某特大桥现浇箱梁施工方案.docx
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某特大桥现浇箱梁施工方案
某特大桥现浇箱梁施工方案
一、工程概况：
某特大桥为宿淮高速l公路淮安某标内的一座大型桥梁，结构为等截面预应力砼连续现浇箱梁。
桥面2*净-15.5m,梁高h=1.75m,单箱三室,悬臂板长为2.5m,箱梁采用斜腹板,箱梁顶底板平行设计,均设2%的横坡。
桥梁垮径:
左幅桥:
22.06+3*32.5+3*25米,右幅桥为:
3*25+3*32.5+22.06米。
选择可调重型门式脚手架作为现浇支撑体系。
根据有关工程资料进行现浇支撑构架设计。
箱梁沿纵向分为一般结构区，梁端及支点区、过渡区，一般结构区横截面参见下图：
0.25
1.3 1.75
0.20
2.5 0.511.00.52.5
17.0
二、相关方案布置及理论验算：
（1）、荷载分析：
（翼缘除外）
平均板厚：
〖0.25×12+0.2×11+0.4×（1.75-0.2-0.25）×4+0.3×0.2×0.8×2〗/11.00
＝0.745M
1、一般结构区:
（翼缘除外）砼荷载:
q10=0.745×25=18.64KN/M2
总荷载:
q11=1.25q10=22.37KN/M2
2、梁端支点区：
砼荷载:
q20=1.75×25kw/m3=43.75KN/M2
施工总荷载:
q21=43.75×1.25=54.69KN/M2
3、过渡区：
在支点梁端两侧荷载略大于一般结构区，在支架中考虑不另外计算。
（2）、整体构造搭设方案
根据该工程荷载计算结果，结合门式脚手架一般性使用经验，选择构架间距确定构造搭设方案，参见支架构造附图。
１、地基处理：
支架地基应平整、坚实，回填土区域应分层回填逐层压实。
根据地基承载力选择垫层的方式及规格。
２、纵向构架：
沿箱梁纵向设置多排门架，门架宽为1.0M，在一般结构区排距选择1.3M，在梁端及支点区选择0.8M。
３、横向构造：
沿箱梁横向排列门架，连续设置交叉支撑，在一般结构区间距选择1.24M，在梁端及支点区选择0.62M，按附图选择门架及配件规格，支架正方设置横向分配梁。
４、整架加固：
整架上部设置水平杆加固，中间每二层门架加固一层水平杆，二层以内不另设水平杆，箱梁两边侧模应有可靠支撑，以防止跑模，在支架横向用φ48mm建筑钢管作剪刀撑进行整体加固，以保证支架稳固。
（3）、支撑体系荷载校验
1、支架模板设计
1.5CM厚竹胶板
1.5CM厚竹胶板
10#槽钢
１２＃工字钢
L
支架模板：
箱梁采用15mm厚竹胶板，根据厂方提供资料：
跨径47cm，控制荷重9.69KN/M2承受弯距为：
0.268KN.m
一般结构施工荷载：
由M＝1/8ql2L＝（8M/q）1/2＝（8×0.268/22.37）1/2＝30.9cm
槽钢按30.5cm布置
支点及端点区施工荷载：
q＝54.69KN/m2
同样由公式M＝ql2/8L＝（8M/q）1/2＝（8×0.268/54.69）1/2＝19.8cm
槽钢按20.3cm设计。
2、横向分配梁计算：
选择10#槽钢，每四道设置10×8cm木方一道，以固定竹胶板
10#槽钢验算：
M＝ql2/8＝1/8×22.37×0.305×1.242＝1.31KN.m
抗弯σ=M/W=1.31×103/39.7×10-6＝33.00Mpa〈{σw}＝145Mpa
5ql45×22.37×0.305×103×1.244
挠度f＝────＝───────────────────
384EI384×2.1×105×106×198.3×10-8
＝0.50mm〈L/400＝3.1mm
支点及端点区：
M＝ql2/8＝1/8×54.69×0.203×0.622＝0.53kN.m
抗弯σ=M/W=0.53/39.7＝13.35Mpa〈{σw}＝145Mpa
5ql45×54.69×0.203×103×0.624
挠度f＝────＝───────────────────
384EI384×2.1×105×106×198.3×10-8
＝0.51mm〈L/400＝1.55mm
10×8cm木方验算：
一般结构区：
W＝bh2/6＝8×102/6＝133.3cm3
I＝bh3/12＝8×103/12＝667.0cm4
σ=M/W=1.31×103/133.3×10-6＝9.83Mpa〈{σw}＝14.5Mpa
5ql45×22.37×0.305×103×1.244
挠度f＝────＝───────────────────
384EI384×10×109×666.7×10-8
＝3.10mm〈L/400＝3.1mm
支点及端点区：
σ=0.53/133.3＝3.80Mpa〈{σw}＝14.5Mpa
5×54.69×0.203×103×0.624
挠度f＝──────────────────────
384×10×109×666.7×10-8
＝0.32mm〈1.55mm
3、纵向分配梁计算：
选择12#工字钢
一般结构区：
M＝1/8ql2＝1/8×22.37×103×1.24×1.32＝5.43KN
W＝57.4Cm3
抗弯σ=M/W=5.86×103/57.4×10-6＝102.09Mpa〈{σw}＝145Mpa
5ql4
5×22.37×1.24×103×1.34
挠度f＝────＝───────────────────
384EI384×2.1×105×106×344×10-8
＝1.43mm〈L/400＝3.75mm
支点及端点区：
M＝1/8ql2＝1/8×54.69×0.62×0.82＝2.72kN.m
抗弯σ=M/W=2.72×103/57.4×10-6＝47.4Mpa〈{σw}＝145Mpa
5ql45×40.63×0.62×0.84
挠度f＝────＝───────────────────
384EI384×2.1×105×106×344×10-8
＝0.39mm〈L/400＝2.0mm、
4、门架荷载：
按产品规格单排门架使用荷载75KN。
在一般结构区：
架距2.3×1.24M
qL＝q11×2.3×1.2＝22.37×2.3×1.24＝63.80KN〈75KN
在梁端支点区：
qL＝q21×1.8×0.62＝54.69×1.8×0.62＝61.03KN〈75KN
5、基础设计：
C20条形砼基础：
（10×30cm）
以支点及端点区控制单榀门架承受61.03KN
P/A＝61.03/（0.14×0.14）＝3.11Mpa〈20Mpa
在一般结构区：
单榀门架承受63.80KN
P/A＝63.80/（0.14×0.14）＝3.26Mpa〈20Mpa
地基
一般结构区：
条形基础长17.50m，实际承受门架排数为14
总荷载：
14×63.80＝893.20KN
地基承受荷载：
893.20/（17.50×0.3）＝0.17Mpa
支点区：
条形基础长17.50m，最多承受24排
总荷载：
24×61.03KN＝1464.72KN
地基承受荷载：
1464.72/（18.25×0.3）＝0.27Mpa
碎石土土承载力：
0.8～1.0Mpa满足要求
６、内模顶板骨架计算说明：
砼顶板底模采用组合钢模组拼而成并每块建筑钢模设一支点支撑于已浇筑好的砼底板上。
顶板平均厚25cm，取1.5m×0.6m为一计算单元。
q＝25×1.5×0.6×0.25/0.3＝18.8KN/m
5ql45×18.8×103×1.54
fmax＝────＝──────────────
384EI384×2×1011×26.39×10-8
＝2.3mm〈L/400＝3.75mm
顶板竖端撑取5×5cm木方，取0.6×1.5m为一计算单位。
N＝ps＝0.6×1.5×25×0.25＝5.63KN
P＝N/A＝5.63×103/49×10-4＝1.15Mpa〈14.5Mpa〉
７、侧模砼侧压力及竖肋支撑验算
侧压力P＝0.22rt0β1β2V1/2（参见《桥梁手册》）
浇筑速度Ｖ＝2M/h,r＝25KN/m3
t0砼初凝时间取5h
则P＝0.22×25×5×1.2×1.15×21/2＝53.7KPa
取：
0.5×0.5M为受力单元：
q＝53.7×0.50＝26.85KN/m
ql226.85×0.52
Mmax＝────＝────────＝0.839KN.m
８８
σmax＝Mmax/w＝0.673/（0.42×0.0152/6）＝42.7Mpa〈{55Mpa}
外侧板竖肋取6×8木方
W＝bh2/6=0.06×0.082/6=6.4×10-5
Q＝26.85KN/m,Mmax＝0.839KN.m
σmax＝Mmax/w＝0.839×103/（2.58×10-5）＝26.1Mpa〈145Mpa
8、交通通道布置及相应方案荷载验算
布置方案如图示：
单片门式支架之间采用纵横钢管与满堂支架连成整体，支架底托下设砼基础。
顶托上直接设置30#工字钢，按每一米一道布置。
其箱梁底模的构造与满堂支架设置相同。
交通通道均布置在一般结构区。
单片门式支架
1.01.01.0
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
30#工字钢
交通通道
4.5
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
一般结构区砼荷载：
22.37KN/M2,32b工字钢
W=726.7CM3,I=11623CM4,E=210×109
M＝1/8ql2＝1/8×22.37×103×4.52＝56.62KN.M
抗弯σ=M/W=56.62×103/726.7×10-6＝77.9Mpa〈{σw}＝315Mpa
5ql4
5×22.37×103×4.54
挠度f＝────＝───────────────────
384EI384×2.1×105×106×11623×10-8
＝4.80mm〈L/400＝11.2mm
门架荷载：
按产品规格单排门架使用荷载75KN。
所承受的荷载Q＝ql＝22.37×5.7＝127.5KN
单品承受的荷载为：
127.5/8=15.9KN<75KN
三、各施工方案详细说明
（1）、地基处理
１、用推土机铲除原地面松散土及杂物，然后平整场地，使原地面纵向形成一定的坡度便于排水。
场地平整的横向宽度大于支架宽度2m，即支架两侧各放1m。
２、场地平整后，铺设一层40~50CM厚的建筑垃圾，采用振动压路机压实。
在地基压实过程中，严格按道路施工规范施工,并按《公路施工评定标准》予以检测。
３、在压路机压实的表面上铺5～8cm碎石垫层，然后在碎石垫层上浇注C20素砼条形基础。
浇筑条形基础前应根据支架的横向布置及纵向间距准确放样。
保证砼基础横向长度大于支架横向长度，纵向间距均匀，在砼基础浇筑过程中，一方面要保证基础宽度和厚度，同时也要保证砼强度。
４、地基处理时及时做好排水工作。
在支架横向两侧各1m处开挖排水沟槽。
另外在条形基础之间的碎石垫层上用砂浆抹面便于排水，防止雨水或浇筑砼和养生过程中滴水对地基的影响。
（2）、支架搭设
本项工程支架决定采用重型门式支架，该产品选择高强度优质材料，设计科学合理，结构稳定可靠，承载性能优越，支撑高度复合调节，应用十分方便，整体构造搭设工效高，速度快，具有良好的方便适用性。
通过支架设计计算，该支架沿箱梁横向排列门架,连续设置交叉支撑。
在一般结构区间距选择1.24m，在梁端及支点区选择0.62m。
沿箱梁纵向设置复排门架，门架本身宽度1m，在一般结构区排距为1.5m（相邻边），在梁端及支点区包括过渡区，排距选择0.8m（相邻边）。
在支架搭设过程中，首先在条形基础上准确放样，放出纵横向轴线，然后确定间距，计算门架拼装高度。
根据放样确定的位置，用吊车整体安装支架，可调底座位置，要准确调整底座螺栓在同一水平面。
整体排架就位后进行加固，在整体上部设置水平杆加固，中间每二层门架加固一层水平杆，同时用Φ48mm建筑钢管作为剪刀撑，对支架横向纵向进行加固，确保支架整体的稳固。
支架加固后确定可调托座高度，再托座上设置横向分配梁（采用12#槽钢），然后在工字钢上排放横梁采用8#槽钢或木方。
槽钢与木方用铁丝与工字钢扎紧.槽钢间距通过计算在一般结构区为30.5cm，在支点及梁端加密区和过渡区采用20.3cm。
（3）、底模铺设并对支架预压
１、底模采用15mm竹胶板，8#槽钢和木方作为纵向支撑（每块竹胶板配置三块8×15cm木方固定竹胶板），铺设底板时一定要注意竹胶板之间的接缝处理，接缝采用贴1MM厚的双面胶挤压拼接的方式进行处理，对于每一区段结束的施工缝应与底板接缝放在一条线上，以确保梁底板外观。
２、支架按箱梁100％重量进行预压，采用砂袋（便于卸除和保持模内清洁），砂袋堆放排列整齐，保证底模及支架受力均匀。
一般结构区砂袋预压高度h=1.864/1.5=1.2m,梁端支点区砂袋预压高度h=4.375/1.5=2.9m。
在支架预压时及时做好沉降观测。
观测步骤为①加载前测底模标高②加载后测底模标高③卸载后测底模标高。
观测点的布置，横向为5个特征点，纵向2～4m设一个横断面，每隔24h测一次并及时认真作好观测记录。
待支架下沉连续24h下沉量不超过1mm时，以及整个支架主部分的变形和强度、挠度、支架的整体性均符合要求后，即认为预压稳定。
稳定后卸除预压黄砂袋，根据预压测量记录计算出支架的弹性变形和非弹性变形。
立模时考虑弹性变形因素，重新调整支架高度及底模高程，调整底模时要求达到规范要求，保证模板在空间位置的准确性。
本工程项目根据图纸要求在每一跨箱梁中均设置的预拱度，实际施工中主梁预拱度沿跨方向变化的曲线按二次抛物线处理，取支点为坐标原点，跨长为L，主梁跨中矢高为f拱，则曲线方程为：
y=4f拱x（L-x）/L2
（4）、侧模及非弹性变形翼缘模板架设具体祥见附图
（5）、芯模制作具体祥见附图
（6）、钢筋制作及安装
1、钢筋进场后应进行外观检查和工地试验抽样检查，各项指标均符合规范及监理工程师规定后，方可使用。
2、钢筋下料前，所有钢筋必须经过调直，钢筋弯曲使用弯曲机，加工场工统一集中弯制，弯制后编号分类堆放。
3、钢筋焊接时使用直流电焊机并使用规定种类焊条，焊接时各项指标应符合规范要求。
4、根据设计形状，设置专门钢筋加工场，制作钢筋加工平台。
在平台上，精确放出钢筋的位置。
焊成钢筋骨架，每全载面的骨架分段编号存放，成组吊装上桥按事先在底模精确放设的骨架位置安放骨架，穿纵向钢筋并加以固定形成整体。
5、对无法形成的钢筋骨架采用桥上现场绑扎的方式施工。
6、施工技术员要跟班作业，随时控制钢筋位置。
7、钢筋骨架保护层，采用足够数量塑料保护层垫块。
（7）、砼施工：
1、混凝土配合比设计
上部现浇箱梁采用C50高强混凝土，混凝土配合比根据施工图纸及原料试验资料进行设计，除满足设计强度、耐久性及施工要求外并尽量做到经济合理。
混凝土坍落度及水灰比，根据不同施工部位特点、使用条件、施工方法进行选择。
本工程箱形连续梁采用混凝土输送泵输送时，要求拌和物具有适宜的流动性。
流动性过大，易发生离析；流动性过小，易发生堵塞。
适宜于泵送的混凝土拌和物，其坍落度为120~160mm，砂率为40-50%，防止粘聚力降低而产生离析现象。
混凝土最小水泥用量不小于350Kg/m3，集料最大粒径不得超过管径的1/4~1/3。
为了减少水泥用量，泵送混凝土拌和物宜掺适当的外加剂，这不仅改善拌和物的和易性，而且能减少管内摩擦，延缓凝结时间，有利于远距离输送。
外加剂掺量应根据试验确定。
混凝土砂率采用值，应根据试验确定，以保证混凝土有良、好的粘聚性、不易离析、不泌水等和易性指标。
按照计算出的混凝土配比试验室进行试拌，校核混凝土的和易性、流动性及强度指标，调整得出施工配合比，并制作三组块，测定7天、28天强度，待工程师批准后开出施工配料单。
2、混凝土运输
混凝土采用混凝土输送泵运输至浇筑仓面，混凝土应在初凝时间内运抵浇筑部位。
在运送过程中应保持混凝土拌和物的均匀性，使其不分层、不漏浆，并保证浇筑成型时具有要求的工作度，如有离析现象，必须在浇筑前进行二次搅拌。
混凝土从拌和机中卸出后到浇筑完毕的延续时间：
气温低于25度时，为60min。
混凝土入仓自由下落高度不大于2m，本工程箱梁最高为1.86m，故不采用溜管、串管、滑槽或其它缓降措施。
泵送混凝土时，受料斗内应经常有足够的混凝土，以保证混凝土泵能连续工作；泵送前，应先用适量水泥或水泥砂浆润滑运输管内壁，当泵送间隔时间超过45min或出现防析现象时，应立即用压力水或其它方法冲洗管内残留的混凝土，以防止管道阻塞。
混凝土泵送能力不但与泵型号、混凝土配合比有关，而且与泵送距离、管线布置和施工管理措施有关，因此，施工时应注意以下几点：
混凝土泵送前对机械管道先检查，正式泵送前要压水、砂浆润滑管道；
施工时，有专人值班，控制拌和质量，保证混凝土有较好的可泵性；
、泵送过程中如出现泵送困难，泵压力急剧上升，输送管线有异常振动时，应查清原因，特别是混凝土泵出口，锥形管等位置，不易施行泵送；
。
、如发生混凝土阻塞，应逐节检查，迅速查出堵管原因，倒出堵管中混凝土，并进行清洗，连接后继续泵送
3、混凝土浇筑
混凝土浇筑顺序
混凝土浇筑分两次进行,先浇筑底板及腹板混凝土，再浇筑顶板及翼缘部分混凝土，如下图所示：
二次浇筑混凝土
施工缝
施工缝
混凝土浇筑次序图
第一次浇筑混凝土
纵向分段，混凝土浇筑前支架已进行了充分有效的预压，支架与桥墩柱的不均匀沉降已基本消除，纵向分段施工缝设在四分之一跨径处。
箱梁施工顺序按图所示逐段施工。
本工程采用泵送混凝土，应注意以下几点：
a、浇筑混凝土前，应将模内土壤泥浆、积水、木榍等杂质清除。
b、施工缝的表面处理，采用人工凿毛、高压水枪冲洗的方法，保持表面清洁，使新老混凝土有较好的连接。
c、浇筑混凝土前，应对浇筑部位的基础、模板、钢筋、支撑等进行检查，连同混凝土配合比一起报工程师批准。
d、检查现场备料量、浇筑道路、混凝土机械运行等情况，确保生产能连续不断地进行。
凝土浇筑方法
混凝土施工按斜向分层连续浇筑，一次成型，依照先底板、后腹板、最后顶板、翼板顺序施工并按标高由低至高进行。
混凝土根据需要使用ZN50型插入式振捣器为主，在钢筋较密处采用人工配合扁铲插捣方法。
箱梁竖向采用两次浇注，纵向一联采用分次浇注，每次浇注施工缝的设置严格按箱梁施工流程图、各施工缝两侧箱梁纵向预应力布置图所示要求进行。
同一次浇注时应从本次浇注的梁段两端向墩顶方向浇注，最后浇注墩顶两侧各3米左右范围内梁段及横隔梁，以防止在浇注过程中墩顶位置出现竖向裂缝。
振捣时选用有经验的熟练手捣实，特别注意不得碰撞波汶管预时预埋筋。
锚垫板预埋件位置是否准确，模板牢固情况等。
在混凝土施工过程中，为保证施工质量，专门组织两班人看模，随时观察是否有跑模、漏浆现象，以便及时处理。
混凝土顶面标高有专门测量人员控制标高，拉线找平，用振动梁振动完毕，再用滚洞提浆。
混凝土表面初凝后进行表面拉毛以利于桥面铺装混凝土的连接。
混凝土施工过程中，制备2组同等条件条级养护试件（每组3块15×15×15cm），以便确定拆模时间及张拉时间。
混凝土养护
为保证混凝土早期强度迅速增长，混凝土浇筑完成后，及时遮盖，以使混凝土表面不日晒、雨水、流水、温度变化、污染或机械撞击的影响。
混凝土养护配专人负责，做到细水匀浇，保持表面湿润，混凝土养护时间，根据水泥品种、气温高低、结构类型、尺寸大小等条件确定，一般冬季施工不少于7天。
混凝土的养生非常重要，严格按施工规范要求对箱内外浇水养生，以防止收缩裂缝。
在严寒冬季，当温度较低时为防止混凝土热量散发得快影响混凝土质量，混凝土表面采用土工布覆盖的方法加以养生。
施工缝处理
第一施工段混凝土浇筑完毕，进行下一施工段进混凝土施工时，严格按规范要求进行施工缝处理。
施工缝处要求接头凿毛，面层砂浆凿除，露出新鲜骨料面，并注意不要碰坏钢筋、管道预件，凿毛后用水将凿毛冲洗干净，在浇筑前将凿毛面充分吸水，在混凝土灌注时要细心地加以振捣，以保证接缝处混凝土质量。
（8）预应力施工
1、预应力锚具及钢绞线
该桥上部现浇箱为纵、横双向预应力混凝土结构，预应力均采用按ASTM-A416-92标准生产的低松弛270级钢绞线，公称直径为Фj15.24mm,公称破断强度为1860Mpa，弹性模量为1.95×105Mpa。
预应力锚具采用OVM型锚固体系，主要型号有OVM15-12、OVM15-9及相应的连接器，固定端锚具为P型。
2、预应力孔道形成及锚具安装
根据施工图纸要求预应力孔道采用镀锌波纹管，且钢带厚度大于0.3mm，进场波纹管用彩条布覆盖以防潮湿生锈造成浪费，波纹管进场后，取样进行抗压防渗试验，合格可使用，波纹管分段下料，捆扎上桥，用直径大一级的长度25-30Cm套管接长，接头处使用防水胶布缠扎防漏，波纹管的安装位置要准确，曲线应与设计曲线相符，曲线平滑，无折角，其允许误差为5mm。
纵向波纹管定位采用U型钢筋箍50Cm布设一道，波纹管穿入并再次检查位置无误后，用电焊机将U型钢筋箍，定位钢筋点焊在主筋上，确保管道在浇筑时不上浮不移位。
实施焊接作业时，严禁焊渣掉波纹管上，以防灼伤波纹管，发生漏浆、堵管现象。
混凝土施工前将张拉端露出的波纹管，使用木塞缠紧以防漏浆或掉入异物，并将固定端预留的出将管使用胶带缠裹密封，混凝土施工后马上用空压机吹风检查波纹管是否畅通，如不通要及时处理。
预应力筋锚具、波纹管等进场后，应分批验收，验收时应检查出厂质量保证书、试验报告单、外观质量及力学性能等，只有各项指标均符合技术规范要求时才能使用，预应力筋、锚具、波纹管等进场后应存放于通风良好、有防潮、防雨措施的仓库或雨棚中。
锚具安装：
固定端锚具严格按设计位置安装，并使用挤压套与固定锚板密贴。
张拉端锚垫板安装时，定位螺栓要拧紧使其牢固地安装在模板上，锚垫板与孔道端垂直不得错位。
锚垫板上的灌浆用棉纱塞紧，锚垫板与模板间夹棉条，喇叭口与波纹管相连处，要用胶布缠紧密，以防混凝土浇注时漏浆堵孔。
3、穿束及预应力张拉
预应力采用一端张拉，预应力钢束单根控制张拉吨位为19.6吨，纵向预应力张拉遵循均匀对称的原则，先张拉腹板束，再张拉底板束，最后张拉顶板束。
横向预应力布置在中横隔梁及箱梁顶板处，采用OVM15-19及BM15-4型锚具。
穿预应力束：
一端张拉的钢束，在混凝土施工前应将钢绞线按钢束编号穿插放相应孔内，钢绞线锚固端固定于钢筋骨架上。
张拉机具：
根据预应力筋的不同及张拉吨位要求，选择与之匹配的张拉千斤顶及油泵。
张拉前应计算每束钢束不同张拉阶段的理论伸长值和张拉力。
配套的千斤顶、油泵及压力表，在使用前要进行联合测定，并绘出油表读数和相应的张拉力关系的曲线，配套标定的千斤顶、油泵及压力进行编号，不同编号的设备不能混合使用。
预应力钢束张拉
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