系梁施工支架施工方案

新建铁路杭州至长沙客运专线浙江段(HCZJ-6标段)乌溪江特大桥1-132m提篮拱桥系梁施工支架专项施工方案中铁九局杭长客专项目经理部2011年1月13日1新建铁路杭州至长沙客运专线浙江段(HCZJ-6标段)乌溪江特大桥1-132m提篮拱桥系梁施工支架专项施工方案编制：审核：审批：中铁九局杭长客专项目经理部2011年1月13日2目录1工程概况...............................................41.1工程概况..........................................41.2工程特点、施工难点及重点...........................62施工方案概况...........................................62.1施工方案总体概况...................................72.2系梁支架施工方案详细结构...........................82.3施工支架设计计算...................................93主要施工工艺及施工方法................................123.1地基处理.........................................123.2基础施工.........................................123.3刚支墩安装.......................................143.4工字钢架设.......................................153.5纵向木方铺设......................................163.6系梁支架预压......................................163.7系梁模板制作及安装................................164特殊施工机械、材料、劳力计划..........................174.1劳动力组织计划....................................174.2主要施工机械设备、检验试验设备、测量仪器配备......194.3主要材料、成平、半成品构件供应计划................205施工进度计划及工期保证措施............................215.1工期目标............................................2135.2施工进度计划........................................215.3进度保证的主要措施..................................216质量保证措施..........................................226.1焊接质量保证措施：................................226.2杆件质量.........................................237施工安全保证措施......................................2341工程概况1.1工程概况1.1.1工程项目概况新建杭州至长沙铁路客运专线站前工程HCZJ-6标DK235+298乌溪江特大桥位于浙江省衢州市境内，本桥全长5799.56，起止里程DK232+400.215～DK238+199.775，中心里程DK235+299.995。本桥于DK237+185处上跨新320国道，对应桥梁墩号为148#及149#墩，铁路与公路夹角21°，跨越处公路宽26.0m，跨越处公路里程为K437+140，铁路采用1-132m提篮拱跨越，通行净空按5.5m考虑。本提篮拱桥的结构布置采用刚性系杆刚性拱，吊杆布置采用尼尔森体系。系梁全长132m，计算跨长128m，矢跨比为1/5，拱肋平面内矢高25.5m。系梁按整体箱形梁布置，采用单箱三室预应力混凝土箱形截面，桥面箱宽17.8m。系梁两端拱脚处采用实体段，梁宽18.8m，梁端实体段长度8m，18.8m宽的实体段与17.8m宽的箱梁之间设置2.5m长的过渡段，梁高2.5m。拱肋采用悬链线线型，拱肋截面采用哑铃形钢管混凝土截面，上下悬管直径为1.2m，两钢管间用腹板连接，截面高度3.4m，沿程等高布置，拱肋在在横桥向内倾9°。以上尺寸参考甬台温铁路奉化江大桥1-132m提篮拱。提篮拱与新320国道平面位置关系图见附图1。提篮拱纵断面图见图1。5图1：提篮拱纵断面图(单位：标高单位为m，其他单位cm)61.1.2工程地质、水文条件148#墩及149#墩处自上而下岩土施工工程分级及地基基本承载力为：（2）1-3：粉质粘土，可塑，Ⅱ，σ0=120kpa；（2）4-2：细砂，稍密、潮湿，Ⅰ，σ0=120kpa；（2）8-2：粗圆砾土，中密～密实、饱和，Ⅲ，σ0=350kpa；（7）2-2：泥质粉砂岩、含砾砂岩，W3，Ⅳ，σ0=350kpa；（7）2-2：泥质粉砂岩、含砾砂岩，W2，Ⅳ，σ0=400kpa；1.2工程特点、施工难点及重点本工程特点是提篮拱跨度大，技术含量高，并且跨公路施工，施工干扰大；施工难点是拱圈分节安装精度要求高，先梁后拱两次支架繁琐；重点是施工过程中保证公路交通安全及跨路施工桥上施工安全防护问题。2施工方案2.1提篮拱施工工序提篮拱施工工序如图2所示。7主桥基础及墩身施工系梁临时支架施工安装系梁及拱脚钢筋浇筑系梁及拱脚砼安装拱肋支架拱肋安装及焊接拱肋工厂加工拱肋线性检查及调整对称压注拱肋砼安装并张拉吊杆拆除系梁支架桥面系及附属工程调整吊杆索力施工拱脚二次砼图2：提篮拱施工工序流程图拆除拱肋支架系梁模板安装图2：提篮拱施工顺序流程图2.2施工方案总体概况提篮拱总体施工顺序为：系梁支架搭设—系梁现浇施工—在系梁上搭设钢管拱肋施工支架—钢管拱肋安装—泵送钢管混凝土—卸架。提篮拱桥采用原位先梁后拱的施工方法。为满足320国道通车净空的要求，预应力混凝土系梁采用墩梁式支架，大块竹胶板作模板、系梁混凝土按设计要求进行浇筑。钢管拱肋由工厂分节段制作，厂内半跨立体预拼。钢管拱肋在系梁上搭设支架进行施工，拱肋节段采用8运输车到达拱肋安装的部位，由两台150t吊机在施工便道上配合吊装，拱肋混凝土采用4台混凝土输送泵从四个拱脚同时对称均匀压注无收缩混凝士进行灌注，之后安装并张拉吊杆，调整好吊杆索力后拆除支架，施工二期恒载及桥面系，复测并调整吊杆索力至设计值。提篮拱施工示意图如图2所示。图3：提篮拱施工示意图2.3系梁支架施工方案详细结构中央分隔带处临时支墩基础采用条形基础，条形基础长×宽×高=110×2×1.3m，其中条形基础露出地面1m，嵌入地下0.3m。其他临时支墩基础均采用人工挖孔桩基础，同排挖孔桩中心间距为4m，人工挖孔桩桩长为3m，护壁厚度20cm，桩径80cm。临时刚支墩均采用Φ630螺旋钢管，钢管壁厚t=10mm，中央分隔带处钢管跨度最大，所承受的竖向力也最大，以此来控制钢管的间距，通过设计检算，钢管的中心间距为3.4m时，即完全可以满足施工要求。为保证施工安全，其他部位的钢管间距也为4m。9临时刚支墩安装完毕后，首先在支墩上铺设I50b纵向工字钢分配梁，此工字钢分配梁跨度为3.5m，连续分布，设计计算按三跨连续梁考虑。在纵向型钢分配梁上横向铺设I50b工字钢，横向型钢分配梁中心间距0.6m，上下两根工字钢叠加布设，横向型钢分配梁间距按荷载最不利位置考虑，即跨越新320国道处，跨度为12.7m，荷载满布，设计计算按简支考虑。系梁施工支架平面布置图见附图2。断面图见附图3。2.4施工支架设计计算1)荷载计算（1）梁体自重：箱梁沿桥向线性荷载暂按41t/m计，箱梁横向宽度17.8m，则面积荷载Q=41//17.8=2.3t/m2=23KN/m2;（2）模板体系荷载按规范规定：q1=0.75kpa；（3）砼施工倾倒荷载按规范规定：q2=4.0kpa；（4）砼施工振捣荷载按规范规定：q3=2.0kpa；（5）施工机具人员荷载按规范规定：q4=2.5kpa；则Q=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK=1.2×（23+0.75）+1.4×8.5=40.4KN/m2。2）横向分配梁I50b工字钢验算取最不利处进行验算，即跨越320国道处，跨度12.7米，荷载满布工字钢，按简支考虑，工字钢间距0.6m：则线荷载q=40.4×0.6=24.24KN/m;101234(1)(2)(3)3.503.503.50两根工字钢上下叠加时,I=2(I1+r2*A)=2×(48560+25×25×129)=258370cm4;M=ql2/8=24.24×12.72/8=488.7KN·m；w=I/0.5h=258370/50=5167cm3;σ=M/w=246.7×1000/(5167×10-6)=47MPa≤205MPa；强度满足要求。f=mmEIql1510258370101.23847.121024.2453845811434≤L/400=31.75mm；挠度满足要求。（3）钢管柱上I50b工字钢验算钢管柱上设置两根并排I50b工字钢，跨度为3.5m，按三跨连续梁计算：线荷载q=40.4×12.7=513.1KN/m；则单根工字钢所承受的线荷载q1=q/2=256.6KN/m；利用结构力学求解器建立如下模型：模型图由下图可知，最大弯矩M=314.3KN·m,则σ=M/w=314.3×103/1940×10-6=162MPa≤205MPa；强度满足要求。11yx1234(1)(2)(3)-314335.00251468.00-314335.00-314335.0078583.75-314335.00251468.00yx1234(1)(2)(3)弯矩图位移图挠度值f=4mm≤L/400=8.75mm;变形也满足要求。（4）Φ630钢管验算①强度验算单根钢管所承受最大荷载Q=3.5×12.7×40.4=1795KN；已知钢管外径φ630㎜、内径61㎜，A=π×（D2-d2）/4=194.68cm2，I=π×（D4-d4）/64=93568.1cm4。σ=N/An=1795×1000/19468=92.2Mpa≤f=205Mpa；强度满足要求；②稳定性验算钢管柱下端与基础固定，上端视为铰接，因此长度系数µ=0.7，钢管柱最高l=8m计。12欧拉公式的界限值104Ep，依据柔度λ=μL/i=0.7×8/21.9=25.6＜104，属于小柔度杆件，不能应用欧拉公式计算其临界临界力，查钢结构设计规范稳定系数ψ=0.974，此时：N/(ψA)=σ/ψ=94.5Mpa≤f=205Mpa；稳定性也满足要求。（5）挖孔桩及条形基础承载力验算挖孔桩及条形基础验算，根据现场实际地质情况，进行现场地质钻探及地基承载力实验后计算，根据计算结果，调整挖孔桩桩长及条形基础尺寸大小。3主要施工工艺及施工方法3.1地基处理新320国道中央分隔带处设置1排钢管支墩，钢管外径φ630mm。中央分隔带处条形基础施工前，必须先清除分隔带处松散种植土，到达坚硬的路基填筑土后，方可施工条形基础，基础施工时用彩钢板进行隔离防护。基础开挖时由人工进行（防止地下埋有电缆），对基础底部承载力不合要求处采用碎石换填，再用打夯机夯实，并重点保护电缆线安全。3.2基础施工3.2.1条形基础施工中央分隔带处临时支墩基础采用条形基础，条形基础长×宽×高=120×2×1.3m，其中条形基础露出地面1m，嵌入地下0.3m。临时支13墩处预埋10mm厚的钢板及钢筋网片，预埋件如图3、图4所示。图4：条形基础预埋件设置示意图(单位：cm)图5：条形基础预埋件详图14钢管下方形C20混凝