笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结

2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结第1页共16页笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结内容摘要：重点介绍了钢管柱、贝雷梁组成的排架式支架支撑体系现浇公路箱梁施工技术，阐述了施工方案选择、支架结构验算、支架安装方案等。关键词：钢管柱贝雷梁支架现浇箱梁施工技术总结1.工程概况笔架山大桥上部构造为现浇连续箱梁，共17孔，全长802米，共二联，跨径为35+14*50+35+32米。箱梁顶板宽度为12.64米，底板宽6.5米，高2.7米，首跨箱梁浇筑长度44.84米。桥面纵坡-2.85%，砼435.83立方米。钢筋67T，钢绞线24.8T，梁体总重量1133T，箱梁为等截面单箱单室后张法预应力箱梁，1#墩高20米，首跨施工尾端箱梁底距地面33米。采用上行式移动模架自0#台向17#台逐孔现浇施工。2.施工方案选择2.1移动模架拼装方案选择2.1.1移动模架简介笔架山大桥箱梁采用MSS1800型50米上行式移动模架原位现浇施工，模架主梁为叠合式箱梁结构，主梁单节最大长度为12.6米，宽2.4米，高3.05米，单节最大重量为25T。移动模架拼装完成总体长度95.32米，高度5.5米，加吊挂总宽度16.6米。2.1.2施工环境情况笔架山大桥0#台位于山顶，1#墩位于半山腰，0#台与水口大桥（相邻标段）16#台相距仅为16米，两侧山坡坡面陡峭，山顶距谷底高差达33米，山顶开挖后最大宽度不超过30米，施工场地非常狭小。地势起伏剧烈，其情况见图一。0#台1#墩3424201039004000图一、笔架山大桥首孔地形图（尺寸单位：cm）2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结第2页共16页2.1.3移动模架拼装方案选择受模动移架外形尺寸、重量限制，只能采用大吨位吊车进行拼装，又受地施工场地影响，在半山腰1#墩位置采用吊车吊装主梁需要填筑大量土石方，且笔架山大桥位于大港河河床上，河床宽度不足20米，如进行填筑，必定堵塞河道和施工辅道，给上游施工标段带来安全隐患。根据以上情况，经对比分析，确定在山顶开挖山体，形成平台，第一跨箱梁先现浇完成后，移动模架运到平台，采用60T汽车吊在已浇筑完成的箱梁上进行拼装的施工方案。2.2首跨箱梁现浇施工方案选择根椐现场地形地貌情况，采用脚手杆满堂支架法施工需在山坡上开挖横向台阶，对原山体破坏较大，又因原山坡陡峭（坡比为1：1），山体易产生滑坡，在山体上搭设满堂支架脚手，存在施工和结构安全隐患。其次，采用满堂支架法施工，平均高度为20米，最大高度达40米，根据公路工程安全施工技术规程（JTJ076-95）8.4.10规定，脚手架高度在10-15m时应设置一组（4-6根）缆风绳。每增高10m应再加设一组。缆风绳与地面夹角为45°-60°。此法施工需投入大量的劳动力和周转材料，又无后续工程，其施工成本增加。采用钢管柱和贝雷梁组成的简易支架法施工，对原山体破坏小，施工安全、简洁。投入劳动力及周转材料小，能够节约施工成本。3.总体布置方案原方案在0#台至1#墩间设四排Φ425*6mm钢管支柱式支，经开挖后，1#支架与2#支架间地基高程基本一致，地基距箱梁底部高度为5米，0#台至1#支架之间地基岩面变化很大，采用钢管支架法施工，需开挖台帽下土石方，造成桩基外露，对结构受力不利，又因箱梁施工完成后，箱梁下回填土石方困难，如采用浆砌锥坡防护方式，增加工程成本。经过分析比较确定，取消1#支架、2#支架，2#支架改用钢筋混凝土基础上直接放置贝雷纵梁，在1#支架与2#支架间先用开山碎石回填后，浇筑20cm厚C20砼，再搭设满堂脚手架的施工方案。其总体型式布置见图二、图三。支架基础采用C20砼扩大基础，基础中预埋钢板与钢管焊接形成排柱式支墩，柱间设置[12.6对扣槽钢系梁。柱顶设置锲块调整纵坡。锲块与柱头焊接牢固。锲块上横向设置2根I30b横梁，横梁上纵向分布12排贝雷梁。在贝雷梁上横向设置I14横梁，纵向间距0.5米，在I14横梁上纵横向每0.5米间距分布扣件式脚手架，脚手架长1.05米,上托0.15米。然后横向铺设10*10cm木枋，满铺1.8cm木胶板，1.2cm竹胶板做为箱梁底模。箱梁腹板外模采用1.2cm竹胶板，内模采用1.8cm木板。2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结第3页共16页2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结第4页共16页2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结4．支架结构检算4.1工字钢（I14）横梁验算4.1.1工字钢横梁设计贝雷梁上横向设置I14横梁，纵向间距0.5米，单根长度14米。布置图如下：图四、工字钢横梁（I14）布置图4.1.2受力分析如图四所示，I14钢横梁受力情况较复杂，为简化计算，箱梁腹板下部贝雷梁分部三片，间距45CM，因腹板砼较重，I14工字钢横梁在此处按固定端考虑，箱梁翼板与箱梁中分别计算。受力简图如下：4.1.2.1箱梁翼板处I14钢横梁受力分析a.箱梁翼板处I14钢横梁受力简图（图五）。图五、箱梁翼板下I14钢横梁受力简图b.荷载组合2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结★砼自重:q1取26KN/m3计算q11=0.2*0.5*26=2.6KN/mq12=0.4*0.5*26=5.2KN/mq13=0.6*0.5*26=7.8KN/m★模板、支架、脚手架荷载q2=0.439KN/m底模1.2cm厚竹胶板q21=0.012*0.5*6=0.036KN/m底模纵向10*10枋木：q22=13*0.1*0.1*.5/3.5=0.019KN/m底模横向10*10枋木：q23=0.1*0.1*6=0.06KN/mΦ48钢管脚手：q24=3*4*0.0333/3.07+5*0.0333+0.5*5*0.0333/3.07=0.324KN/m★工字钢自重q3=0.1421KN/mq3=14.21kg/m=0.1421KN/m★施工人员、施工料具运输、堆放荷载q4=0.75KN/mq4=1.5*0.5=0.75KN/m★倾倒混凝土及振捣混凝土产生的荷载q5=1KN/mq5=2*0.5=1KN/m★荷载组合计算qa=q11+q2+q3+q4+q5=2.6+0.439+0.1421+0.75+1=4.93KN/mqb=q12+q2+q3+q4+q5=5.2+0.439+0.1421+0.75+1=7.53KN/mqc=q13+q2+q3+q4+q5=7.8+0.439+0.1421+0.75+1=10.31KN/mc.受力分析★4.1.2.1.3.1弯矩（见图六）图六、箱梁翼板下I14钢横梁弯矩图Mmax=5.56KN/m★剪力（见图七）：图七、箱梁翼板下I14钢横梁剪力图Qmax=9.69KNd.抗弯验算σmax=Mmax/w=5.56/102=0.05451GPa=54.51Mpa[σw]=145Mpa，满足要求。e.抗剪验算τmax=Qmax/A=9.69/21.516*10-4=4.5MPa[τ]=85MPa，满足要求。f.挠度图（见图八）2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结图八、箱梁翼板下I14钢横梁挠度图ƒ(x)=3.3mm4.1.2.2箱梁梁中处I14钢横梁受力分析a.箱梁梁中处I14钢横梁受力简图（见图九）图九、箱梁中部I14钢横梁受力简图b.荷载组合★桥梁自重产生的荷载视为均布荷载,砼自重取2.6t/m3计算。q1=(0.28*0.5*26*4.5+0.25*0.5*2.5*26+(0.25+0.45)*1*1/2*0.5*26*2)/4.5=7.47KN/m★模板、支架、脚手架荷载q2=0.324KN/m底模1.2cm厚竹胶板q21=0.012*0.5*6=0.036KN/m底模1.6cm厚木胶板q22=0.016*0.5*6=0.048KN/m底模横向10*10枋木：q23=0.1*0.1*6=0.06KN/mΦ48钢管脚手：q24=1.2*9*0.0333/4.5+2*0.0333+0.5*9*0.0333/4.5=0.18KN/m★工字钢自重q3=0.1421KN/mq3=14.21kg/m=0.1421KN/m★施工人员、施工料具运输、堆放荷载q4=0.75KN/mq4=1.5*0.5=0.75KN/m★倾倒混凝土及振捣混凝土产生的荷载q5=1KN/mq5=2*0.5=1KN/m★荷载组合计算q=q1+q2+q3+q4+q5=7.47+0.324+0.1421+0.75+1=9.6861KN/mc.受力分析2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结★弯矩（见图十）：图十、箱梁中部I14钢横梁弯矩图Mmax=0.74KN.m★剪力图如下（见图十一）：图十一、箱梁中部I14钢横梁剪力图Qmax=4.77KNd.抗弯抗剪验算由4.1.2.1.4，4.1.2.1.5验算过程可知，满足要求。e.挠度（见图十二）图十二、箱梁中部I14钢横梁剪力图ƒ(x)=0.2mm4.2贝雷梁结构验算纵梁采用12排贝雷钢梁。4.2.1荷载组合4.2.1.1桥梁自重产生的荷载视为均布荷载,砼自重取2.6t/m3计算:q1=435.83*26/34.84=325.246KN/m。4.2.1.2模板、支架、脚手架：q2=39.99KN/m底模1.6cm木板:q21=0.016m*7m*6KN/m3=0.672KN/m底模1.2cm竹胶板：q22=0.012m*7m*6KN/m3=0.504KN/m外模1.2cm竹胶板：q23=0.012m*(6.14+4.2)m*6KN/m3=0.744KN/m蕊模2cm木板：q24=0.02m*(1*2+2.7*2+5.5)m*6KN/m3=1.55KN/m木材（共需81立方米）：q25=81*6/44.84=10.84KN/mΦ48钢管脚手（共需60T）：q26=600/44.84=13.38KN/mI14工字钢：q27=12.64m*(16.88kg/m)/0.5m=426.7kg/m=4.267KN/m4.2.1.3贝雷梁自重单层单节270kg:q3=270/3.0*12=1080kg/m=10.8KN/m2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结4.2.1.4施工人员、料具、运输、堆放荷载：q4=1Kpa4.2.1.5振捣砼产生的荷载：q5=2.0Kpa4.2.1.6倾倒砼荷载：q6=2.0Kpa4.2.1.7荷载组合贝雷梁所受均布荷载为：q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=381.036KN/m4.2.2受力分析4.2.2.10#台至1#墩间贝雷梁荷载计算a.0#台至1#墩间贝雷梁计算简图（见图十三）：图十三、0#台至1#墩间贝雷梁受力简图b.弯矩图（见图十四）：图十四、0#台至1#墩间贝雷梁弯矩图Mmax=4787.41KN.mM中max=2957.42KN.mc.剪力图（见图十五）：图十五、0#台至1#墩间贝雷梁剪力图Qmax=2429.99KNRa=1837.6KNRb=4768.49KNRC=1395.65KN4.2.2.21#墩外侧雷梁荷载计算a.计算简图（见图十六）2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结图十六、1#墩外侧雷梁受力简图b.弯矩（见图十八）图十八、1#墩外侧雷梁弯矩图Mmax=2223.33KN.mc.剪力（见图十九）图十九、1#墩外侧雷梁受力简图Qmax=1314.21KNRa=1468.22KNRb=1961.14KN4.2.3贝雷梁结构验算4.2.3.1贝雷梁抗弯验算贝雷梁单层单排容许弯矩：[W]=788.2KN，由以上内力分析可知，最大弯矩为：Mmax=4787.41KN.m12[W]=9458.4KN.m，满足要求。4.2.3.2贝雷梁抗剪验算贝雷梁单层单排容许剪力：[Q]=245.2KN，由以上内力分析