桥梁盖梁支架专项施工方案

1新溆高速第十六合同段桥梁盖梁支架专项施工方案一、工程概况我合同段起点为溆浦县油洋乡麻溪村，路线沿X012南侧展线，经甘溪村、庄坪村、河底江村、三板桥村、桥江镇槐荫村，路线终点为桥江乡独石村。路线全长5.685km。其中，桥梁工程包括大中桥梁1687m/6座，桥梁下部构造设计有扩大基础、U型桥台、桩基础、承台、肋板、立柱、盖梁等结构形式，上部构造有预应力空心板、T梁、现浇箱梁等结构形式，现在正进入高空作业盖梁施工。为确保桥梁盖梁施工按总体施组中的工期顺利开展,特制定以下有关桥梁盖梁支架施工的专项方案。二、施工部署我部施工的桥梁工程共计6座，其中K75+722擂鼓坡大桥盖梁支架采用包箍法施工，其余K76+370.5廖家湾大桥、K78+285新塘湾大桥及A、B匝道桥、K79+532向家山大桥等五座桥梁盖梁采用剪力销法施工。三、施工方案及稳定计算（一）包箍法施工方案盖梁包箍法无支架施工可操作性强，有很高的安全保证体系，外观轻巧又便于检查验收，可以较好控制施工安全，支模可以省很多工时，对地基要求不高，节省支撑钢管，大大降低了成本。抱箍法无支架施工很少影响道路、河道的交通和通航，有利于快速施工和文明2施工，具有很好的推广应用价值。1、盖梁抱箍法结构设计按最大立柱与盖梁尺寸进行设计验算，根据设计施工图，选定擂鼓坡大桥7#墩墩柱为φ200cm，盖梁尺寸为170*220（宽*高）为设计验算依据（1）、侧模与端模支撑侧模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm，在肋板外设2[16违带。在侧模外侧采用间距1.0m的2[16b作竖带，竖带高2.9m；在竖带上下各设一条φ20的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距2.7m，在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。端模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm。在端模外侧采用间距1.0m的2[16b作竖带，竖带高2.9m；在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。（2）、底模支撑底模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm。在底模下部采用间距0.6m工16型钢作横梁，横梁长4.4m。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角支架放在横梁上。横梁底下设纵梁。横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的横向坡度与安装误差。与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。（3）、受荷纵梁在横梁底部采用双层1排加强型贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm×1500cm，加强弦杆高度10cm）连接形成纵梁，长12m，每组3中的两排贝雷片拼装在一起，两组贝雷梁位于墩柱双侧，中间间距233.6cm，贝雷梁底部采用3m长的工16型钢作为贝雷梁横向底部联接梁。贝雷片之间采用销连接。纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍。（4）、抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t=16mm）制成，M24的高强螺栓连接，抱箍高1734cm，采用66根高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力供给上部结构的支承反力，是首要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层2～3mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。（5）、防护栏杆与与工作平台栏杆采用φ50的钢管搭设，在横梁上每隔2.4米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。钢管与支座之间采用销连接。工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设2cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。2、盖梁抱箍法结构验算（1）、荷载计算砼浇筑时的侧压力：Pm=Kγh式中：K---外加剂影响系数，取1.2；γ---砼容重，取26kN/m3；h---有用压头高度。4砼浇筑速度v按0.6m/h，入模温度按20℃考虑。则：v/T=0.6/20=0.0030.035h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.03=1.0mPm=Kγh=1.2×26×1=31.2kPa砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。则：Pm=31.2kPa+4kPa=35.2kPa盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）：P=Pm×（H-h）+Pm×h/2=35.2×2+35.2×1/2=88kN（2）、拉杆拉力验算拉杆采用（φ20圆钢）间距1.0m，1.0m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：σ=（T1+T2）/B=1.2P/2πr2=1.0×88/2π×0.012==139MPa[σ]=160MPa利用φ20圆钢拉杆间距1m布置满足应力要求。竖带抗弯与变形程度计算设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长L0=2.0m，砼侧压力按均布荷载q0考虑。竖带[16b的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩Ix886cm4;抗弯模量Wx=108cm3q0=35.2×1.0=35.2kN/m最大弯矩：Mmax=q0l02/8=35.2×2.02/8=17.6kN·m5σ=Mmax/2Wx=17.6/(2×108×10-6)=81481Kpa≈82MPa[σw]=160MPa(可)（3）变形程度计算：fmax=5q0l04/384×2×EIx=5×35.2×2.04/(384×2×2.1×108×886×10-8)=0.002m≤[f]=l0/400=2.0/400=0.005m（4）、横梁计算采用间距0.4m工16型钢作横梁，横梁长4.6m。在墩柱部位横梁设计为特制钢支架，该支架由工16型钢制作，每个墩柱1个，每个支架由两个小支架栓接而成。故共布设横梁31个，特制钢支架2个（每个钢支架用工16型钢18）。盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约8kN。a.荷载计算盖梁砼自重：G1=43.27m3×26kN/m3=1125kN模板自重：G2=49kN侧模支撑自重：G3=22×0.172×2.0=7.5kN三角学支架自重：G4=8×2=16kN施工荷载与其他荷载：G5=20kN横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=1125+49+7.5+16+20=1218kNqH=1218/12=102kN/m横梁采用0.4m的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载GH'=102×0.4=41kN作用在横梁上的均布荷载为：6q=G/l=41/2.4=17kN/m(式中：lH为横梁受荷段长度，为2.4m)横梁抗弯与变形程度验算横梁的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=1127cm4;抗弯模量Wx=140.9cm3最大弯矩：Mmax=ql2/8=17×2.42/8=12.2kN·mσ=Mmax/Wx=12.2/(140.9×10-6)=86586≈87MPa[σw]=160MPa(可)最大变形程度：fmax=5ql4/384×EI=5×17×2.44/(384×2.1×108×1127×10-8)=0.0031m[f]=l0/400=2.4/400=0.006m(可)（5）、纵梁计算纵梁采用单层四排加强型贝雷片（标准贝雷片规格：3000cm×1500cm，加强弦杆高度10cm）连接形成纵梁，长12m。荷载计算横梁自重：G6=12/0.4×4.6×0.169=23kN贝雷梁自重：4×8×0.3×9.8=94kN纵梁上的总荷载：GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=1125+49+7.5+16+20+23+94=1335kN纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q：q=GZ/L=1335/6.8=196kN/ma计算支座反力RA/B：RA/B=1/2ql=1/2×196×6.8=666.4KN7Mmax=1/8×196×6.82=1132kN·m贝雷片的允许弯矩计算查《公路施工手册桥梁和涵洞》第923页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩[M0]为975kN·m。则四排单层的允许弯矩[M]=4×975×0.9=3510kN·m(上下加强型的贝雷梁的允许变矩应大于此计算值)故：MB=1132kN·m＜[M]=3510kN·m满足强度要求纵梁变形程度验算贝雷片刚度参数弹性模量：E=2.1×105MPa惯性矩：I=Bh×h/2=(25.48×2×4)×150×150/2=2293200cm4最大变形程度发生在盖梁中间fmax=648q/EI=648×112/(2.1×108×2293200×10-8)=0.015m[f]=a/400=6.8/400=0.017mfmax≤[f]变形符合要求。（6）、抱箍计算抱箍承载力计算荷载计算每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：支座反力RA/B=1/2ql=1/2×196×6.8=666.4KN以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需8产生的摩擦力。抱箍受力计算螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力N=666.4kN抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：M24螺栓的允许承载力：[NL]=Pμn/K式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;μ---摩擦系数，取0.3；n---传力接触面数目，取1；K---安全系数，取1.7。则：[NL]=225×0.3×1/1.7=39.7kN螺栓数目m计算：m=N'/[NL]=666.4/39.7=16.7≈17个，取计算截面上的螺栓数目m=18个。则每条高强螺栓供给的抗剪力：P=N/18=666.4/18=37KN≤[NL]=39.7kN故能承担所要求的荷载。螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算抱箍产生的压力Pb=N/μ=666.4kN/0.3=2221.3kN由高强螺栓承9担。则：N'=Pb=2221.3kN抱箍的压力由18条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为N1=Pb/18=2221.3kN/18=123kN[S]=225kNσ=N/B=N′（1-0.4m1/m）/B式中：N′---轴心力m1---所有螺栓数目，取：36个B---高强螺栓截平面或物体表面积，B=4.52cm2σ=N/B=Pb(1-0.4m1/m)/B=2221.3×(1-0.4×36/18)/36×4.52×10-4=109208kPa=109MPa＜[σ]=140MPa故高强螺栓满足强度要求。抱箍体的应力计算：抱箍壁为受拉产生拉应力拉力P1=18N1=18×123=2214（KN）抱箍壁采用面板δ16mm的钢板，抱箍高度为0.5m。则抱箍壁的纵向截平面或物体表面积：S1=0.016×0.5=0.008(m2)σ=P1/S1=2214/（0.008×2）＝=138.4(MPa)＜[σ]=140MPa满足设计要求。抱箍体剪应力τ=（1/2RB）/（2S1）=（1/2×666.4）/（2×0.008）=21MPa[τ]=85MPa满足强度要求。10根据以上计算，抱箍与贝雷梁组合施工支架验算符合各项应力验算要求，安全经济可行。（二）、剪力销法施工方案1、盖梁设计技术参数我标段盖梁的结构尺寸有多种形式，在此仅以最大尺寸盖梁为例进行介绍，该盖梁长10.78m，宽2.3m，高1.5m，设计为C30钢筋砼，设计砼方量35.7m3，钢筋含量5.9T。具体细部尺寸如图1所示。盖梁立面图盖梁侧面图图12.拟用施工方案根据我标段的实际情况决定采用剪力销法施工。该方法的施工原理是，在墩柱上穿剪力棒承载工字钢，以工字钢为受力主梁搭设盖梁受力底座，在此底座上进行盖梁模板、钢筋、砼的施工。施工要点在于穿剪力棒搭设盖梁底座受力平台。通过粗略估算计划采用以下材料搭设盖梁底座受力平台。11采用φ90mm钢棒作剪力棒，左右墩柱各1根。采用36b工字钢作为受力主梁，墩柱两侧各1根。采用16a槽钢作小横梁，在工字钢上按中到中45cm间距布置，共布设20根。采用10cm*10cm方木作为盖梁底模垫层，在槽钢上按中到中25cm间距布置，共布设10道。采用10cm*30cm木楔作为高度调平层，安装在槽钢与方木之间。具体布置如图2所示。盖梁底座示意图槽钢工字钢剪力棒方木木楔盖梁底模图23.受力验算通过图2可以看出，