水中现浇箱梁支架搭设方案

支架搭设方案（水中现浇箱梁）中铁二十局一处苏州市官渎里立交工程项目经理部二OO二年四月十七日目录一、工程概况二、施工方法及施工方案1、临时支墩布设2、贝雷梁支架的布设3、贝雷梁的架设4、支架搭设三、附图1、H桥（H20-C30）支架结构布置图2、C桥（C28-C30）支架结构布置图3、B桥（B29-B32）支架结构布置图四、计算资料1、C桥支架布设计算资料2、B桥支架布设计算资料3、临时桩坐标一览表水中现浇箱梁支架搭设方案一、工程概况：苏州市官渎里立交工程共有三座跨河，分别为B、C、H三线桥，所跨河道为苏浏河坝基桥段，与新建坝基桥平行跨越。三桥中，B线桥B29-B32为一联四跨现浇钢筋砼连续箱梁，C桥C27-C30，H桥H19-C30均为一联三跨现浇预应力砼连续箱梁。三桥中以C线桥跨径最大，为3×34m，而以B桥的桥面最宽，其最宽处达19m，为渐变段。三桥均为现浇箱梁跨河，因此施工存在一定的难度，尤以对现浇箱梁的支架有更高，更严的要求。需水面上搭设现浇箱梁支架，且同时需考虑桥下通航。支架搭设的成功与否，直接关系到整个官渎里立交工程的成败。为确保整个工程顺利进行，按时、保质、高效的完成水中现浇箱梁施工任务，经过多种方案详细比较、筛选，我标段拟在水中布设临时钻孔桩支墩，在支墩横梁上架设贝雷梁跨越，然后在其上铺设工字钢，形成基础，搭设碗扣支架，铺底模的方法搭设水中支架。具体搭设方案见下。二、施工方法及施工方案：1、临时支墩布设根据B、C、H线三桥各自的特点及跨径，为确保水中支架的安全，拟在三桥每跨中加设一个临时支墩，以缩小贝雷梁跨径，从而缩小支架材料的跨中弯矩，达到既安全又节省材料的效果。水中临时支墩拟采用跨中附近布置一排横桥向钻孔桩，其数量根据桥宽来决定，H桥和C桥为两根，B桥则采用三根桩，桩径均采用1m，桩顶标高高出水面40cm，钻孔桩横桥向布置在箱梁底板边缘下方，来承受箱梁主要荷载。以C线桥为例，C桥临时钻孔桩布置在跨中桥梁中心线两侧，两桩中心间距为6m。临时钻孔桩桩长经过计算，为确保安全拟采用25m，其承载力完全满足现浇箱梁支架施工要求。钻孔桩施工方法同主桥的钻孔桩施工，以确保其质量。水中钻孔桩施工完毕后，即可在其上接桩进行墩柱浇注，临时支墩均为桩柱一体式，经调查，为满足紧急情况下通航要求，净空拟按5m计算。据此，从贝雷梁底标高进行推算，从而确定临时支墩的高度，立柱拟采用1.0m的圆柱，在立柱顶部两边预埋上两根角铁，并在立柱中心预埋一块A3钢板，以稳定横梁工字钢。同时在桩与立柱交接处预埋一块A3钢板，加设一道钢横系梁，材料采用工字钢，以增加钻孔桩的横向稳定性。2、贝雷梁支架布设根据现浇箱梁支架的需要，为确保施工质量及进度，经过多种方案比较，我标段拟采用水中跨为贝雷梁跨越，因贝雷梁整体刚性好，强度大。为保证一定的净空和净宽，需在两端和跨中设置支墩，跨中支墩采用桩柱一体式，两端则拟采用钢管支墩，同样，以C线为例，因为C桥的桥宽和跨径比H线桥大，在同样标准下，满足了C桥，也就能满足H桥。B桥虽桥宽有所增加，但B桥钻孔桩增加到三根，同样也能满足要求。在C桥28#墩上承台布置12根φ600×6mm的钢管桩，用I30b工字钢连接，上搁横桥向一排4I30b工字钢，并连成一个整体，作为支撑贝雷梁的横梁。在C29#一侧，在承台上布置两个钢支墩，每个支墩由4根φ600×6mm的钢管构成，其底部和顶部各焊接一块A3钢板，调平，在其上同样也搭设一根横梁，横梁由4根I30b工字钢构成。上述布置经过计算，其受力情况满足要求。C28和C29#墩的钢支墩长度不相等，但必须满足使其各自顶上所支承的4根I50b工字钢横梁在同一标高上，从而保证贝雷梁在同一高度。水中横梁标高由立柱来控制。水中临时支墩上的横梁，因C线桥两临时桩间距较大，经过计算，横梁拟采用4根I50b工字钢作为横梁，用钢板将4根焊成一个整体。在横梁两端和焊接处加筋板，以增加受力和强度。横梁与立柱顶上的预埋钢板焊接，并固定在两预埋的角铁之间，以增加横梁的稳定性。B、C、H三桥跨中临时墩上的横梁均采用4根I50b的工字钢，以力求保险。横梁顶通过标高来控制水平。在承台的布置的钢管支墩，所采用的φ600×6mm的钢管，其承载力完全满足贝雷梁架设的要求。钢管的上、下两端均焊接一块70×70cm、2cm厚的A3钢板，下底的A3钢板通过地脚螺栓和承台连在一起，以增加支墩的稳定性。各钢管支墩之间均通过水平缀条和斜撑连接。钢管支撑与横梁之间也通过焊接的方式固定在一起。这样在承台上的所有钢管支墩就连成一个整体，大大提高了支墩的稳定性。3、贝雷梁的架设钢管支墩和临时钻孔桩支墩的横梁搭设完毕，标高符合要求后，即可在其上架上纵桥向的贝雷梁，贝雷梁采用上下加强型双排单层贝雷梁，经过计算，综合桥宽和跨径，B桥在B29-B30#一跨布置6组12片，其余为5组10片贝雷梁，在C桥、H桥分别为4组8片双排单层贝雷梁跨越。经过计算，此种布置形式完全能够满足现浇箱梁的施工，其强度挠度均能达到规范要求。每组贝雷梁与横梁之间能过U形卡子与横梁连接，用螺栓拧紧，必要时通过在横梁上加焊角铁的方法来固定贝雷梁。每组贝雷梁的安放位置经过计算，保证受力均匀，分布合理。贝雷梁为定型钢构件，其标准尺寸为1.5×3m，因此，在布置临时支墩的时候，应尽量考虑使支点位置位于两片贝雷梁的接头处，或者是贝雷梁腹杆加强处，临时支墩位置不一定在跨中，但以最大跨径34m来计算，仍能满足施工要求，故在架设贝雷梁时对此可不与考虑。C29-C30之间有一部份地基位于水中，所以对C28-C29跨贝雷梁予以延长9m到岸边，在岸上设一临时支墩来支撑贝雷梁。一跨4组成5组贝雷之间，通过角铁或者是法兰连接，形成拉杆，以增加贝雷梁的自身稳定性。拉杆位置每隔6m左右设置一道，贝雷梁的架设应严格按要求施工，保证其受力效果。经计算，整个水中支架共计需用540片左右加强型贝雷梁。4、支架搭设贝雷梁架设完毕，便可在上面铺设一层I20b工字钢，用来分布上面传递下来的荷载，同时也就用作上层碗扣件支架的基础，即同于以后陆地上施工时的地基。I20b工字钢横桥向布置，间距控制在1m，在横梁处适当予以加密，工字钢与贝雷梁之间全部用U形卡子连接，螺栓拧紧，I20b工字钢铺完以后，即同于陆地上箱梁施工的基础，在其上搭设碗扣件支架铺设方木和底模，搭设要求同陆地上施工要求，其施工方法见现浇梁施工方案。水中支架验算水中现浇箱梁支架的计算，主要是验算贝雷梁的挠度、强度以及在临时支墩上的横梁验算。C线桥桥宽为9.5m，跨径为34m，在桥宽和跨径上都比H线桥要大，因此，以同样的标准搭设H桥支架，在验算支架时，满足了C桥同时也就满足了H线桥。B桥因处于变截面上，以B29#~B31#一跨桥面最宽，B30#~B31#墩跨径最大，所以以B29#~B30#墩一跨的重量来验算B30#~B31#一跨的跨径，这样，在整个B桥上也都适应。一、C线桥支架计算：（C28#~C29#）1、荷载组合：（1）砼自重：g1=506/（34×3）×2.6=12.9T/m3（2）竹胶板重量：C线桥每延米底模竹胶板用量为S1=12.18m2，取竹胶板比重ρ=0.8T/m3，厚度为h=1.5cm竹胶板，则每延米竹胶板重量为：g2=12.18×0.0015×0.08≈0.015T/m（3）底模用方木重量：在1m断面范围内共设置3根横向10×10cm的，纵向9根15×15cm的方木，共计总重量为：g3=0.8×(0.1×0.1×10×3+0.15×0.15×1×9)≈0.4T/m（4）碗扣件支架（取纵向为0.9m一排）经计算贝雷梁以上至箱梁底以下的碗扣件支架搭设平均高度为7m，在每一延米范围内：立杆：3×14.02×9≈0.38T横杆：3.97×9×5=0.18T顶托、底托：（6.75+6.45）×9=0.119T平均每延米范围内，碗扣件支架重量为：g4=0.68T/m（5）横向I20b工字钢自重：g5=0.311T/m（6）一片上下加强型贝雷梁自重：贝雷片自重：0.27T加强弦杆2根：2×80=0.16T插销：2×0.003=0.006T支承件：0.021T一片上加强型贝雷梁自重为：g6=0.27+0.16+0.006+0.021≈0.5T因此，贝雷梁以上部分砼，底模方木，碗扣件支架总重量为：q1=（12.9+0.015+0.4+0.68）=14T/m拆合成砼自重为ρ=（14×34×3）/506≈2.822T/m3计算时为安全起见，考虑到部分施工荷载的影响，对I20b工字钢以部份重量按砼自重ρ=3.0T/m3来计算考虑。则有：q1=506×3.0/34×3≈14.822T/m2、C28-C29顶层I20b工字钢验算：C28-C29一跨拟采用4组8片加强型双排单层贝雷梁跨越，四片梁最大间距2.13m（见附后布置图），在贝雷梁上铺设一层I20b工字钢，横桥向间距为1.0m，长度采用10m长。（1）平均分配到I20b工字钢上的均布荷载计算：一跨长度为34m，则所需工字钢根数约为32根则有：q2=（14.822×34）/（32×10）=1.581T/m（2）强度计算按最不利的受力情况，简支状态来计算查表得：I20b工字钢Ix=2500cm4Wx=250cm3则跨中最大弯矩为Mc=1/8qL2Mc=1/8×1.581×10×2.132=8.966KN·m由强度公式б=Mc/Wx可得бmax=Mc/Wx=8.966×103/250×10-6≈35.864MPa[б]=210MPa强度符合要求（3）挠度计算因I20b工字钢上以荷载较多，可视其为均布荷载，故挠度公式为：fmax=5qL4/384EIfmax=（5×1.581×104×2.13×103）/（384×210×109×2500×10-8）≈0.81mm而允许挠度f允=L/400≈4mm有fmax=0.81mmf允=4mm故挠度符合要求3、C28-C29一跨纵桥向贝雷梁验算（1）贝雷梁上所受的均布荷载计算a、I20b工字钢上部重量按砼比重ρ=3.0T/m来计算，则有：G1=ρ·v=14.882×34≈506Tb、32根I20b工字钢重量：G2=32×10×0.0311=9.952Tc、四组8片加强型贝雷梁自重：G3=0.5×12×2×4=48T则平均分布到贝雷梁上的均布荷载为：q3=（506+9.952+48）/（4×34）=4.147T/m（2）强度计算根据布置图：取计算跨径Lo=16.5m查公路计算手册，双排单层（加强型）贝雷梁：Ix=1154868.8cm4Wx=15398.8cm3按最不利情况计算（取简支状态）跨中弯矩：Mc=1/8qL2Mc=1/8×4.147×10×16.52=1411.3KN·m而手册中，贝雷梁允许承受最大弯矩为M允=3375KN·mMc=1411.3KN·mM允=3375KN·m弯矩符合要求则由公式б=Mc/Wx可得бmax=Mc/Wx=1411.3×103/15398.3×10-6≈91.653MPa[б]=210MPa强度符合要求（3）挠度计算由挠度公式：f=5qL4/384EI可得fmax=（5×4.147×104×16.54×103）/（384×210×109×1154868.8×10-8）≈16.5mm而允许挠度f=L/400≈37.5mm挠度符合要求（4）支点处剪力计算QA=QB=qL/2=（16.5×4.147×10）/2=342.13KNQA=QB=342.13KNQ允=490.5KN剪力符合要求b、取实际受力情况，按连续梁计算（1）强度计算弯矩计算由力学近似公式求得：M=Km·q·L2，取弯矩系数Km=0.07则有：M=0.07×4.147×10×16.52=790.32KN·m符合要求бmax=Mc/Wx=790.32×103/15398.3×10-6≈51.325MPa[б]=210MPa强度符合要求（2）挠度计算由近似公式可得f=Kw×（q×L4/100EI），取挠度系数Kw=0.521则有：fmax=（0.521×（4.147×104