跨箱梁满堂支架施工方案

40米跨箱梁满堂支架施工方案40米跨箱梁满堂支架施工一、概述1、工程概况安庆长江公xx桥E标工程南岸堤外引桥为双幅分离式桥梁，单幅一联6跨（6×40m=240m）为单箱单室预应力混凝土斜腹板等截面连续梁，梁高2.5m，箱梁顶板跨12.75m，底板宽5.384m，箱梁顶、底板厚均为0.25m,腹板厚0.5m，两侧翼缘板悬臂长度均为2.85m，全桥仅在桥墩支点截面处设置端，中横梁。桥面横坡在-3%～2%变化，桥面横坡由梁底垫石变高度使梁体整体旋转而形成，箱梁横断面与梁高均保持不变；桥面纵破为2.75%。桥面横坡见下表：桥面横坡一览表墩号桥面横坡梁底轴线与桥轴线距离（cm）左幅（%）右幅（%）左幅右幅YR110.1160.020662.20657.15YR12-1.2170.020665.65657.15YR13-2.551-2.551669.00655.60YR14-3.000-3.000670.15654.35YR15-3.000-3.000670.15654.35YR16-3.000-3.000670.15654.35YR17-3.000-3.000670.15654.35箱梁采用单向预应力体系，纵向预应力钢束设置采用фj15.24钢绞线，Rby=1860Mpa，波纹管制孔。每跨单侧腹板内设置6束16孔钢束，在接缝处采用钢束联结器接长；顶板设置12束7孔钢束，钢束长为14米，一端为P锚，一端为张拉锚，钢束跨越桥墩顶分布置，每侧各长7米；底板设置4束7孔钢束，一端为P锚，一端为张拉锚，每束钢束跨越施工接缝分布在两跨内。2、施工方法简介南堤外引桥位于缓和曲线段，桥位区多为农田、耕地及居民拆迁区，陆地施工条件相对较好。施工时，先将桥位地基处理后，采用扣件式满堂脚手架单幅逐跨现浇施工工艺进行施工，施工时，翼缘模板及外侧模采用定制钢模板（按首跨长配置一套模板），内模采用胶合板（按首跨长配置一套模板），底模采用玻璃钢竹胶板（按一个标准跨和一个首跨长度配置）。总体施工工艺流程如下：3、施工工艺流程二、满堂支架搭设及预压1、地基处理先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实；承台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实。原有地基整平压实后，再在其上填筑大约30cm的黄土，并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压，辗压次数不少于3遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实，然后在处理好的黄土层上铺设20cm石子，采用人工铺平，用YZ16吨振动压路机进行辗压。在石子层上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设枕木；为尽量减少地基变形的影响，在承台基坑回填好的地基上铺设大型废钢模板（此处不铺设枕木），废钢模板铺设时，面板朝下。压实的黄土层及石子层的宽度大约为28米。为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖40×30cm的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑。2、支架安装本支架采用“扣件”式满堂脚手架，其结构形式如下：纵向立杆间距为90cm，横向立杆间距除箱梁腹板所对应的位置处间距按46cm布置外，其余按90cm左右间距布置（可详见《堤外引桥满堂支架横向布置图》），在高度方向每间隔1.2m设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆联成整体，为确保支架的整体稳定性，在每三排横向立杆和每三排横向立杆各设置一道剪刀撑。在地基处理好后，按照施工图纸进行放线，纵桥向铺设好枕木，便可进行支架搭设。支架搭设好后，测量放出几个高程控制点，然后带线，用管子割刀将多余的脚手管割除，在修平的立杆上口安装可调顶托，可调顶托是用来调整支架高度和拆除模板用的，本支架使用的可调顶托可调范围为20cm左右。由于整个堤外引桥位于缓和曲线上，因此拟将每跨支架划分为8个直线段拟和桥面箱梁曲线，每个直线段5m。施工时注意支架间距应相应调整。脚手管安装好后，在可调顶托上铺设I14工字钢，箱梁底板下方的I14工字钢横向布置，长6m，间距为0.9m；由于本方案外侧模板及翼缘模板为大型钢模板，为考虑模板整体移动，在翼缘板下所对应的位置I14工字钢采用顺桥向布置。I14工字钢铺设好后，然后在箱梁底板下宽6米的I14工字钢铺设6X12cm的木枋，木枋铺设间距为：在箱梁腹板所对应的位置按18cm布置，底板其余位置按30~35cm布置。木枋布置好后可进行支架预压。3、支架预压安装模板前，要对支架进行压预。支架预压的目的：1、检查支架的安全性，确保施工安全。2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。预压荷载为箱梁单位面积最大重量的1.1倍。本方案采用水箱加水分段预压法进行预压：施工前，按照水箱加工图纸加工好水箱，水箱采用3mm厚钢板进行满焊加工，加工好后进行试水试验，确保水箱不漏水。每一段预压长度为20米左右，由于首跨现浇长度为47米，故首跨需分三次预压，标准跨为40米及尾跨33米均需分两次预压。根据箱梁横截面特性，共制作6个大水箱（B型水箱）和6个小水箱（A型水箱），大水箱尺寸为：3米高，3米宽，6.5米长；小水箱尺寸为：1.5米高，2米宽，6.5米长。水箱加工后采用16t汽车吊进行吊装就位，大水箱安放在箱梁底板所对应的位置，小水箱安放在两侧翼缘板所对应的位置，12个水箱布置成3排4列，然后用水泵加水进行预压(详见《堤外引桥预压步骤示意图》)。为了解支架沉降情况，在加水预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥向每5米布置一排，每排4个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水时通过水管将水排至水沟中或桥位区外，以免影响处理好的地基承载力，卸水完成后采用16t汽车吊将水箱前移。卸水完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸水后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。经过几跨施工，得出支架预压后总沉降量在4～15mm之间，最大非弹性变形量为13mm，平均非弹性变形量为7mm左右。4、支架受力验算①、底模板下次梁（6×12cm木枋）验算：底模下脚手管立杆的纵向间距为0.9m，横向间距根据箱梁对应位置分别设为0.46和0.9m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距90cm；次梁按纵桥向布置，间距35cm和18cm。因此计算跨径为0.9m，按简支梁受力考虑，分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置：a、斜腹板对应的间距为18cm的木枋受力验算底模处砼箱梁荷载：P1=2.5×26=65kN/m2（按2.5m砼厚度计算）模板荷载：P2=200kg/m2=2kN/m2设备及人工荷载：P3=250kg/m2=2.5kN/m2砼浇注冲击及振捣荷载：P4=200kg/m2=2kN/m2则有P=（P1+P2+P3+P4）=71.5kN/m2W=bh2/6=6×122/6=144cm3由梁正应力计算公式得：σ=qL2/8W=（71.5×0.18）×1000×0.92/8×144×10-6=9.05Mpa＜[σ]=10Mpa强度满足要求；由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：τ=3Q/2A=3×（71.5×0.18）×103×（0.9/2）/2×6×12×10-4=1.21Mpa＜[τ]=2Mpa（参考一般木质）强度满足要求；由矩形简支梁挠度计算公式得：E=0.1×105Mpa；I=bh3/12=864cm4fmax=5qL4/384EI=5×12.87×103×103×0.94/384×864×10-8×1×1010=1.273mm＜[f]=1.5mm（[f]=L/400）刚度满足要求。b、底板下间距为35cm的木枋受力验算中间底板位置砼厚度在0.5～0.7m之间，按0.7m进行受力验算，考虑内模支撑和内模模板自重，木枋间距0.35m，则有：底模处砼箱梁荷载：P1=0.7×26=18.2kN/m2内模支撑和模板荷载：P2=400kg/m2=4kN/m2设备及人工荷载：P3=250kg/m2=2.5kN/m2砼浇注冲击及振捣荷载：P4=200kg/m2=2kN/m2则有P=（P1+P2+P3+P4）=26.7kN/m2q=26.7×0.35=9.345t/m＜71.5×0.18=12.87t/m表明底板下间距为0.35m的木枋受的力比斜腹板对应的间距为0.18m的木枋所受的力要小，所以底板下间距为0.35m的木枋受力安全。以上各数据均未考虑模板强度影响，若考虑模板刚度作用和3跨连续梁，则以上各个实际值应小于此计算值。②、顶托横梁（I14工字钢）验算：脚手管立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.46m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距90cm。因此计算跨径为0.9m和0.46m，为简化计算，按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，计算结果偏于安全，仅验算底模下斜腹板对应位置即可：平均荷载大小为q1=71.5×0.9=64.35kN/m另查表可得：WI14=102×103mm3；I=712×104mm4；S=I/12跨内最大弯矩为：Mmax=64.35×0.46×0.46/8=1.702kN.m由梁正应力计算公式得：σw=Mmax/W=1.702×106/(102×103)=16.69Mpa＜[σw]=145Mpa满足要求；挠度计算按简支梁考虑，得：E=2.1×105Mpa；fmax=5qL4/384EI=5×64.35×1000×0.464×109/(384×2.1×105×712×104)=0.053mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400）刚度满足要求。③、立杆强度验算：脚手管（φ48×3.5）立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.46m，因此单根立杆承受区域即为底板0.9m×0.9m或0.46m×0.9m箱梁均布荷载，由工字钢横梁集中传至杆顶。根据受力分析,不难发现斜腹板对应的间距为0.46m×0.9m立杆受力比其余位置间距为0.9m×0.9m的立杆受力大，故以斜腹板下的间距为0.46m×0.9m立杆作为受力验算杆件。则有P=71.5kN/m2由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=ι/i=1200/15.78=76，查表可得φ=0.744，则有：[N]=φA[σ]=0.744×489×215=78.22kN而Nmax=P×A=71.5×0.46×0.9=29.6kN，可见[N]＞N，抗压强度满足要求。另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度11m计算）△L=NL/EA=29.6×103×11×103/2.1×105×4.89×102=3.171mm压缩变形很小单幅箱梁每跨混凝土340m3，自重约884吨，按上述间距布置底座，则每跨连续箱梁下共有765根立杆，可承受2525吨荷载（每根杆约可承受33kN），比值为2525/884=2.86，完全满足施工要求。经计算，本支架其余杆件受力均能满足规范要求，本处计算过程从略。④、地基容许承载力验算：根据地质资料可知，南岸堤外引桥轴线上地表土质基本为亚粘土层，分别有：重亚粘土、轻亚粘土、人工填土（粉质轻亚粘土，砂壤土）等。地基碾压密实处理并铺垫20cm厚石子前，地基承载力在100～130Kpa之间。出于安全考虑，处理后仍按100Kpa设计计算，即每平方米地基容许承载力为10t/m2，而箱梁荷载（考虑各种施工荷载）最大为7.15t/m2，完全满足施工要求。三、模板工程为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形，加快施工进度，本工程箱梁底模采用铺设竹胶板，外侧模采用大块钢模板，箱体内采用胶合板木模。1、底模：箱梁底模采用竹胶板，模板加工时可根据箱梁线形曲线及宽度将模板分段（按顺桥向每5m为一段考虑）制作，将每一段视为直线段，即分段用折线代替圆曲线，从而提高了模板的使用效率。锯板采用合金锯片，直径400毫米，1