的实际数值，得出荷载－挠度曲线，并检验设计计算结果，调整预拱度(或反拱)，以求得40m现浇箱梁施工的准确参数。提前发现支架结构及构件加工、安装所存在的问题和隐患，提前调整整改，防患于未然。模板预拱度的调整通过调整模板支撑顶托完成。模板弹性变形应根据预压变形测量结果绘制沉降曲线，并结合模板的设计拱度和实际支撑变形来确定。模板安装完毕后，对其进行预压。为保证预压荷载的合理分布，模拟混凝土浇注顺序进行加载，即第一步加载底板钢筋混凝土重量、第二步加载腹板钢筋混凝土重量、第三步加载翼缘板钢筋混凝土重量、第四步加载顶板钢筋混凝土重量。考虑到混凝土振捣产生的动荷载及小型机具等荷载，预压荷载按混凝土实体重力荷载的1.1倍考虑，三预压程序与步骤为检验支架的弹性变量及检验地基础的承载力，消除因支架竖向非弹性变形对标高的影响，应在底模铺装后，对支架进行预压，预压材料采用沙土（吨袋）。1支架预压方式底模安装前先安装好临时支座，底模、侧模安装后开始支架预压，但预压前采用胶合板和彩条布铺在模板上，保护模板不被受损和污染。采用沙袋按各段设计荷载110%进行预压，空心箱体部分采用沙袋预压；腹板部分采用预制砼块预压或整捆钢筋预压。支架搭设时预压前，顶部预留抛高要计算地基相对沉降量，支架弹性和非弹性值等。地基相对沉降量以地基处理时试验检测后计算确定，支架的非弹性变形值参考下表数据。支架的弹性变形运用沙普软件程序节点计算确定。根据以往施工经验，支架施工沉留值在15~20mm左右，待预压沉降观测后调整。根据沉降计算结果，拟定类似地基及支架方案预留沉降选用1.0cm。注意的问题：1）、采用沙袋法预压，沙袋逐袋称量，设专人称量、专人记录；称量好的沙袋一旦到位就采用防水措施，准备好防雨布。每捆钢绞线也要全部覆盖。2）、派专人观察支架变化情况，一旦发生异常，立即进行补救。3）、要分级加载，加载的顺序接近浇筑砼顺序，不能随意堆放，卸载也分级并测量记录。4）、通过第一施工段预压并沉降后，将实测沉降量（地基沉降量、支架变形量）作为一个参数值直接运用。2沉降观测点的设置支架压载观测点布置：箱梁模板上的测点布置22个断面，即每2m一个断面，每个断面分别在地板布设3个点，每侧冀板上布设2个点。在垫木下的钢板处设观测点，布置方式与梁部相同。卸载：压载完毕后进行卸载，卸载时间在同跨内先中间后两边对称同时进行。预压时主要观测的数据有：支架底座沉降—地基沉降；卸载后顶板客恢复量以及支架的侧位移量和垂直度，按测得的沉降量及设计标高，重新调整模板标高。测量时，依据《工程测量规范》（50026—89），采用苏光DSZ2型水准仪配合双面木尺，按四等水准测量要求进行观测，并用悬线重锤测支架水平位移量。沉降稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形具体数值为多少，并在卸载后全面测得个测点的回弹量。根据各点对应的弹性、非弹性变形数值及设计梁体挠度来调整模板的高程，通过支架顶部微调装置进行调整、加固。3卸载及支架调整卸载后记录地基及支架、木材变形的反弹量，当弹性变形恢复后结束观测，绘出观测曲线，最终计算出每个施工段支架体系的沉降量及弹性变形量，并根据此沉降量及弹性变形量调整相应竖杆标高。预压过程中必须随时观测地基、支架变形情况，发现问题及时采取措施进行处理，以保证安全。4预拱度设置根据砼自重＋1/2活载引起的挠度与预应力引起的反拱之差设置；每个墩顶位置箱梁的预提高度为弹性变形值S1，每跨跨中预提高度为弹性变形值+S1设计预拱度（砼自重+1/2活荷载引起的挠度－预应力引起的反拱）；其余位置的预提高度均以每跨墩顶预提高度为最小值，跨中预提高度为最大值按二次抛物线分配。支架在荷载作用下的非弹性压缩δ2=2mm；支架在荷载作用下的弹性压缩δ3=σL/E=30KN*L/A*E=0.3L(mm)；支架基地在荷载作用下的非弹性变形δ4=1mm。附：40m现浇箱梁满堂支架预压试验流程图四、测量结果记录表格每级荷载加载按《移动模架预压高程数据记录表》表格(附后)进行如实记录，为挠度分析提供数据。根据测得的数据绘制弹性、非弹性曲线图。五、质量保证措施1、铺设底模、侧模后测量前应加强模板的全面检查，确保模板在荷载作用下无异常变形。2、加载及卸载过程应加强施工现场安全保卫工作，确保各方面的安全。3、沉降观测仪器为专用精密仪器，要专职测量人员负责；4、测点要固定，用红油漆提前做好标识。5、不能随意更换测量人员，防止出现人为误差；6、专人负责对水准点位置进行保护；7、如实填写观测数据，绘制弹性和非弹性曲线。如出现意外数据，应分析原因，不得弄虚作假。8、观测过程如局部位置变形过大，应立即停止加载并卸载，及时查找原因，采取补救措施。9、堆码砂袋一定要按施工设计方案认真堆码，确保模拟状态接近实际状态。六、安全保证措施1、进入现场必须遵守安全生产纪律。2、吊装时必须有统一的指挥、统一明确的信号。3、作业人员上班前不得喝酒。4、作业人员禁止穿硬底鞋、高跟鞋、塑料底鞋和带钉的鞋。5、吊车行走道路和工作地点应坚实平整，以防沉陷发生事故。6、吊装区域应设置警戒线，危险点须设专人监护。7、吊机驾驶员、指挥员必须持证上岗。8、起重机工作前应检查距尾部的回转范围50cm内无障碍物。9、起重臂最大仰角不得超过制造厂规定。10、起吊时的一切动作要以缓慢速度进行，吊车司机严禁同时进行两个动作的操作。40m现浇箱梁满堂支架预压施工“预压-卸载”试验流程图40m现浇箱梁满堂支架预压高程数据记录表附件一：满堂支架下的地基承载力及沉降的复核一、地基承载力计算1、碎石土垫层观测点位观测时间空载高程（mm）加载状态一高程（mm）加载状态二高程（mm）加载状态三高程（mm）加载状态四高程（mm）卸载状态三高程（mm）卸载状态二高程（mm）卸载状态一高程（mm）初始状态高程（mm）12345678910111213141516测量监控预压前准备工作完成“状态一”加载完成“状态二”加载完成“状态三”加载准备卸载卸载成为“状态一”的受力状态卸载成为“加载初始状态”预压过程的总结、抬高值的确定卸载成为“状态二”的受力状态完成“状态四”加载持荷观测卸载成为“状态三”的受力状态数据汇总、分析对比取一块垫木作为一个计算单元，近似认为碎石土垫层表面所承受的力是支架立柱通过垫木板（规格为：4m*0.20m*0.05m）传递下来的均布应力σ1，承压面S=0.2m*4m=0.8m2，均布应力σ1按下式计算：σ1=P/S=（47KN/m2*0.54m2*6根立杆）/0.84=164KPa要求σ1≤Kfak垫层式中:σ1-垫板对碎石垫层的荷载应力;K-调整系数,碎石土取0.4。fak垫层—碎石土垫层的承载力特征值，碎石土取500KPa。（中密状态的圆砾承载力特征值为300—500KPa，密实状态的圆砾承载力特征值为500—700KPa）带入数据：σ1=164KPa≤200KPa垫层承载力满足要求。2、下卧层按均布条形荷载验算下卧层的承载能力。（1）条形基础下（下卧层顶）的附加附加应力σz=αt(σ1+γshs)=0.4(164+19*0.5)=69KPaαt为附加应力系数,z/b=0.5/0.2=2.5时，取0.4。下卧层承载力满足要求。（2）支架立柱通过垫木板传递下来的均布应力σ1由碎石垫层承受，基底压力σ1通过碎石垫层以压力扩算角θ向下扩算，扩算至碎石垫层顶面压应力σh与碎石垫层自重应力之和［σH］应小于或等于该处下卧层地基的地基承载力特征值，即：σH≤fak下卧层式中：fak下卧层—下卧层的承载力特征值，低勘报告粉土最小值160KPa；σH—σh与碎石土垫层自重应力之和；按照碎石土垫层厚50cm，对σH进行计算：按θ=30°通过碎石土垫层扩算到下卧层顶面，并假定该处产生的压力呈梯形分布，根据力的平衡条件可得Lbσ1=[(b+hstanθ)L+bhstanθ+4（hstanθ）2/3]σh整理得：σh=Lbσ1/[（b+hstanθ）L+bhstanθ+4（hstanθ）2/3]式中：L—垫板的长度，m；L=4m；b—垫板的宽度，m；b=0.2m；hs—碎石垫层的厚度，m；hs=0.5m；σ1—垫木板低面的平均压力，KPa；σ1=164KPa；θ—碎石土垫层的压力扩算角，°；θ取30°；代入数据：σh=4*0.2*164/[(0.2+0.5tan30°)*4+0.5*0.2tan30°+4*(0.5tan30°)2/3]=131/(1.954+0.06+0.11)=61KPaσH=σh+γshs=61+69*0.5=71KPaγs=19KN/m3由式fak下卧层=160KPa≥σH=71KPa3、结论从以上两种计算方法的结果可知，50cm的碎石土垫层及粉土下卧层的承载力均可满足要求。为确保地基完全可靠，考虑到不可预见的因素，要求对下卧层及碎石进行碾压，且承载力达到200KPa，通过轻型触探试验进行检验，合格后方可进行下道工序的施工。二、地基沉降验算根据地勘报告，下卧层大多为砂性土，对沉降影响较不利的土层为粉土层及粉细砂层；为粉土时，其最大厚度为3.0m，为细砂土时，其最大厚度为4.5m，分别按这两种最不利条件进行验算。（一）粉土1、基底附加应力下卧层顶的附加应力σz1=αt(σ1+γshs)=0.4(164+19*0.5)=69KPa2、各土层的压缩量S1S1=（σz1+σz2）h/2Esi=9mm3、地基压缩层厚度按附加应力与自重应力比值法取附加应力与自重应力比值为0.2，压缩层厚度取3米。（二）粉细砂1、基底附加附加应力下卧层顶的附加应力σz1=αt(σ1+γshs)=0.4(164+19*0.5)=69KPa2、各土层的压缩量S1S1=（σz1+σz2）h/2Esi=9mm3、地基压缩层厚度按附加应力与自重应力比值法取附加应力与自重应力比值为0.2的深度处作为沉降计算深度的界限。经计算，压缩层厚度取3米。（三）结论地基的沉降最大值不超过梁跨的1/1000，况且预压可以消除地基的沉降变形，可以认为按此方式进行地基处理满足要求。粉土、粉细砂等粗粒土的地基沉降，数值不大，但需控制不均匀沉降，通过垫层上铺设彩条布防水（或加设一层10cm厚度砼）及在基坑开挖范围内加设一层20cm厚的砼垫层的方式来解决因积水而引起的不均匀沉降。附件二：碗扣支架计算书高速铁路40m箱梁支架法现浇设计计算（碗扣架结构）设计1.设计计算1.1荷载计算梁体最大荷载在中墩桥墩处，为:70100N∕m。支架、模板荷载：3500N∕㎡配重等其他荷载：500N∕㎡最不力荷载合计：74100N∕㎡荷载安全系数取1.2则计算荷载为74100×1.2=88920N∕㎡1.2支架立杆计算1.2.1支架强度验算最大荷载情况下，每区格面积为0.6×0.6=0.36㎡则每根立杆受力为88920×0.36=32019.2N碗扣架采用的是φ4.8×3.5型钢管，得截面积A=489㎜2；惯性矩I=121900㎜4。惯性半径i=15.8㎜。σ=N∕A=32019.2∕489=65.6MPa＜［σ］=215MPa1.2.2立杆稳定性验算ｒ=L∕ⅰ=600∕15.8=38.0，查《钢结构设计规范》附录三得：φ=0.893。σ=N∕φA=32019.2∕（0.893×489）=73.3MPa＜［ó］=215MPa因此，立杆的强度和稳定性均满足要求。2.构造要求2.1架体总体要求对剪刀撑、水平杆、周边拉结等采取一系列加强措施。支模架体高宽比：模板支架的整体高宽比不应大于5。2.2立杆间距梁下优先采用可调托座同时对采用可调托座时的构造做出了具体规定，以满足支撑系统的稳定性。2.3步距搭接要求：立杆接长时，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500㎜，