K146+940渡槽现浇箱梁满堂支架方案及计算(定稿)

遂资眉高速公路眉山段建设项目J1-1合同段K146+940渡槽施工方案四川瑞通工程建设有限公司二0一三年一月一、工程概况K146+940渡槽为原设计K146+946渡槽经平移并修改过水断面后而来，在146+940处横跨主线路基，与主线线路成90°相交。K146+940渡槽全长48m，两个渡槽桥台均为4m长，槽身为两节20m现浇单腔室箱梁。该渡槽为连接黑龙滩灌区灌溉主渠而设置。过水断面10m2。该渡槽处在挖方路基上，且该路段的石质较硬，有利于现浇箱梁渡槽的满堂架搭设。见K146+940渡槽总体布置图。二、施工计划与安排由于黑龙滩灌区将于2013年3月初开始放水进行春灌，为了满足该时间节点，必须在2013年3月1日之前将K146+940渡槽施工完毕，以便于渡槽所接的灌溉渠通水。同时须路基施工作业队积极配合实施K146+940处的挖方作业，以满足渡槽下构（含路基中央隔离带的渡槽墩柱、两侧渡槽桥台）的施工。渡槽的上构施工按满堂架布置4m门洞结构形式，门洞设置在主线路基右半幅渡槽跨中处，其它均采用扣件式满堂支架。K146+940渡槽总体布置图三、施工方案1、满堂支架施工满堂支架横向、顺桥向间距（具体布置见图示）,满堂架顶部采用顶托支撑双排钢管,支架顶口及底部分别设置钢管封口杆及扫地杆,纵横向加设剪刀撑,形成稳固的支承体系。具体施工步骤如下：A、放出支架的纵、横轴线，施工班组根据中线拼装塔架，拼装前，应对塔架的立杆、水平杆等进行检查验收，有弯曲、变形、损坏的不得使用。塔架的顶托调整高度应≤250mm,底调高度应≤300mm不得超限。如丝杠伸出长度过长可通过加垫木来调整。B、支架搭设成型后，应用钢管进行平联和剪刀支撑。脚手架底部用钢管及扣件组成扫地杆，顶部组成封口支撑，中间用钢管纵横平联，使钢管与塔架形成一个整体，增强其整体稳定性。2、模板工程2.1模板底部用10cm*10cm方木支撑，10cm*10cm方木要求在门洞处放置在22b#工字钢上，其它模板部位方木搁置在其下两层10cm*10cm方木上。两根方木接头悬臂处应另加一根方木加强。2.2砼施工采取底板与侧墙一次立模整体浇筑，底、侧模采用δ=15mm竹胶板拼装，侧墙部位模板在底板与顶口处设拉杆。为保证模板平整度，10cm*10cm方木背带布设前，应进行检查，有弯曲、变形则不得使用，并用木工压刨将方木刨光平整后方可使用。2.3木模板要支撑牢固，浇筑混凝土前务必充分湿透，以减少混凝土期失水。2.4模板拼缝要严密，以防漏浆。应在木模板上刷油，以利拆模。3、钢筋工程3.1钢筋的下料尺寸必须准确。在配置钢筋时，应使其有不同的长度，以符合同一断面内钢筋接头的有关规定。3.2、钢筋采用机械加工，将加工好的钢筋运至工地现场绑扎。3.3、钢筋焊接，同一截面焊接头必须错开，满足受力主筋焊接头在受拉区接头面积不大于设计钢筋总截面面积50％，骨架具有足够的刚度和稳定性。且在钢筋绑扎成型时，应将焊渣和其与杂物清除干净。3.4、施工时必须严格按照技术规范及设计图纸的要求进行，作好钢筋网片的支撑并系好保护层垫块，以保证成品砼表面光滑无漏筋现象。4、混凝土工程4.1准备工作在浇筑混凝土之前要对支架和模板进行全面、严格的检查，核对设计图纸的要求；预埋件是否安装，然后才能浇筑混凝土。4.2砼的浇筑为了保证浇筑混凝土的整体性，防止在浇筑上层混凝土时破坏下层，要使上层浇筑的混凝土能在先浇混凝土之前完成。为了保证防水混凝土必须采取机械振捣，时间宜为10~30s，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准，并应避免偏振、欠振和超振。要把止水带周围的混凝土振捣密实，尤其是止水带的下侧，以防止水带失效4.3砼浇筑顺序a.混凝土全断面一次性浇注，砼浇注时应斜向分段、分层整体向前推进，斜坡倾角25º~30º为一段，分层厚度30cm，同时应保证砼振捣密实和注意上下层砼的连接，一般情况下，在捣固上层砼时振动棒应伸入下层砼10-15cm。b.在砼浇注时应遵循横纵向均由低处向高处浇注的原则。4.4养护要求使混凝土始终在潮湿环境中养护，减少和推迟因失水而产生的干缩，保证混凝土强度迅速增长。因此，防水混凝土至少养护14天，对防止裂缝有重大作用。四、现浇箱梁支架验算（1）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：○1、q1：箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取26KN/m3。○2、q2：支架自重。○3、q3：箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，取q3＝2.0kPa（偏于安全）。○4、q4：施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，取2.5kPa。○5、q5：振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。○6、q6：倾倒混凝土产生的水平荷载，取4.0kPa。满堂钢管支架自重立杆横路基方向间距×立杆顺路基方向间距×横支架自重q6的计算值杆步距(kPa)60cm×60cm×120cm2.812）、荷载计算○1、箱梁自重q1计算根据渡槽现浇箱梁结构特点，我们取1－1断面（墩台伸缩缝两侧）、2－2断面（20m箱梁跨中位置）两个代表截面进行箱梁自重计算，并对最大截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。a：1-1断面（墩台伸缩缝两侧）处q1计算根据横断面图，用CAD算得该处梁体横断面积A=5.09m2则：q1＝BW=BAcγ＝kPa46.2865.409.526注：B--箱梁底宽，取4.65m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。b、2-2断面（20m箱梁跨中位置）处q1计算根据横断面图，用CAD算得梁体截面积A=4.16m2则：q1＝BW=BAcγ＝kPa26.3265.416.426注：B--箱梁底宽，取4.65m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。○2、支架自重q2计算钢管总重：4504m×38.4N/m=172.954KN直角扣件：3632个×12.5N/个=45.4KN回转扣件：541个×15N/个=8.115KN对接扣件：224个×16N/个=3.584KN顶托：216个×65N/个=14KNq2=（172.954+45.4+8.115+3.584+14）/4.65×18.7=2.81Kpa（2）、结构检算取最不利处验算，A=5.09m2，q1’=5.09*26*1/(4.65*1)=28.5KN/m2,1)底模板：底模板底下支撑第一层方木（从上往下）顺桥向放置，横桥向间距为0.2m，顺桥向为0.6m，忽略模板自重，荷载组合：q底模=q1’*0.2*0.6+q4*0.2+q5*0.2+q6*0.2=28.5*0.2*0.6+2.5*0.2+2*0.2+2*0.2=4.72KN/m模板弯矩：M=mKNgl17.0106.0*72.41022，截面模量：W=363102.14121017.0mMw，模板厚度：h=mbW012.06.0102.14666，取模板厚度15mm截面惯性矩：I=4833109.1612015.06.012mbh，模板弹性模量E=9*103MPa，则：模板挠度：mEIqlf003.0109.16101091286.01072.4128863434，符合要求2）第一层方木：第一层方木由其下0.6cm*0.6cm的第二层方木支撑，第一层方木顺桥向按0.2cm排布，方木自重取2KN/m2，荷载组合：q方1=q1’*0.2*0.6+q4*0.2+q5*0.2+q6*0.2+2*0.2=28.5*0.2*0.6+2.5*0.2+2*0.2+2*0.2+2*0.2=5.12KN/m弯矩：M=mKNgl184.0106.0*12.51022，截面模量：W=363103.151210184.0mMw，方木厚度：h=mbW097.01.0103.15666，取方木厚度10cm，即方木尺寸为10cm*10cm。截面惯性矩：I=46331033.8121.01.012mbh，模板弹性模量E=9*103MPa，则：方木挠度：mEIqlf5663434109.61033.8101091286.01012.5128＜[f]=0.6/400=1.5*103，符合要求。3）第二层方木：第二层方木按顺桥向*横桥向=0.6cm*0.6cm排布，则：PPDCBA如上图所示，第二层方木受两个集中荷载：P=q方1*0.6=3.07KN弯矩：mKNllllPMABBCCD842.12.0)2.02.02(2.007.3)2(max，弯曲应力：MPabhMWMw1.1161.01.010842.16232maxmax＜[w]=12MPa,验算通过。挠度：4323221073.224)2(6cbaalalcaEIlPaf＜[f]=0.6/400=1.5*10-3,验算通过4）第三层方木及并排双钢管：由于第三层方木直接搁置在顶托的并排双钢管上，只起传力作用，故可不分析其受力（第二层方木与并排双钢管在同一竖直平面上）。5）支架：取最不利处（即靠支座处）验算，立杆按顺桥向*横桥向=0.6cm*0.6cm排布，取1.2安全系数，立杆受力：N=（q1+q2+q3+q4+q5+q6）*0.6*0.6*1.2=（28.5+3+8+2.5+2+4）*0.6*0.6*1.2=20.72KN，立杆步距1.2m，长细比λ=l/i=1200/15.78=76,查表知：φ=0.6882，取立杆的允许压应力[δ]=140MPa，钢管截面积A=4.89*102mm2则：[N]=φA[δ]=0.6882*489*140=47.1KN＞N=20.72KN验算通过6）地基承载力：支架支撑在挖方路基上，该路基石质较硬，且浇筑有C20砼地坪，故可满足要求不需验算。（3）、侧模板计算1)、新浇混凝土对侧模的压力计算因现浇箱梁采取水平分层以每层40cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=8℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力hrKPmK为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2当V/t=1.2/8=0.15＞0.035h=1.53+3.8V/t=2.1mKPahrKPm631.2252.1水平振动荷载取4KPa,则：P=63+4=63KPa。2）、按强度要求计算M—计算最大弯矩fm---木材抗弯强度设计值，采用松木模板取13MPa.槽身外模方木立挡间距为0.25m,腹板高度按端头最高2.85m。设模板按连续梁计算，将侧压力化为线布荷载：q=63×2.85=179.55KN/m,弯矩系数与底板相同。Mmax=ql2/10=179.55×0.252/10=1.122KN.m需要Wn=1.122×106/13=86307mm3选用侧模板的截面尺为：15mm×2850mm截面抵抗矩W=2850×152/6=106875mm3结论：可满足要求。3)、按刚度要求计算E—木板的弹性模量。取10×103MPaI---模板截面惯性矩ω=ql4/150EI=63×2.85×2504/150×10×103×2850×153÷12=0.583mm＜[ω]=250/400=0.625mm符合要求。(4)、工字钢梁强度及刚度验算(门式通道支架体系构造图另见附图)。纵梁工字钢采用22B工字钢，w＝325.8cm3，I＝3583cm4，E＝2.1×105Mpa，【δ】＝145Mpa，顺桥向工字钢跨径为4.5m。1）、工字钢间距计算q＝(q1+q3+q4+q5+q6)×B＝(23.26+2.0+2.5+2+4)×6=202.56kN/mM＝(1/8)qL2=(1/8)×202.56×4.52＝512.73kN·m查《桥涵计算手册》得I22b:Ix=3583cm4=0.00003583m4Wx=325.8cm3=0.0003258m3则：n=M/(W×［δw］)=512.73/(0.0003258×145