++预应力混凝土梁膺架法现浇施工监理细则1编制依据1有关的设计文件及施工图纸;2《客运专线无碴轨道铁路设计指南》;3《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》;5《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》;6《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》;7《客运专线桥梁伸缩缝装置暂行技术条件》;9《客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件》;10《客运专线桥梁桥涵工程施工技术指南》;11《铁路混凝土工程施工技术指南》;12《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2003);13《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》;14《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。2工艺特点预应力混凝土连续梁膺架法现浇施工工艺具有以下特点:(1)膺架法施工无需预制场地,而且不需要大型运输、安装设备。(2)膺架形式可根据现场实际情况采用满堂式支架或梁式支架,可多工作面同时施工,适应性强。(3)与预制架设法施工相比,工期长,施工质量控制难度更大。(4)施工中的支架、模板耗用量大,并且搭设支架影响排洪、通航、通车,施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。3适用范围膺架法一般适用于地质条件较好(无水或水流较浅的河流)、跨度60米以下、桥墩高度20米以下的现浇连续箱梁现浇施工。在施工场地收限及受地形地势等影响,大型施工机械无法进入或无大型机械设备的情况下,采用膺架法施工比较合适。4工艺原理在桥位处搭设膺架(在低墩或不跨越道路等障碍物的情况下搭设满堂式支架,在高墩或跨越道路等障碍物情况下搭设梁式支架),在膺架上安装底模,经预压后安装外侧模板、钢筋及预应力系统,然后浇筑连续梁梁体混凝土;待梁体混凝土强度达到设计要求后拆除内模、端模板和进行预应力张拉施工;最后进行体系转换施工,拆除支架。根据梁体结构设计实际情况,梁体可以分节段或一联整体浇筑成型。5现浇膺架施工设计与检算5.1膺架选型5.1.1满堂式支架在桥墩较低(20m以下)或地质条件较好且不跨越道路、河流等障碍物时,梁体现浇膺架宜选择满堂式支架。支架搭设材料主要采用扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架、门式脚手架等。满堂支架具有安装方便,不需要大型施工设备;地基承载力要求低的优点,但安装质量控制要求较高。满堂式支架系统包括纵横向分配梁(方木或型钢)、顶托、立杆、水平杆、剪刀撑、底托等部分。5.1.2梁式支架在桥墩较高(20m以上)或地质条件较差(软土地基等)或跨越道路、河流等障碍物时,梁体现浇膺架宜选择梁式支架。支架搭设材料一般为:支墩采用(钢筋)混凝土扩大基础、大直径钢管桩(钢管混凝土)立柱、型钢分配梁结构,纵梁可采用军用梁、贝雷梁(架)或型钢等。梁式支架不影响桥下通行、通航,但需要大型施工起吊设备配合,且支墩地基承载力要求较高。梁式支架系统包括分配横梁、纵梁、支墩顶分配梁、支墩、支墩基础等部分。5.2膺架及模板系统计算5.2.1计算荷载及组合(1)设计荷载。1)模板、支架自重;2)新浇筑混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力;3)施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载;4)振捣混凝土时产生的荷载,计算取值2.0kPa;5)新浇筑混凝土对侧面模板的压力;6)倾倒混凝土时产生的水平荷载;7)其他可能产生的荷载,如雪荷载、冬季保温设施荷载等,按实际情况考虑;(2)荷载组合:见表1。表1模板、支架和拱架设计计算的荷载组合表模板结构名称荷载组合计算强度用验算刚度用梁、板的底模板以及支承板、支架等(1)+(2)+(3)+(4)+(7)(1)+(2)+(7)侧模板(4)+(5)(5)(3)强度、刚度及稳定性要求。1)稳定性要求。支架受压构件纵向弯曲系数可按有关规范进行计算。支架的立柱应保持稳定,并用撑拉杆固定。当验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时,验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。2)强度及刚度要求。验算模板、支架及拱架的刚度时,其变形值不得超过下列数值:①结构表面外露的模板,挠度为模板构件跨度的1/400;②结构表面隐蔽的模板,挠度为模板构件跨度的1/250;③支架、拱架受载后挠曲的杆件(盖梁、纵梁),其弹性挠度为相应结构跨度的1/400;④钢模板的面板变形为1.5mm;拱架各截面应力验算,根据拱架结构型式及所承受的荷载,验算拱顶、拱脚及1/4跨各截面的应力,铁件及节点的应力,同时应验算分阶段浇筑或砌筑时的强度及稳定性。验算时不论板拱架或桁拱架均作为整体截面考虑,倾覆稳定系数不得小于1.3。5.2.2满堂式支架计算(1)支架顶分配梁计算。1)支架顶分配梁:按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,计算公式如下:式中——分配梁的最大扰度值;——均布荷载;——计算跨径;——截面抵抗矩;——弯矩系数;——扰度系数;——抗弯刚度;——分配梁的容许应力;——容许扰度为跨径的1/400。2)支架顶纵梁。按集中荷载作用下的三跨连续梁计算,计算公式如下:式中——纵梁的最大扰度值;F——集中荷载值;——计算跨径;——截面抵抗矩;——抗弯刚度;——纵梁的容许应力;——容许扰度为跨径的1/400。(2)立杆计算。式中N——立杆轴向力计算值;A——立杆横截面面积;Φ——立杆轴心受压构件纵向弯曲系数;[σ]——钢材容许应力,为182MPa。5.2.3梁式支架计算(1)支墩计算。1)支墩基础计算。式中A——支墩基础截面面积;P——支墩上承受的荷载;[σ]——地基容许承载力。2)支墩立柱计算。式中A——支墩截面面积;P——支墩上承受的荷载;[σ]——支墩容许承载力。3)支墩顶分配梁。按集中荷载三跨连续梁计算,计算公式如下:式中——分配梁的最大扰度值;F——集中荷载值;——计算跨径;——截面抵抗矩;——抗弯刚度;——分配梁的容许应力;——容许扰度为跨径的1/400。(2)梁部结构计算。1)强度计算。梁部结构强度计算主要计算梁式支架的顺桥向纵梁强度和刚度。可以按均布荷载作用下简支梁计算:式中——截面弯矩;Q——均部荷载;L——钢梁跨度;——纵梁截面抵抗矩;——纵梁的容许应力;2)刚度计算。式中——纵梁的最大扰度值;——均布荷载;——计算跨径;——抗弯刚度;——容许扰度为跨径的1/400。5.2.4支架变形与预拱度计算(1)预拱度计算。在支架上浇筑连续箱梁时,在施工中和卸架后,上部构造要发生一定的下沉和挠度,为保证上部构造在卸架后能达到设计要求的外形,在支架、模板施工时设置合适的预拱度。在确定预拱度时,主要考虑了以下因素:1)由结构自重及活载一半所引起的弹性挠度δ1:一般由设计单位提供;2)支架在承荷后由于杆件接头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形δ2:根据接头数量和卸落设备情况确定;3)支架承受施工荷载引起的弹性变形δ3:理论计算值;4)支架基底在受载后的非弹性沉陷δ4;经验取值见表2。表2支架基底沉陷(cm)土壤枕梁柱当柱上有极限荷载时柱的支撑能力不充分利用砂土0.5~1.00.50.5粘土1.5~2.01.00.55)超静定结构由混凝土收缩、徐变及温度变化而引起的挠度δ5:理论计算值;理论预拱度值δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5理论预拱度值应根据支架预压的实际变形值监测和首段梁体现浇施工的监测值进行调整。(2)预拱度设置。根据梁的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和,作为预拱度的最高值,设置在梁的跨径中点。其他各点的预拱度计算时,δ1和δ5应以中点为最高值,以梁的两端部为支架弹性变形量,按二次抛物线进行分配:式中——距左支点的的预拱度值;——距左支点的距离;L——跨长。5.2.5模板系统设计梁体现浇的模板系统主要包括内模和外模系统两个部分,其中,外模系统包括底模、外侧模和端模及翼缘板侧模。(1)底模板系统设计。1)底模板结构:先纵横向铺设方木,然后铺设胶合板。2)底板计算:按五跨连续梁进行计算。①强度计算。式中M——计算最大弯矩;——抗弯强度设计值;Q——均部荷载;——计算跨度;——纵梁截面抵抗矩;——胶合板的容许应力。②刚度计算。式中——配梁的最大扰度值;——均布荷载;——计算跨径;——扰度系数;——抗弯刚度;——容许扰度为跨径的1/400。(2)外侧模板系统设计。1)外侧模板采用大块钢板或木模(外贴胶合板)。2)外侧模板系统计算:按三跨连续梁计算。①强度计算。式中M——计算最大弯矩;——抗弯强度设计值;Q——均部荷载;——计算跨度;——纵梁截面抵抗矩;——面板的容许应力。②刚度计算。式中——外侧板的最大扰度值;——均布荷载;——计算跨径;——扰度系数;——抗弯刚度;——容许扰度为跨径的1/400。(3)内模板系统设计。1)内模结构形式。内模结构包括内模板、内模桁架、内模支撑等部分。内模板可以采用木模,也可以采用钢模;内模桁架用方木或角钢等制作成框架;内模支撑一般采用φ48×3.5脚手架钢管搭设。2)内模计算。内模计算参照外侧模板进行。内模桁架、内模支撑参照支架进行。6施工工艺流程及施工操作要点6.1施工工艺流程施工工艺流程见图1。6.2施工操作要点6.2.1地基处理(1)满堂式支架地基处理。根据桥位处的地基实际情况,对桥位整个地基进行处理,最终使地基承载力达到设计要求。处理方式有:原地基地质状况较差为淤泥,用挖掘机挖出一定深度的淤泥,采用换填砂砾、石料;如原地基地质状况较好,将原有地基整平压实后,在其上分层填筑一定厚度的土或砂砾,并用振动压路机进行碾压密实,确保压实度≥90%,并设置横向单向横坡,坡度控制在1%范围内,便于及时排除雨水,如纵向坡度过大,采取设置台阶方式,便于底托支垫平整。然后在处理后的地基上施作15~20cm厚的5%石屑水泥稳定层或C20素混凝土作为支架基础,并按照满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设放木或5cm木板。为避免处理好地基受水浸泡,在两侧开的排水沟,排水沟分段开挖形成坡度,低点开挖集水坑。(2)梁式支架地基处理。梁式支架一般两端利用桥墩承台为基础,中间支撑点采用扩大基础或钢管桩基础。扩大基础采用现场浇注C30钢筋混凝土。钢管桩基础采用DZ45型振动锤施工,打到设计入土深度。6.2.2膺架系统安装施工(1)满堂式支架搭设。1)钢管脚手架搭设。在支架基础施工完成后,支架在搭设前,对箱梁支架进行放样,确定其平面位置,同时必须挂好每孔的纵向中心线,沿中心线向两侧对称搭设支架。为确保支架的整体强度、刚度和稳定性,对于每根竖向钢管用纵横钢管水平相连结,一定距离设置顺桥向通长剪刀撑、横桥向每隔一定距离设1道剪刀撑。剪刀撑与碗扣支架立杆、水平杆相交处,转扣设置数量按大于85%控制,杆件的相互连接必须紧密。最后按作业要求设置防护栏及连接、加固杆件。可调顶托调整高度严格控制在30cm以内,以确保架子顶自由端的稳定。每联支架搭设至下一联邻近孔的L/5处或设计规定的部位。底托安放时必须用硬木楔垫平,以保证立杆的垂直度。考虑到浇注顶板混凝土时需留设施工平台、过道,支架在搭设时要有一排延伸到翼缘板的外侧,并保证翼缘板下横桥向有2~3排支撑。搭设质量要求:竖杆要求每根竖直,采用单根钢管。立竖杆后及时加纵、横向平面钢管固定,确保满堂支架具有足够的强度、刚度、稳定性。满堂钢管支架搭设完毕后,应测量放样确定每根钢管的高度(每根钢管的高度按其位置处梁底高〈考虑预拱度设置〉减构造模板厚度和方木楞、木楔的厚度计算),并在钢管上做上标记,对高出部分的钢管用电焊机切割,保证整个支架的高度一致并满足设计要求。在支架顶部横桥向设横向钢管(以在其上直接设方木楞和木楔,铺装模板),在横向钢管扣件的下部紧设纵向钢管,要求横向钢管扣件紧贴在纵向钢管扣件之上,再在纵向钢管扣件下紧贴着增设一个加强扣件,这样就能保证横向钢管与竖向钢管的扣件连接具有足够的强度来承受施工荷载。为了施工方便和安全,外侧搭设人行工作梯,并在支架两侧设置1.2m宽的工作、检查平台,工作梯和平台均要安装1.2m高的护栏。2)碗口式支架搭设。在顺桥向按照支架间距铺设枕木,然后搭设碗扣式脚手架,严格按照支架设计图纸布置纵向间距、横向间距,支架上设顶托,横向每三道设置一道剪力撑,纵向两外侧设置剪力撑。其余要求参照钢管脚手架搭设。3)门式支架搭设。门式支撑架的搭设采用逐排和逐层搭设的方法,