跨公路挂篮施工56m连续梁施工方案.docx

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跨公路挂篮施工56m连续梁施工方案

xxxxx主跨

连续梁实施性施工方案

1、概述

1.1编制范围

xxxxx63#、64#主墩及62#、65#边墩墩身、主跨（40+56+40）m连续梁、桥面系及附属工程。

1.2编制依据

⑴、xxxx客运专线xxxxx施工图及《时速350km客运专线铁路无碴轨道（40+56+40）m连续梁》图纸。

⑵、xxxxx集团对xxxx专线xxxx标投标书文件《施工组织设计建议书》。

⑶、国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则等。

⑷、铁路客运专线铁路施工技术条件，施工指南及相关规定。

⑸、现场调查报告、施工能力及类似工程施工工法、科技成果。

⑹、为完成本工程拟投入的专业技术人员、机械设备等资源状况。

1.3编制原则

⑴、认真理解编制依据，严格遵守合同文件的所有条款，本着科学、客观、实事求是、技术创新的原则认真组织编写。

⑵、根据本公司近年来客运专线铁路施工经验，制定先进、科学、成熟、有效的施工方案，使实施性施组具有合理性、全面性、先进性、可行性。

⑶、充分考虑施工对11省道的影响，提高安全意识，制定详细的安全防护方案，保证施工期间11省道的交通及运营安全。

2、工程概况

xxxxx位于湖州市妙西镇附近，起止里程为DK191+421.81～DK194+516.96，中心里程为DK192+969.380，桥梁全长3095.16米，40+56+40m连续梁63#～64#主墩跨越11省道。

桥梁孔跨布置为：

7-32m简支梁＋1-24m简支梁＋35-32m简支梁＋4-24m简支梁＋15-32m简支梁＋1-（40+56+40）m连续梁＋3-24m简支梁＋27-32m简支梁。

桥址处地势较平坦、开阔，主要跨越农田和河流及竹林。

2.1箱梁结构形式

连续梁采用挂篮悬臂浇筑法施工，全长137.5m，计算跨度为（40+56+40）m。

63#、64#主墩上跨11省道，跨越11省道净空设计最小为5.5m。

边跨梁长40.75米，分为8个梁段；中跨梁长56米，分为13个梁段，63#和64#墩顶各设一节0#梁段，全梁共31个梁段（包含边跨直线段、边跨合拢段及中跨合拢段）。

梁体为单箱单室，变高度，变截面结构，中支点梁高4.35m，跨中10m直线段及边跨17.75m直线段梁高为3.05m，边支座中心线至梁端距离为0.75m。

箱梁顶宽12m，箱梁底宽6.7m。

顶板除厚度除梁端附近外均为40cm；底板厚度40至80cm，按直线线性变化；腹板厚度48至80cm，按折线变化。

全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。

梁段内设置了纵、横、竖三向预应力体系：

纵向预应力体系，预应力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线，锚固体系采用自锚式拉丝体系，管道形成采用镀锌金属波纹管成孔，锚具采用OVM系列锚具，张拉采用YCW400型千斤顶；横向预应力体系，横向预应力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线，锚固体系采用BM15-4（P）锚具及配套的支撑垫板，张拉采用YDC240Q型千斤顶，管道形成采用内经70×19mm扁形镀锌金属波纹管成孔；竖向预应力体系，竖向预应力筋采用Φ25mm高强精轧螺纹钢，型号为PSB785，锚固体系采用JLM-25型锚具，张拉体系采用YC60A型千斤顶，管道形成采用内径φ35mm壁厚0.5mm铁皮管成孔。

连续梁采用三角挂篮悬臂浇筑法施工。

施工期间对11省道采用棚架防护方案，经与11省道协商同意后在11省道搭设防护棚架，两端进口设限高架、限速牌，确保公路行车及运营安全。

防护方案详见《xxxxx40+56+40m连续梁上跨11省道棚架防护专项方案》。

2.2挂篮悬臂浇筑施工方案

计划在二〇一〇年十二月一日开始施工，采用三角挂篮逐段浇筑施工方案。

预计0号段施工用40天（包括0#段支架搭设、挂篮的安装等）；每个梁段的生产周期为10天；边跨直线段与主跨节段平行作业，施工用15天；边、中跨合拢段施工均用15天。

共计施工130天。

挂篮施工的工艺程序为：

安装支架→灌注0#段→拼装挂篮→灌注1#（1′）段→挂篮前移、调整、锚固→灌注下一梁段→依次完成各段悬臂灌注→浇注边跨直线段混凝土（与最后主节段同步）→边跨合龙→拆除挂篮→中跨合拢。

由于本桥上跨11省道，连续梁桥墩高度为9～11m，采用较成熟的钢管支撑体系进行0#段的施工，碗扣式满堂脚手架进行边跨直线段的施工。

为了缩短施工时间，混凝土浇筑采用一次浇筑成形，先浇底板、腹板，后浇顶板。

主梁梁体悬灌施工流程图见图2.1

拆除挂篮

3、施工方法及工艺

3.10#段支撑体系搭设与预压

3.1.1支架设计

根据地形条件，采用在承台搭设钢管立柱，钢管立柱主要承力部位采用直径52.9cm钢管，壁厚8mm；两侧翼缘板采用直径30cm钢管，壁厚6mm。

纵向采用I45a工字钢；横向采用I20a工字钢；支架顶部设置[14槽钢楔形支架，腹板底部楔形支架间距35cm，其它间距为65cm，支架布置图如下。

0#段支架平面布置图（含承台预埋钢板）

0#段支架正面布置图（图中未示钢管之间剪刀撑）

0#段支架侧面布置图（图中未示钢管之间剪刀撑）

承台施工时需在承台顶部预埋钢板，钢板焊接锚爪锚入承台砼，并与钢管立柱底部焊接牢固，钢管之间进行水平连接并采用[14槽钢做剪刀撑，必要时在墩身预留孔洞将两侧钢管对拉并支撑，保证钢管立柱的稳定，支架搭设要确保钢管立柱垂直度，焊接质量满足要求。

3.1.2支架验算

根据箱梁设计结构形式，在腹板和翼板相交区域（阴影部分）自重最大，所以将此区域作为支架验算对象。

经计算：

两红线区域内S阴=4.51m2

按照最不利荷载计算钢管受力，即每根钢管承受2.7m梁段自重；附加荷载包括模板、楔形架、工字钢等静荷载及操作人员动荷载，按主荷载（梁段自重）30%考虑；安全系数按1.2考虑。

梁段自重q=4.51×2.7×2.6×10=317kN

单根钢立柱承受最不利荷载P＝1.2×1.3q＝495kＮ

1、立杆稳定性验算：

（1）、构件截面几何性质的计算

截面面积A=π（R2-r2）

=π×（0.26452-0.25652）

=13.09×10-3㎡

形心主惯性矩I=π（D4-d4）/64

=π×（0.5294-0.5134）/64

=4.442×10-4m4

横截面任意轴的惯性半径i=√I/A=√4.442×10-4/13.09×10-3

=18.42㎝

（2）、压杆柔度的计算

λ=μL/i

=2×830/18.42

=90.119

压杆可看作是一端固定，另一端自由，故压杆长度系数μ取2；

L为杆件长度，为830㎝；

该杆件受压属轴心受压杆件的截面a类。

（3）、校核稳定性

从参考资料表11-2可知，该杆件失稳时属于a类截面，由表11-3并用线性插入得

ψ=0.583-0.119×（0.583-0.521）÷10=0.582

于是有

ψσd=0.582×140=81.48MPa

压杆实际工作时工作应力

σ=P/A=495/13.09

=37.82MPa<81.34MPa

可见压杆满足稳定性要求。

2、其它支撑验算:

（1）结构形式见下图

支架结构形式图

（2）荷载分析。

其中混凝土超灌系数取1.05，冲击系数取1.2，外模总重量为12t，底模和内模总重量为9t。

翼板处的荷载为:

1.16×1.05×2.7×2.6×1.2＋6＝16.26t

腹板处的荷载为：

3.48×1.05×2.7×2.6×1.2＝30.78t

顶、底板处的荷载为：

（2.31+4.26）×1.05×2.7×2.6×1.2＋9＝67.11t

其中横向I20a工字钢共有5根，每一根上的荷载分布如下：

（3）横梁验算

经过计算结果如下：

弯矩图：

剪力图：

支点反力图：

反力计算

单位体系：

KN，m

约束反力值（乘子=1）

节点工况FXFYFZMXMYMZ

------------------------------------------------------------------------------------

2楔形架传递荷载0.000000.0000011.847860.00000.00000.0000

6楔形架传递荷载0.000000.00000102.151750.00000.00000.0000

12楔形架传递荷载0.000000.0000094.600800.00000.00000.0000

18楔形架传递荷载0.000000.00000102.151750.00000.00000.0000

22楔形架传递荷载0.000000.0000011.847860.00000.00000.0000

反力的总和

______________________________

工况SUM-FXSUM-FYSUM-FZ

---------------------------------------------

楔形架传递荷载0.000000.00000322.60000

____________________________________________________________________________________________

强度和刚度验算：

I20a工字钢材料性质为：

A=35.55cm2,Ix=2369cm4,Wx=236.9cm3.

Ｍmax=24.0kN·mQmax=60.9kN

强度验算：

σ＝Ｍmax/Wx=24.0×100/236.9＝10.13kN/cm2=101.3MPa﹤[σ]=145MPa，满足要求。

刚度验算:

τ＝Qmax/A＝60.9/24.0＝2.54kN/cm2＝25.4MPa﹤[τ]=85MPa，满足要求。

（4）纵梁验算

根据横梁支反力计算可知6、18支点受力最大，因此以6、18支点处的纵梁进行验算，其受力图如下：

经计算结果如下：

弯矩图：

剪力图：

支点反力图：

强度和刚度验算:

采用1根I45a的工字钢其材料性质为：

A=102.4cm2,Ix=32241cm4,Wx=1432.9cm3.

Ｍmax=61.3kN·mQmax=136.3kN

强度验算：

σ＝Ｍmax/Wx=61.3×100/1432.9＝4.28kN/cm2=42.8MPa﹤[σ]=145MPa，满足要求。

刚度验算:

τ＝Qmax/A＝136.3/102.4＝1.33kN/cm2＝13.3MPa﹤[τ]=85MPa，满足要求。

3.1.3支架预压

⑴、预压目的：

检验支架的强度及稳定性，消除整个支架的塑性变形，测量出支架的弹性变形，调整施工预拱度。

⑵、预压材料：

用沙袋对支架进行预压，预压荷载为梁体自重的130%，30%作为模板及支架构件重量。

⑶、预压范围：

63#、64#墩0#块9米范围内，三角支架搭设完成后，为消除支架的弹性和非弹性，合理的确定预拱度，梁段混凝土施工前对支架进行预压，拟采用沙袋预压法。

加载重量按照0#梁段重1.3倍系数控制。

63#和64#墩0#梁段最大重量为362.996吨，加压荷载为471.9吨。

⑷、加载、观测、预压时间及卸载方法：

①加载方法

加载采用沙袋分段分批加载。

首批加载按加载总重量的20%，第二批加载按总重量的40%，第三批之后，每次加载均以总重量的10%。

直至加载完