鱼窝头特大桥现浇连续梁施工方案Word格式文档下载.docx
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11.积极应用四新成果，推动企业科技进步；
12.确保工程施工质量和施工安全；
四、主要材料
1.桥面铺装层：
采用9cm厚沥青砼
2.梁部：
采用C50砼
3.水泥：
采用业主指定的南华牌矿渣硅酸盐水泥
4.预应力钢绞线：
采用按ASTMA416-98标准生产的低松弛钢绞线，其标准强度Ryb=1860Mpa，弹性模量Ey=1.95×
105Mpa，单根钢绞线公称直径15.24mm，公称面积140mm2，预应力钢束由3-19根15.24钢绞线组成。
5.钢筋：
采用I、II级钢筋。
6.钢板：
采用低碳钢（Q235钢）。
7.预应力锚具：
采用VLM15（或HVM15）系列，配套千斤顶采用YDC（或YDCN）系列，波纹管采用预埋金属波纹管。
五、主要施工方法
本工程鱼窝头特大桥12#～17#墩为现浇预应力砼连续箱梁，梁高3m，设计为双幅各一联，施工时按照“先底板，后腹板和顶板”“先中间，后两边”“先沉降大的位置，后沉降小的位置”的原则进行浇筑，详见箱梁砼浇筑顺序示意图。
箱梁砼浇筑顺序示意图
按照设计要求，砼浇注时在主墩左右10米的位置预留施工缝，梁体砼采用分段浇注的方法浇注，15-20米一段，待梁体砼达到80%设计强度时开始张拉预应力钢束，同时养护时间不小于4天，详见全桥施工步骤示意图。
预应力钢束张拉顺序按照设计图纸的要求进行，4N1→4N2→4N3→4N4，对称张拉，张拉采用张拉力和伸长值双控，以张拉力为主。
张拉完毕后及时注浆，水泥浆强度不得低于C40。
跨越南沙大道部分经与东涌交警中队协商，拟采用贝雷梁支架，主车道单向预留2个4米的行车通道，辅道预留1个3.5米的行车通道；
主车道和辅道行车通道预留净高5.2m。
除跨南沙大道预留行车通道部分采用贝雷梁支架外，其他区域均采用门式脚手架，具体详见图1鱼窝头特大桥跨南沙大道现浇连续梁支架布置示意图。
跨南沙大道的支架结构稳定性、施工安全性和南沙大道的行车安全是为本工程施工过程中的重点所在，因而，也是项目经理部重点控制的地方。
施工时左右幅分幅浇筑施工，先左幅后右幅，采用有支架就地浇筑施工，施工时不出现体系转换的问题，不引起恒载徐变二次矩，但这种施工方法需要大量的施工脚手架，施工工期较长。
1.施工工艺（流程）
①施工准备：
在A匝道内平整器材存放场地，修建配件仓库，分类存放。
②排架基础处理：
根据施工荷载，对基础进行验算，并进行平整、夯实换填处理。
③支撑体系设定：
A.跨南沙大道部分：
用砼基础作为基础，用汽车吊拼装贝雷架组成的强力支柱，用[12槽钢将贝雷架横向连接成支架体系，其上用I45b的工字钢作为主梁，在贝雷片顶部安装底托，工字钢顶用纵横方木作为分配梁，上铺2cm厚模板，安装时用经纬仪控制支柱的垂直度，水准仪控制支撑的标高。
为保证贝雷片支架的稳定性，用I30b的工字钢将翼板处的贝雷片进行焊接，同时加[12的横向剪刀撑。
顶托底座钢管之间采用ф32的钢管进行连接，底座槽钢之间用槽钢焊接，组成一个整体性能较好的小桁架。
在中央防撞墙的位置，贝雷片与贝雷片之间用[12的槽钢打剪刀撑，保证整个支架的稳定
B.南沙大道两侧软土地基部分：
采用门式支架，底部采用400×
20×
5cm的方木，顶部采用20×
20cm、12×
12cm的方木作为横梁和纵梁，门式支图3现浇连续梁施工工艺
架步距纵向0.3米，横向0.8米。
2.软土地基概况及处理方案
本工程现浇连续梁部分桥下地基表层为褐黄色、软塑、潮湿、粘性很强的种植土，其下为流塑状灰黑色淤泥，淤泥以下为深灰色泥质粉砂，中部为淤泥质粘土和中砂，下层为紫红色泥质粉沙岩，地下水位埋深0.5米左右，土的天然含水量高达60-90%，其压缩性高，均匀性差，灵敏度高，强度低，软土的容许承载力一般为40Kpa左右。
待墩柱施工完毕后，将场区内进行平整，排除地表水，将桥面投影线外2m范围内原地面基底表面用80cm石粉+15cm水泥掺石粉混合料+20cm碎石垫层处理，重型压路机碾压压实，四周设置排水沟保证场内不积水，排水通畅，并且地面铺上彩条布，防止施工中地面遇水下沉。
3.支架布置方案及安装
支架采用门式脚手架，支架虽是临时结构，但它要承受桥梁的大部分恒重，因此必须有足够的强度和刚度，保证就地浇筑得顺利进行。
门式支架的纵向步距0.3米，横向步距0.8米，具体结构图2-2鱼窝头特大桥跨南沙大道现浇连续梁支架布置示意图所示。
垫木截面尺寸为0.2m×
0.05m，然后安装脚手架底座，并将底座调整螺母调到同一水平高度，再进行立杆、横杆安装，并沿桥每隔4m横向设一道剪力撑，使其成为一个整体；
支架安装时结合地基和梁底之间的距离调整支架的高度，支架安装完毕后，在其上铺设纵横向方木。
南沙大道单向预留2个4m和1个3.5m的通道，通道上用I45b工字钢联结以保证支架的稳定性，上排双排I36b的工字钢作为顶托支座。
⑴门式支架受力计算
我们把满堂门式支架看作一个整体，整个箱梁也看作一个整体，则有：
P=G/N
式中：
P—每个支架立柱承受的荷载，KN；
G—一跨箱梁的重量（包括施工荷载），KN；
N—支撑一跨箱梁的支架立柱数目；
每米箱梁重量为15×
26=390KN，以中跨作为计算单元，中跨全长66米，则G=390×
66×
2=51480KN,按门式支架纵向步距0.30m、横向2.0m计算，则该跨一层共有门式支架（66÷
0.3）×
（40÷
2）=4400个。
所以：
P=51480×
1.2/（4400×
2）=7.03KN＜20KN，满足要求。
按照我们以往的施工经验，将箱梁重量的2倍作为计算荷载是偏于保守的，其计算结果能够满足施工要求。
⑵软土地基的受力分析
取一个门架（2个立柱）作为研究对象，近似认为碎石垫层表面所承受的力是支架立柱通过垫木板（计算规格为：
1.2m×
0.25m×
0.08m）传递下来的均布应力σ1，承压面S=0.2m×
1.0m=0.2m2，均布应力σ1按下式计算：
σ1=2P/S=（2×
18）/0.2=180Kpa
地基受力分析如图4所示。
则σ1≤[σ碎石]×
K1
σ1—垫板对碎石垫层的荷载应力；
[σ碎石]—碎石垫层的容许承载力，碎石取[σ碎石]=500Kpa；
K1—地基承载力碎石垫层的调整系数，K1=0.72
代入数据：
σ1=150Kpa≤500×
0.72=360Kpa
满足要求。
从图4可以看出应力σ1由碎石垫层承受，而在水泥石粉掺和料顶面附加应力显著减少,基底压力σ1通过碎石垫层以角度θ乡下扩散,扩散至碎石垫层顶面压应力σh与碎石垫层自重应力之和[σH]应小于或等于该处下层顶面地基的容许应力,即:
σH≤K2[σ]H或[σ]H≥σH/K2
式中:
[σ]H—软土地基的容许承载力;
σH—σh与碎石垫层及石粉自重应力之和;
K2—地基承载力石粉的调整系数,K2=0.48;
按照碎石垫层厚20cm，对σH进行计算：
由受力分析图可知，按θ=35-45°
通过碎石垫层扩散到水泥土顶面，并假定该处产生的压力呈梯形分布，根据力的平衡条件可得：
Lbσ1=[（b+hstanθ）L+bhstanθ+4（hstanθ）2/3]σh
整理得：
σh=Lbσ1/[（b+hstanθ）L+bhstanθ+4（hstanθ）2/3]
L—垫板的长度，m；
L=1.2m；
b—垫板的宽度，m；
b=0.2m；
hs—碎石垫层的厚度，m；
hs=0.2m；
σ1—垫木板底面的平均压力，kPa；
σ1=180kPa；
θ—碎石垫层的压力扩散角，°
；
θ取35°
σh=1.2×
0.2×
150/[（0.2+0.2tan35°
）×
1.2+0.2×
0.2tan35°
+4×
（0.2tan35°
）2/3]
=77.92kPa
已知碎石容重σh=σh+γshsγs=25KN/m3
=77.92+25×
0.5
=90.42kPa
由式[σ]H≥σH/K2=90.42/0.48=188.38kPa
从以上计算结果可知，原地基经水泥掺石粉处理后的容许承载力必须达到188.38kPa以上。
为确保地基完全可靠，考虑到不可预见的因素，要求经水泥掺石粉处理后的地基容许承载力必须达到200kPa以上，并通过现场地基荷载试验进行检验，合格后方可进行下道工序的施工。
由于基地处理使用的石粉与我单位施工现场施工便道所用的材料一致，实践证明，其处理后的地基能够满足现浇连续梁地基处理的要求。
⑶软土地基处理的施工质量控制
首先，清除施工现场的一切杂物，用推土机将原地基表面推平，铺填80cm后的石粉，然后用旋耕机翻松表面20cm左右，并掺入适量的水泥，掺灰过程中须严格控制掺灰量，做到掺灰量适宜，用旋耕机旋拌几次，使水泥均匀分布于粘土内，然后用推土机推平，18t压路机压实。
压实之后，进行地基荷载试验，地基承载力达到要求，方可进行下道工序的施工。
其次，在地基处理完毕后设置排水系统，四周设置排水沟，由于桥址处地下水位较高，防止排水沟内水不能自然排出，在排水沟两端各挖一个深度为1.5米的集水坑，用水泵将排水沟内的水日夜不停的从集水坑内抽出，确保地基的承载力。
⑷底模及下横方木计算
模板底横方木1拟采用15×
15cm的方木，下横方木2通过顶托支撑，规格为20×
20cm。
取1米桥长作为计算单元，考虑的荷载条件如下：
新浇钢筋砼自重：
G1=1×
15×
26=390KN;
施工人员、施工料具运输、堆放荷载：
均布荷载P1=2.5KN/m2，集中荷载G2=2.5KN；
倾倒砼时产生的冲击荷载（按泵送考虑）：
P2=10KN/m2;
振捣砼产生的荷载：
P3=2.0KN/m2;
则P=1.4（P1+P2+P3）+1.2G1/S=1.4×
（2.5+10+2）+1.2×
390/11.25
=61.90KN/m2；
按单向板计算模板，那么，木模板厚度
h=l×
（3√q/b）/6.7＝20×
（3√619/20）/6.7=16.4mm
取h=20mm模板，模板及横木自重γ=0.06525KN/m
q=61.9×
0.2+0.06525=12.45KN/m
I=bh3/12=15×
153/12=3375cm4
Mmax=MAB=0.08ql2=0.08×
12.45×
0.32=0.08964KN·
m
Qmax=QB=QC=0.6ql=0.6×
0.3=2.241KN
fmax=fAB=fCD=0.677ql4/100EI
=0.677×
124.5×
304/（100×
1×
104×
3375）
=0.2mm，满足要求。
②下横方木
按跨中承受1个集中荷载进行计算，则
Mmax=MAB=Pl/4=3×
2.241×
1.2/4=2.02KN·
QA=QB=（2.241×
7+0.15×
0.15×
2×
0.45×
10）/2=17.94KN
即每个门式架一个顶托承受的压力为17.94KN＜20KN,满足要求。
I=bh3/12=15×
203/12=10000cm4
fmax=fAB=2.241×
10×
3×
1203/（48×
107×
104）
=0.24cm=2.4mm
⑸跨南沙大道预留行车通道横梁计算
顶托上承工字钢按承受均布荷载计算，间距按平均0.5m布置，则
计算如下（按一跨简支梁考虑，l=6m）：
q=390×
2÷
18×
0.5=21.6KN/m
则Mmax=ql2/8=21.6×
6×
6/8=97.2KN·
fmax=5ql4/384EI=5×
21.6×
60004/（384×
206×
103×
33760×
=0.49cm=4.9mm，满足要求。
顶托计算
按照我单位对顶托进行的抗压试验结果表明，当其承受的荷载为10t（98KN）时，未发现顶托的上托和底座钢管发生变形。
结合箱梁“箱”“室”的布置情况，在6米梁长范围内，共布置顶托62个（一端31个），则每个顶托承受的压力P=390×
6/62=75KN＜98KN，满足要求。
⑹现浇连续梁支架方案
①工程现状
A.南沙大道现状
南沙大道为广州市番禺区连接市桥和南沙的主干道，并与虎门大桥相连，双向10车道（其中跨车道单向3车道、慢车道单向2车道），封闭式城市快速路，行车速度100-120km/h，车流量极大，路面为20cm砼路面，路基为填沙路基。
通行车辆大部分为集装箱货柜车，夜间有少量超高超载车辆通行。
B.设计情况现状
a经实际测得的南沙大道路面顶标高如下：
b变更以后设计的梁底标高：
与上图相对应的位置的标高为13.988m、13.924m、13.968m
c可以利用的净空高度为：
H1=13.988-7.490=6.498m
H2=13.924-7.791=6.133m
H3=13.968-7.480=6.488m
②支架搭设方案
结合南沙大道的实际情况，并征得当地交警部门的意见，南沙大道快车道预留2个4米宽的行车通道（单向）,慢车道预留1个3.5米宽的行车通道（单向）。
在综合考虑南沙大道通行车辆的高度情况、设计情况、必要的工程施工高度情况，布置支架方案，预留的行车通道高度h=5.4m～5.7m。
用C30砼基础作为基础，用汽车吊拼装贝雷架组成的强力支柱，用[12槽钢将贝雷架横向连接成支架体系，其上用I45b的工字钢作为主梁，在贝雷片顶部安装底托，工字钢顶用纵横方木作为分配梁，上铺2cm厚模板，安装时用经纬仪控制支柱的垂直度，水准仪控制支撑的标高。
在中央防撞墙的位置，贝雷片与贝雷片之间用[12的槽钢打剪刀撑，保证整个支架的稳定。
③支架计算书
按照设计图纸的箱梁截面尺寸，计算得每米箱梁的重量为G1=10.9125×
2.6=28.3725t，按照我单位多年现浇梁的施工经验，考虑钢筋砼自重、施工人员、施工料具运输、堆放荷载、倾倒砼时产生的冲击荷载、振捣砼产生的荷载，将箱梁重量的2倍作为计算荷载是偏于保守的，其计算结果能够满足施工要求。
A工字钢主梁承载力验算
顶托上承工字钢按承受均布荷载计算，工字钢采用I45b，取腹板位置作为计算对象，计算单元截面面积S=2.0785m2，工字钢间距0.3m，按5根工字钢承受梁体荷载考虑，则计算如下（按一跨简支梁考虑，L=6m）：
工字钢承受的线荷载（均布荷载）
q=2.0785×
26×
2/5
=21.62KN/m
V=ql/2=21.62×
6/2=64.86KN
则Mmax=ql2/8=21.62×
6/8
=97.29KN·
正应力σ=Mx/γxWnx=97.29×
/（1.0×
1.500）=64.86MPa＜f=215Mpa，满足要求；
剪应力τ=VS/Ixtw=64.86×
0.0111×
0.225/0.0003376×
0.0135
=157.86MPa＜f=215Mpa，满足要求；
=0.49cm=4.9mm＜l/250=6000/400=15mm，满足要求。
B顶托承载力计算
结合箱梁“箱”“室”的布置情况，在6米梁长范围内，共布置顶托62个（一端31个），
则计算荷载G=Q×
6=56.745×
9.8=3336.61KN
工字钢主梁自重G1=31根×
6m/根×
0.0874t/m×
9.8=159.312KN
那么G总重=G+G1=3336.61+159.312=3495.92KN
每个顶托承受的压力P=G总重/62=3495.92/62=56.39KN＜98KN，满足要求。
C工字钢主梁的整体稳定性
为保证工字钢主梁的整体稳定性，在工字钢梁安装完毕、梁顶标高基本调整到位后，用ø
25的钢筋将工字钢进行焊接，形成具有侧向支撑工字钢梁，如下图所示：
工字钢简支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度b1之比为：
L1/b1=100/15.2=6.579＜16，满足要求（跨中有侧向支承，不论荷载作用于何处）。
在工程设计中，梁的稳定性常由铺板或支撑来保证。
查阅《钢结构设计规范》，不必计算梁的整体稳定性。
但上述计算的理论依据都是以梁的支座处不产生扭转变形为前提条件的，即在梁的支座处必须保证截面的扭转角α为零。
因此，在构造上，考虑在梁的支点处翼缘设置可靠的侧向支承，以使梁不产生扭转。
在本工程中，我们在安装工字钢梁时，做了一个结构上的体系转换，来保证梁端和整个支架结构的稳定，就是在所有的工字钢梁安装完毕后（标高调整完成后），将相邻两个单跨简支的工字钢梁用[18槽钢焊接，使其成为一根通长的连续梁，从而减小工字钢梁的跨中弯炬，达到工字钢梁的整体稳定性和其自身的受力稳定。
D贝雷片立柱的稳定性
贝雷片在工程建设中的使用十分的广泛，其结构本身的抗弯、抗压的性能时无须质疑的。
本工程中，我们采用标准的贝雷片作为支架的立柱，上层贝雷片与下层贝雷片之间用高强螺栓连接。
单个立柱竖向两片贝雷片之间的距离为45cm，为标准宽度，因而，不再验算贝雷片立柱的结构稳定性。
E可调低托桁架稳定性
鉴于南沙大道的行使的车辆的情况，我们采用自制的可调高度钢管桁架底托，其结构示意图见后图。
底托调整高度为h=61-89cm，其中，底座高45-70cm，上托高度h’=16-19cm。
底托底座、横向、纵向连接钢管以及槽钢组成一个桁架梁固定在贝雷片上。
单个底托的承载力在前面已经计算过，是能够满足要求的。
F支架整体稳定性
为保证支架的整体稳定性，我们采取了以下措施：
a.在箱梁翼缘板的位置加高一片贝雷片，其上用工字钢焊接将其固定，并加两道[12槽钢剪刀撑；
b.在中央防撞墙的位置，贝雷片立柱之间用[12槽钢座剪刀撑固定；
c.贝雷片下现浇C30砼基础，保证基础的稳定和足够的承载力;
由于工字钢之间全部焊接一体，其上用Φ25的钢筋相连，因而，其整体形成7跨连续梁（工字钢），贝雷片预贝雷片之间通过工字钢焊接一体，其整体性是稳定的。
4.等载预压
支架在受荷后有变形和挠度，在安装前要有充分的估计和计算，并在安装支架时设置预拱度，使就地浇筑的主梁线型符合设计要求，因而必须保证支架有足够的强度、刚度和稳定性，为消除支架及地基产生的非弹性变形，测定出预留弹性变形，浇筑砼前对支架进行等载预压。
采用袋装砂对箱梁支架地基进行等载预压以消除其不可恢复的变形，并观测其弹性变形值S1。
根据弹性变形值S1正确设置箱梁的施工标高，设置方法如下：
考虑混凝土收缩徐变引起的挠度以及对连续箱梁浇筑进行水平分层（上层为顶板、翼板；
下层为底板、腹板）的实际具体施工过程，将连续箱梁的施工标高在设计标高的基础上，每个墩顶位置箱梁的预提高度为弹性变形值S1，每跨跨中预提高度为弹性变形值S1+10mm；
其余位置的预提高度均以每跨墩顶预提高度为最小值，跨中预提高度为最大值按直线比例分配。
预压时在模板顶面和地基顶面布设观测点进行测量。
每隔4小时设专人观测一次，绘出变化曲线，对观测数据进行整理分析，计算出支架和地基的总变形值、可恢复变形值和不可恢复变形值。
5.模板安装
底模和侧模采用竹胶板，侧模和翼板采用定型木框架进行固定，为了保证混凝土浇注质量，模板接缝处加垫薄海绵。
内模采用重量较轻的木模板，在工地集中制作，用平车运至现场安装。
内模在砼浇注前首先进行试验，合格后方可投入使用。
分配梁拼装完成后，在其上铺设纵、横槽钢来支撑模板，铺设时严格控制立模标高，立模标高H=H1（设计底标高）+H2（预留上拱底）。
施工时注意以下事项：
A.墩、台调平钢板的位置、坡度及外露部尺寸符合设计要求，此外以调平钢板作底模，调平钢板与箱梁底模板接茬处封闭严密，防止漏浆。
B.在有匝道分岔处设有分流岛，分流岛在主桥面上加宽设置，施工时模板加宽，现浇时一起浇筑成形。
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