连续钢构桥箱梁施工组织设计讲解.docx

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连续钢构桥箱梁施工组织设计讲解

附件：

1、0号块托架设计图

2、边跨现浇段支架设计图

第一章编制说明、编制依据和工程概况

第一节编制说明

窑河坝大桥为路线上跨滑坡断裂带、深沟、地方公路、三岔湖快速路及陡斜坡而设，主桥上部结构采用68+120+68米三跨预应力混凝土连续刚构，下部结构主墩为1025×620厘米的单箱单室空心薄壁墩，在墩身四周设置切角，以利提高从三岔湖旅游快速通道观瞻本桥的景观效果。

本桥上部构造为较大跨径结构，技术含量高，工期非常紧张，为保证安全顺利地完成主梁施工任务，编制本施工组织设计，其原则是：

在保安全，保质量，保进度的前期下，力求工程造价低，设备投入合理，施工组织合理，施工操作方便。

本施组包括：

0号块件托架施工；1#～13#块件挂篮悬臂浇筑施工；边跨搭架现浇段施工；合龙段施工四个部分。

第二节编制依据

⑴窑河坝特大桥施工图设计文件

⑵《公路施工手册：

桥涵》

⑶《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

⑷《公路工程水泥砼试验规程》（JTJ053-94）

⑸《公路工程石料试验规程》（JTJ054-94）

⑹《公路工程金属试验规程》（JTJ055-83）

⑺《公路工程集料试验规程》（JTJ058-2000）

⑻《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）

⑼《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）

⑽《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2003）

⑾本工程施工设计图

第三节工程概况

主桥上部结构为（68+120+68）m三跨预应力混凝土连续梁，上部结构采用变截面预应力混凝土连续箱梁，箱梁为三向预应力结构，采用单箱单室断面，箱梁顶板宽16.25米，底板宽9.25米，梁体顶面与桥面横坡一致，梁体顶面与地面平行，腹板为铅垂方向。

箱梁跨中及边跨支架现浇段梁高2.8米，箱梁根部断面和墩顶0号梁段高为7.0米。

从中跨跨中至箱梁根部，箱梁以1.8次抛物线变化。

箱梁腹板在墩顶范围内厚100厘米，从箱梁根部至跨中梁段腹板厚由70厘米变至55厘米。

箱梁底板厚从箱梁根部截面的100厘米厚以1.8次抛物线变至跨中截面30厘米厚。

箱梁0号段长10米，每个“T”构纵桥划分为13个对称梁段，梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为5×3.6米，8×4.5米。

1号～13号梁段采用挂篮悬臂浇注施工，悬臂浇筑梁段最大控制重量2138KN（未考虑施工荷载），全桥共有6个合龙段，分别共4个边跨合龙段和2个中跨合龙段，合龙段长度均为2米，边跨现浇段长6.88米，高均为2.8米。

箱梁纵向预应力钢束共设置了顶板束、中跨底板束、边跨底板束、合龙段临时束和预备束共五种，各钢束均采用φs15.24钢绞线。

预备束孔为预留，钢束根据施工情况予以设置。

横向预应力束采用3-φs15.24，沿桥轴线50cm左右间距布置，张拉端和锚固端交叉设置。

0号梁段横隔板、边跨端横梁设置横向预应力束。

竖向预应力钢筋采用3-φs15.24，设计张拉吨位586KN，采用低回缩量锚具，型号为M15-3DHS（张拉端）和M15P-3（锚固端），竖向预应力采用梁顶一端张拉方式。

主桥共设8道横隔板，各横隔板均设置了人洞以便施工，边跨梁段底板设有一人洞供施工及后期检查养护用。

第四节主要方案简述

10号块采用托架现浇施工，在高度上分两次浇筑：

第一次浇筑高度为4米，第二次浇筑高度为3米。

2悬浇梁段共需要8只挂篮，本桥拟采用三角斜拉式挂篮，挂篮的最大载重砼荷载按2500KN设计。

考虑到桥面横坡的变化，因此对挂篮的外模进行了专门的设计，以实现箱梁横坡变化的调整。

3边跨现浇段设计采用支架现浇法施工，支架最大高度达55米。

4合龙段均采用挂篮改制的吊架施工。

第二章施工方案

第一节施工步骤

施工步骤：

箱梁0号块托架现浇施工→挂篮安装→挂篮加载试验→挂篮悬浇施工→边跨现浇段支架施工→边跨合龙段施工→中跨合龙段施工。

第二节0号块托架现浇施工

1、工程概况：

主桥箱梁根部高7米，0号块长10米，单个0号块箱梁C55混凝土为378m3。

2、施工工艺流程图

3、支架主要结构

根据桥梁设计荷载，考虑施工的便捷，本托架主要由预埋板、三角牛腿、调整钢箱、横梁和模板系统组成。

托架构造见下图。

托架正面图（墩身对应梁体+墩外1.9m悬臂梁体）

托架立面图

托架预埋钢板厚度为20mm，墩身外侧1.9米悬臂托架预埋件设置10根Φ32锚固钢筋，墩身对应翼板托架预埋件设置6根Φ32锚固钢筋，钢筋锚固长度均为500mm。

托架斜撑采用2I25b工字钢，纵梁采用2I36b工字钢，横梁均采用I45b工字钢，横梁与纵梁设置2[20钢箱调整底模标高。

3、托架工作特点

自重轻、安装和拆除方便快捷、弹性变形和非弹性变形小是本桥托架的主要特点。

托架在设计和计算时已经考虑了0号块混凝土一次性浇筑施工的各种最不利因素。

4、托架现浇施工程序

4.1托架预埋件安装

本桥主墩、上构箱梁均采用5013型塔吊施工，其位置见墩身施工方案。

墩柱施工至预埋件位置前，要适当调整主筋位置，以免预埋钢板时切断主筋。

预埋钢板在现场加工完成，采用塔吊提升安装。

为确保预埋钢箱板位置的准确，钢板定位在主筋和模板上并固定牢固。

4.2托架安装

主墩翻模施工封顶后，将墩身模板用手拉葫芦挂在塔吊对应的侧面作为托架安装操作平台（见下图示），检查托架预埋件位置并确定无误后，方可进行托架安装工作：

托架安拆操作平台图示

1）、凿除预埋钢板位置处的混凝土至露出钢板，清洁钢板表面；

2）、安装已加工好的三角牛腿：

用塔吊平衡提起三角牛腿，操作人员站在悬挂在墩身的操作平台上，掌握工字钢的方向并置于预埋钢板上，然后焊接连接。

托架三角牛腿安装图示

3）、用水准仪测量相应横梁位置对应纵梁顶标高，确定调整标高钢箱立柱的长度；

4）、2[20钢箱立柱下料并用10mm钢板封头，安装到各自位置后并与纵梁焊接牢固；

5）、安装I45b工字钢横梁并与调整钢箱立柱焊接牢固；

6）、采用墩身外模铺装底模系统

7）、安装操作平台。

墩身箱内底模系统同墩身隔板底模系统，这里略。

4.3托架预压

托架安装完毕后，组织质量安全检查小组对托架的焊缝等各部件进行专门检查，待检查小组确认托架安装合格后，方可对托架进行预压。

托架预压的目的：

通过对托架采取120％的荷载预压，可以验证托架的承载力、消除托架安装时的非弹性变形和了解托架在重载下的弹性变形等情况，以指导0号块的下一步施工。

1）、托架预压荷载大小：

按混凝土重量的120％进行预压。

2）、托架预压荷载的组成：

0号块除主墩对应的隔板荷载不计外，墩身内底板对应荷载采用沙袋堆载的形式进行预压，墩身外侧的悬臂采用千斤顶和φj15.24钢绞线预拉预埋在承台上的钢筋即预应力方式预压，各点拉力大小通过计算得出，见下图。

托架预压立面图示

托架预压承台预埋件平面位置图示及预埋件构造图（每组4根Φ32钢筋）

3）、托架预压荷载的布置：

因托架横梁的受力状况比较简单，通过计算可以比较容易分析其是否满足受力要求，托架预压主要是检验三角牛腿你焊缝受力是否满足要求，因此每侧托架的预压荷载可简化为4个点，即横梁与三角牛腿交叉处按集中力预压。

每个集中力对应承台位置预埋4根Φ32钢筋，钢筋上端加工成直螺纹，通过钢板转换装置与3根钢绞线的锚具（扁锚）相连。

托架横梁上设置分配梁，安装扁锚具通过千斤顶完成对托架的预压。

托架预压荷载图示（图中数值为混凝土重量的120%）

4）、测量点位布置：

三角牛腿与横梁的交叉点即为托架预压时的观测点，一个托架设置8个观测点。

5）、托架预压荷载的加载等级：

为了通过托架预压得出可以指导下一步施工的有效参数，托架预压荷载的加载等级为0→50％→100％→120％。

在托架加载前，用油漆标出各测点的具体位置，要保证托架加载后也不影响最后的测量，用精密水准仪测出预压前的初始标高。

初始标高测量完毕后，在托架上加载相应的荷载至50％，测量各测点的标高；继续加载至100％，测量各测点的标高；加载至混凝土重量的120％后，测量各测点的标高。

荷载加载完毕后，持荷3～5小时，再测量各测点的标高然后卸载至完毕，测量各测点的标高。

托架加载过程中，安排专人对托架的各部位进行检查，发现问题后立即停止加载，待处理完毕并确认安全后方可继续加载。

6）、测量数据的统计：

通过对以上几组数据的统计和比较，分析出托架的非弹性变形和弹性变形，用于指导0号块底模标高的调整。

托架预压完成并确认测量数据有效后，按监控指令安装托架底模，进行下一步施工。

5、主梁施工控制：

窑河坝特大桥主桥为三跨连续梁，上部结构施工应进行专项施工控制。

成立由有多年施工经验的人组成施工控制组，人员2～3名，配合施工监控组，负责主桥上部结构施工全过程施工控制工作。

6、托架受力计算书

根据设计和施工要求，主梁0号块采用托架现浇施工。

综合分析，在0号块混凝土一次性浇筑（即不考虑已经浇筑的底板混凝土不参与托架受力）时，托架在混凝土浇筑时为最不利组合，C55混凝土容重取26KN/m3，动荷系数取1.2，计算时不考虑模板参与托架受力。

墩身对应的箱梁隔板混凝土全部由墩身直接承载，托架计算时不予考虑。

设计中各类型钢力学性能表

型钢型号

截面面积A（mm2）

惯性矩Ix（mm4）

惯性矩Iy（mm4）

容许弯曲应力[σ]（Mpa）

容许剪应力[τ]（Mpa）

I45b

11140

337590000

11710000

170

85

I36b

8364

165740000

5836000

170

85

I25b

5351

52780000

2973000

170

85

1）、墩外1.9m梁段横向4根45b工字钢受力计算

荷载计算：

悬臂顶板端部：

距端部2m处：

悬臂顶板根部：

腹板对应位置：

底板倒角处：

底板等高位置：

顶板等高位置：

建模计算如下图示：

横梁计算图示

弯矩图

剪力、反力图

据上计算图示，工字钢在支点处出现的最大拉（压）应力：

，满足要求

工字钢在支点处出现的最大剪应力：

，满足要求

跨中挠度

横梁满足受力要求

2）、墩外1.9m梁段三角牛腿受力计算

荷载：

由1）计算中的剪力、反力图知，单根横梁对应的集中力为911.7/2=456KN

建模计算如下图示：

牛腿计算图示弯矩图

轴力图剪力、反力图

据上计算图示，2I36b工字钢在支点处出现的最大拉（压）应力：

，满足要求

工字钢在支点处出现的最大剪应力：

，满足要求

牛腿2I25b截面积2A＝10702mm2，焊接组合成箱型截面后Imin＝43199662mm4，杆件长256cm，通过计算，λ＝40.3，查表得受压构件弯曲系数φ1＝0.87

牛腿应力，满足要求

托架牛腿均满足受力要求。

以上计算均考虑0号块混凝土一次成型的最不利荷载，实际施工时的混凝土分两次浇筑，第一次浇筑高度为4m，第二次浇筑高度为3m。

在混凝土第二次浇筑时，第一次浇筑的混凝土早已达到设计强度且有较大的刚度和承载力，可以作为托架的安全储备。

7、模板支架的搭设、模板的制作与安装

7.1模板支架、底模的制作与安装

0号块的底模采用墩身外模铺设，翼缘支架立于搭设在2I45b横梁上，采用扣件式支架，立杆横向间距距60cm，纵向间距与I45b相对应，外侧模板利用挂篮模板。

为确保支架稳定，顶板砼内外扣管支架与模板的连接按二步三跨布置（竖向每隔一根水平杆、立杆纵向每隔两根通过型钢与腹板模板固定），支架纵横桥向布置剪刀撑。

箱内顶板采用扣管支架，立杆间距为90cm×90cm,步距为120cm。

扣管上铺5cm厚木板作