现浇箱梁专项施工方案(支架预压)

黄金园河（一标段）桥梁专项施工方案长沙市望城经济技术开发区黄金园河（金星路-同心路段）水生态环境综合整治建设项目一标段桥梁工程满堂支架预压方案编制单位：监理单位：监理工程师：审核日期：黄金园河（一标段）桥梁专项施工方案-1-一、编制依据：1、国家、交通部现行的法律、法规、设计规范、施工规范、验收标准、规则等；2、长沙市望城经济技术开区黄金园河（金星路-同心路段）水生态环境综合整治建设项目桥梁工程一标段《施工图设计文件》。3、《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；4、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011)；5、《钢管满堂支架预压技术规程》（JG/T194—2009）；6、《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2011）；7、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）二、编制目的：1、检查支架的安全性，确保施工安全。2、消除地基、支架自身非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。3、测量预压时支架产生弹性变形，根据其测量结果对满堂架进行预拱度调整。三、工程概括本项目桥梁工程位于长沙市望城区黄金园河，跨越黄金园河桥梁按平面位置划分为南北两座桥梁，为黄金园河水生态环境综合整治建设项目一标段桥梁工程。新建北桥桩号为K0-102.001,桥梁总长度123.2米，桥梁总宽度为12米，组成为0.25米（护栏）+2.25m人行道+2×3.5机动车道+2.25m人行道+0.25米（护栏），布置为16+16+16m米三跨砼箱梁+装饰索外倾式蝴蝶拱，每跨由四片箱梁组成，共3跨，合计为12片箱梁。每片箱梁梁长16米，梁高1.1m，采用单箱双室，箱梁顶板厚度0.25m，板厚0.22m，跨中腹板厚0.4m，支点处腹板厚0.9m，由C40混凝土现浇构成；新建南桥桩号为K0+567.814，桥梁总长度123.2米，桥梁总宽度为12米，组成为0.25米（护栏）+2.25m人行道+2×3.5机动车道+2.25m人行道+0.25米（护栏），布置为16+20+16m米三跨砼箱梁+装饰索外倾式蝴蝶拱，每跨由四片箱梁组成，共3跨，合计为12片箱梁。中跨箱梁梁长20米，两端箱梁长16米，梁高1.2m，采用单箱双室，箱梁顶板厚度0.25m，板厚0.22m，跨中腹板厚0.4m，支点处腹板厚0.9m，由C40混凝土现浇构成；由于现浇箱梁所用满堂钢管支架基础位于桩基施工筑岛上，岛体填方采用施工黄金园河（一标段）桥梁专项施工方案-2-便道末端内的断面挖方，考虑到基础为新填土以及地基承载力等因素，特进行对钢管支架以及基础的预压。3、工期拟开工日期2017年12月7日，完工日期2017年12月10日。四、施工方案及施工方法（一）支架布置及施工采取落地式满膛支架，基础采用筑岛回填土基础，下垫沿桥向布置间距30cm钢管，钢管上铺工字钢作为钢管支架的支托面。1)支架设计首先测出支架地面标高，然后根据结构物净空高度，分块进行配杆设计以确定出各单元块支架需整平处理的地基标高。因该工程北桥现浇箱梁设计为梁长16米，箱室宽度1.5米，悬臂长度0.65米，高1.2米，所以本支架设计宽为3米，顶部梁底面为4米，出去箱梁箱室加悬臂共2.8米外保证两边都有0.6米的工作面，并在两侧搭上高1.5米的围栏，以保证在箱梁施工中操作人员的安全。支架侧搭设上下步梯，用作人员上下以及部分材料的运送。2)支架布置支架沿横桥向的间距为0.6m，沿纵桥向的间距为0.6m。立杆间加设剪力撑和斜撑,横杆步距为1.2m。3)支架搭设①支架立杆位置放样为了便于控制标高，立杆以箱梁的中心线为准，左右对称布置，放样时以此为控制线，确定立杆纵、横向位置。②支架底标高的控制为保证横杆水平控制好立杆顶标高，使立杆、横杆能顺利连接，需认真调好支架底座标高，方法是顺桥向每6根立杆（5根横杆）为一断面，横向设左、中、右三个控制点拉线控制，调出每个底座的伸出量。③、安装立杆、横杆根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。安装时应保证立杆处于下工字钢中心，构件结点以扣件锁定。④、斜杆安装黄金园河（一标段）桥梁专项施工方案-3-为了保证支架的整体稳定性，按支架设计要求安装斜撑杆，安装时尽量布置在框架结点上，采用6m长钢管并用旋转扣件与立杆连接。⑤、顶托安装⑴为便于在支架上高空作业，可在地面上大致调好顶托伸出量，再运至支架顶安装。⑵横向设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量，以便校核，最后再用拉线内插的方法，依次调出每个顶托的标高，顶托伸出量一般控制40cm以内。⑥、安装底模横梁及标高复测顶托标高复测完毕后，即可安装梁底钢管，钢管采用两根一组，并用钢钉将其固定避免滑动。待横梁安装完毕，最后再复测一次控制点标高，其余拉线控制。4)支架抛高值的确定因施工荷载和杆件受压而导致的弹性和非弹性变形以及支架基础沉陷，支架搭设时给支架预留了一定施工抛高值。支架的抛高值=钢管接头非弹性变形值总和+地基沉降值。5)支架施工操作要点：①地基处理时应特别注意基坑的回填质量，严格按要求分层夯实，碾压。另外地基范围内不得有积水。②构件运至现场后，应由有关人员组织检验，有明显弯曲、压扁、开裂、脱焊、焊头断裂变形及严重锈蚀等不合格的构件不得投入使用。③杆件安装时，立杆垂直度偏差要求小于0.2%，以避免偏心受压，横杆水平度要求小于3%，同时检查碗扣锁定是否紧密。④顶托控制点标高调节完毕复测确认后，应注意标记，防止在安装横梁时转动错位，顶托的伸出量最大不得超过其允许调节范围。⑤支架端部节间即拐角处，应设置斜腹杆。⑥施工中发现支架或底板纵横梁沉降变形超标，应停止浇注砼，尽快检查原因，制定对策，及时解决。（二）荷载计算1、荷载分析根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：黄金园河（一标段）桥梁专项施工方案-4-⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。⑵q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。⑶q3——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。⑷q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。⑸q5——新浇混凝土对侧模的压力。⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。⑺q7——支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：满堂钢管支架自重立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距支架自重q7的计算值(kPa)60cm×60cm×120cm2.942、荷载组合模板、支架设计计算荷载组合模板结构名称荷载组合强度计算刚度检算底模及支架系统计算⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺⑴＋⑵＋⑺3、荷载计算⑴箱梁自重—q1计算根据该桥现浇箱梁结构特点进行自重计算，并对一个代表截面下的支架体系进行检算，首先进行自重计算：北桥：根据横断面图梁体截面积A=6.63m2则：q1＝BW=BAcγ＝48×6.63/7.3=43.59kPa取1.2的安全系数，则q1＝43.59×1.2＝52.31kPa注：B—箱梁底宽，取7.3m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。黄金园河（一标段）桥梁专项施工方案-5-南桥：根据横断面图梁体截面积A=7.01m2则：q1＝BW=BAcγ＝52×7.01/7.3=49.93kPa取1.2的安全系数，则q1＝49.93×1.2＝59.92kPa注：B—箱梁底宽，取7.3m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。4.结构检算（1）扣件式钢管支架立杆强度及稳定性验算本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，钢管扣件式支架体系采用60cm×60cm×120cm的布置结构。①立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］=30kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5碗口式构件设计荷载）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力ΣNQK—施工荷载标准值；于是，有：NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×19.24=6.93KNNG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KNΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(1.0+2.0+2.94)=2.138KN则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（6.93+0.36）+0.85×1.4×2.138=11.29KN＜［N］＝25kN，强度满足要求。②、立杆稳定性验算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/ΦA+MW/W≤fN—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架黄金园河（一标段）桥梁专项施工方案-6-安全技术规范》表5.1.6得。A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。长细比λ＝L/i。L—水平步距，L＝1.2m。于是，λ＝L/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录C得Φ＝0.744。MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10WK=0.7uz×us×w0uz—风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.52us—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表7.3.1第36项得：us=1.2w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.35KN/m2故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.52×1.2×0.35=0.447KNLa—立杆纵距0.6m；h—立杆步距1.2m，故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.046KNW—截面模量查表〈〈建筑施工扣件式脚手架安全技术规范〉〉附表B得：W=5.08×103mm3则，N/ΦA+MW/W＝11.21×103/（0.744×489）+0.046×106/（5.08×103）＝39.87KN/mm2≤f＝205KN/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。（2）满堂支架整体抗倾覆验算依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。K0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw采用跨中16m验算支架抗倾覆能力：黄金园河（一标段）桥梁专项施工方案-7-跨中支架宽7.3m，长16m采用60×60×120cm跨中支架来验算全桥：支架横向7排；支架纵向27排；高度13m；顶托TC60共需要7×27=189个；立杆需要7×27×13=2457m;纵向横杆需要4×12×27=1296m；横向横杆需要6×16×12=1152m；故：钢管总重（2457+1296+1152）×3.84=18.8t;顶托TC60总重为：189×7.2=1.361t；故q=18.8×9.8+1.361×9.8=197.6KN；稳定力矩=y×Ni=8×197.6=1580.8KN.m依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.52×1.2×0.35=0.447KN跨中20m共受力为：q=0.447×13×16=92.98KN；倾覆力矩=q×5=92.98×5=464.9KN.mK0=稳定力矩/倾覆力矩=1580/464.9=3.401.3计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求（三)支架预压方案1、由于本工程受施工条件的限制，不能使用大型的机械设备，故采用水箱预压方