高速公路桥梁盖梁抱箍法施工方案及抱箍试验范本.docx

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高速公路桥梁盖梁抱箍法施工方案及抱箍试验范本

高速公路桥梁盖梁抱箍法施工方案及抱箍试验

一、施工设计说明

（一）、工程简介

高速公路****有桥梁2座。

墩柱为两柱、三柱及四柱式结构,墩柱上方为盖梁,如图1所示。

本图尺寸为其中一种形式,该盖梁设计砼43.4立方米,计算以该图尺寸为依据,其他尺寸形式盖梁施工以该计算结果相应调整。

图1盖梁正面图（单位:

cm）

（二）、设计依据

1、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）

2、路桥施工计算手册

3、其他相关资料及本单位以往施工经验。

二、盖梁抱箍法结构设计

（一）、盖梁模板底模支撑设计

在盖梁底模下部采用间距1m工14型钢作横梁,横梁长3.7m。

横梁底下设纵梁。

（二）、纵梁设计

在横梁底部采用单层；两排贝雷片（标准贝雷片规格:

3000mm×1500mm,）连接形成纵梁,长18m,两排贝雷梁位于墩柱两侧,中心间距140mm。

贝雷片之间采用销连接。

纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍。

（三）、抱箍设计

采用两块半圆弧型钢板（板厚t=16mm）制成,M24的高强螺栓连接,抱箍高50cm,采用2020强螺栓连接。

抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力,是主要的支承受力结构。

为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力,同时对墩柱砼面保护,在墩柱与抱箍之间设一层2～3mm厚的橡胶垫,纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。

图2盖梁抱箍法施工示意图

（四）、防护栏杆与工作平台设计

（1）栏杆采用φ50的钢管搭设,在横梁上每隔2米设一道1.2m高的钢管立柱,竖向间隔0.5m设一道钢管横杆,钢管之间采用扣件连接。

立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。

钢管与支座之间采用销连接。

（2）工作平台设在横梁悬出端,在横梁上铺设5cm厚的木板,木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。

三、盖梁抱箍法施工设计计算

（一）、设计检算说明

1、设计计算原则

（1）在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。

（2）综合考虑结构的安全性。

（3）采取比较符合实际的力学模型。

（4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。

2、对部分结构的不均布,不对称性采用较大的均布荷载。

3、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。

以做安全储备。

4、抱箍加工完成实施前,必须先进行压力试验,变形满足要求后方可使用。

（二）、横梁计算

采用间距1m工14型钢作横梁,横梁长3.7m。

共设横梁18根,总重G4约为11kN。

1、荷载计算

（1）盖梁砼自重:

G1=43.4m3×26kN/m3=1128kN

（2）模板自重:

G2=81.3kN

（3）施工荷载与其它荷载:

G3=21kN

横梁上的总荷载:

G=G1+G2+G3+G4=1241.3kN

q1=1241.3/15.374=80.74kN/m

横梁采用1m间距的工字钢,则作用在单根横梁上的荷载G’=80.74×1=80.74kN

作用在横梁上的均布荷载为:

q2==80.74/1.8=44.86/m

2、力学模型

如图3所示。

图3横梁计算模型

3、横梁抗弯与挠度验算

横梁的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=712cm4;抗弯模量Wx=102cm3

为了简化计算,忽略两端0.2m悬挑部分的影响。

最大弯矩:

Mmax==44.86×1.42/8=11kN·m

σ=Mmax/Wx=11×103/（102×10-6）

≈107.84MPa<[σw]=158MPa

满足要求。

最大挠度:

fmax=5q2lH4/384×EI=5×44860×1.44/（384×2.1×1011×712×10-8）=0.0015m<[f]=1.2/400=0.003m

满足要求。

（三）、纵梁计算

纵梁采用单层2排贝雷片（标准贝雷片规格:

3000cm×1500cm）连接形成纵梁,长18m。

1、荷载计算

（1）横梁自重:

G4=11kN

（2）贝雷梁自重:

G5=270×12×9.8=31752N≈31.8KN

纵梁上的总荷载:

GZ=G1+G2+G3+G4+G5=1273.1kN

纵梁所承受的荷载假定为均布荷载,单排贝雷片所承受的均布荷载q3=GZ/2L=1273.1/（2×15.374）≈41.4kN/m

2、力学计算模型

建立力学模型如图4所示。

图4纵梁计算模型图

3、结构力学计算

（1）计算支座反力Rc:

Rc=41.4×15.374/2=318.24KN

最大剪力Fs=Rc-3.132×41.4=188.58KN

（2）求最大弯矩:

根据叠加法求最大弯矩。

图5纵梁计算单元一

跨中最大弯矩Mmax1=9.112q3/8=429.5KN/m

图6纵梁计算单元二

梁端最大弯矩Mmax2=3.1322q3/2=20201KN/m

叠加后得弯矩图:

图7纵梁弯矩图

所以纵梁最大弯矩Mmax产生在支座处,Mmax=Mmax2=226.4KN.m,远小于贝雷桁片的允许弯矩[M0]=975kN·m。

（3）求最大挠度:

贝雷片刚度参数弹性模量:

E=2.1×105MPa,惯性矩:

I=250500cm4。

易知纵梁最大挠度发生在跨中或者梁端。

纵梁端挠度fc1=qal3/（24EI）（6a2/l2+3a3/l3-1）=41400×3.132×9.113/（24×2.1×1011×250500×10-8）（6×3.1322/9.112+3×3.1323/9.113-1）≈-0.001m

跨中挠度fc2=ql4/（384EI）（5-24a2/l2）=41400×9.114/（384×2.1×1011×250500×10-8）（5-24×3.1322/9.112）≈3.1×10-4m

所以最大挠度发生在纵梁跨中为fc1=-0.001m

fc1<[f]=a/400=3.132/400=0.008m,满足要求。

（四）、抱箍计算

1、荷载计算

每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载,由上面的计算可知:

支座反力Rc=318.24kN,每个抱箍承受的竖向荷载N=2Rc=636.48kN,该值即为抱箍体需产生的摩擦力。

2、抱箍受力计算

（1）螺栓数目计算

抱箍体需承受的竖向压力N=636.48kN

抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生,查《路桥施工计算手册》第426页:

M24螺栓的允许承载力:

[NL]=Pμn/K

式中:

P---高强螺栓的预拉力,取225kN;

μ---摩擦系数,取0.3；

n---传力接触面数目,取1；

K---安全系数,取1.7。

则:

[NL]=225×0.3×1/1.7=39.7kN

螺栓数目m计算:

m=N/[NL]=636.48/39.7=16.03≈16个,取计算截面上的螺栓数目m=2020

则每条高强螺栓提供的抗剪力:

P′=N/14=636.48/20201.82KN<[NL]=39.7kN

故能承担所要求的荷载。

（2）螺栓轴向受拉计算

砼与钢之间设一层橡胶,按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算

抱箍产生的压力Pb=N/μ=636.48kN/0.3=2121.6kN由高强螺栓承担。

则:

N1=Pb=2121.6kN

抱箍的压力由202024的高强螺栓的拉力产生。

即每条螺栓拉力为

N2=Pb/2020121.6kN/202006.08kN<[S]=225kN

σ=N1’/A=N2（1-0.4m1/m）/A

式中:

N2---轴心力

m1---所有螺栓数目,取:

2020A---高强螺栓截面积,A=4.52cm2

σ=N”/A=Pb（1-0.4m1/m）/A=2121600×（1-0.4×20200）/2020.52×10-4

=46938kPa=46.938MPa＜[σ]=140MPa

故高强螺栓满足强度要求。

（3）求螺栓需要的力矩M

1）由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N2×L1

u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数

L1=0.015力臂

M1=0.15×106.08×0.015=0.239KN.m

2）M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°

M2=μ1×N2cos10°×L2+N2sin10°×L2

[式中L2=0.011

（L2为力臂）]

=0.15×106.08×cos10°×0.011+106.08×sin10°×0.011

=0.375（KN·m）

M=M1+M2=0.239+0.375=0.614（KN·m）

所以要求螺栓的扭紧力矩M≥0.614（KN·m）

3、抱箍体的应力计算:

（1）、抱箍壁受拉产生拉应力

拉力P1=10N2=1060.8（KN）

抱箍壁采用面板δ16mm的钢板,抱箍高度为0.5m。

则抱箍壁的纵向截面积:

S1=0.016×0.5=0.008（m2）

σ=P1/S1=1060800/0.008=132.6×106（Pa）=132.6（MPa）＜[σ]=158MPa

满足要求。

（2）、抱箍体剪应力

τ=（1/2N）/（2S1）

=（1/2×636480）/（2×0.008）

=19.89×106（Pa）=19.89MPa<[τ]=98MPa

根据第四强度理论

σW=（σ2+3τ2）1/2=（132.62+3×19.892）1/2

=134.1MPa<[σ]=158MPa

满足强度要求。

四、抱箍试验

为了保证施工安全,检验抱箍的承载力是否能够满足盖梁施工荷载要求,在盖梁施工前要进行抱箍试验。

（一）、试验柱浇筑

在桥梁墩柱施工前预先浇筑试验柱,试验柱直径与墩柱直径相同,南坑高架桥试验柱直径1.4m,高度2.5m,在试验柱立模之前对地面进行压实、硬化处理,模板要打磨干净,试验柱内配筋与墩柱配筋相同,保护层厚度按设计6cm预留,采用C35砼浇筑,浇筑过程砼要振捣密实。

浇筑完毕后要及时对砼进行养护处理。

（二）、抱箍安装

抱箍设计高度50cm,由直径1.4m两个半圆通过202024高强螺栓连接而成,抱箍体钢板厚度16mm,设计最大承载力1340kN。

抱箍具体构造图8。

等试验柱砼强度达到设计强度后方可进行抱箍试验。

试验时将成对的抱箍安装在试验柱墩柱上,抱箍与墩柱砼之间加2-3mm橡胶垫块,增大抱箍与墩柱砼之间的摩擦力,抱箍使用202024高强螺栓连接,螺栓的扭紧力矩达到抱箍计算所得的力矩值。

图8抱箍构造图

（三）、液压油顶的选择与安装

由抱箍计算过程可知单个抱箍承受的荷载为636.48kN。

试验时加载量为盖梁施工中受力最大（经计算盖梁两侧墩柱上的抱箍承受压力最大）的抱箍的承载力的1.5倍,即为954.72kN。

所以选择两台50t（500kN）液压千斤顶（有压力显示表）。

将两台液压千斤顶安装在两抱箍之间（如图9所示）,固定牢固,保证千斤顶垂直度。

图9抱箍试验示意图

（四）、承载力试验

检查确认抱箍螺栓扭紧和千斤顶安装牢固后,两台液压千斤顶同时慢慢加压开始抱箍承载力试验,加压时时刻注意千斤顶压力表读数,保证两台千斤顶压力基本一致,不得偏压。

慢慢加载至500kN的压力,加载过程中观察抱箍与墩柱之间的相对滑动情况,以及抱箍的变形情况,若没有上述两种情况或者抱箍滑动和变形都很小,则抱箍承载力满足盖梁施工要求。

反之,抱箍要重新设计,加大承载能力。

保证盖梁施工所需承载力要求,确保施工安全。

附件：

工程施工现场应急预案及安全保证措施

一、编制原则

1、以人为本,安全第一原则。

把保障人民群众生命财产安全,最大限度地预防和减少突发事件所造成的损失作为首要任务。

2、统一领导,分级负责原则。

在本项目部领导统一组织下,发挥各职能部门作用,逐级落实安全生产责任,建立完善的突发事件应急管理机制。

3、依靠科学,依法规范原则。

科学技术是第一生产力,利用现代科学技术,发挥专业技术人员作用,依照行业安全生产法规,规范应急救援工作。

4、预防为主,防止结合原则。

认真贯彻安全第一,预防为主,综合治理的基本方针,坚持突发事件应急与预防工作相结合,重点做好预防、预测、预警、预报和常态下风险评估、应急准备、应急队伍建设、应急演练等项工作。

确保应急预案的科学性、权威性、规范性和可操作性。

二、编制目的

1、应急预案应针对那些可能造成企业、系统人员死亡或严重伤害、设备和环境受到严重破坏的突发性灾害,如触电事故、泥石流灾害、火灾、环境破坏等。

2、应急预案是对日常安全管理工作的必要补充,应急预案应以完善的预防措施为基础,体现“安全第一、预防为主”的方针。

3、应急预案应以努力保护人身安全、防止人员伤害为第一目的,同时兼顾设备和环境的防护,尽量减少灾害的损失程度。

4、应急预案应结合实际,措施明确具体,具有很强的可操作性。

5、应急预案应经常检查修订,以保证先进科学的防灾、减灾设备和措施被采用。

三、应急组织机构及职责

1、应急组织机构

为加强安全领导,进行系统化、网络化管理,项目部成立应急预案管理领导小组,项目经理任组长,项目总工程师、常务副经理、安全总监、项目副经理为副组长,各职能部门负责人、安全环保部安全员、各施工队专职安全员、施工队队长为组员,负责日常的安全管理工作。

2、应急领导小组职责

负责重、特大事故的现场应急抢险救援指挥,对施工现场突发性情况进行技术、资金和设备支持,在施工现场发生重特大事故时以最快的时间达到现场,分析紧急状态和确定风险事故级别,负责分部和有关地方管理部门、组织、机构联络和报告事故情况,制定抢险救援的方案措施,领导现场应急抢险救援工作,确定紧急状态的解除,协助事故原因的调查和处理工作。

在上级和有关地方部门进入的情况下,参与制定抢险救援方案措施,做好应急抢险救援配合工作。

四、应急预案的基本要求

1、发生人员伤亡事故后,施工现场应急处理措施一般规定

当发生事故时,负伤人员或者最先发现事故的人,应立即报告项目经理或专项安全负责人,并应马上组织人力现场抢救伤害者,根据伤情需要,协助医务人员运送伤者到医院或拨打“120”,请求协助抢救。

1.1事故发生后,各级人员应保镇静及冷静,切实负起本身责任,主动控制局面。

要有组织、有指挥和结合实际进行妥善处理。

1.2第一时间进行“救死扶伤”,采取措施救护受伤（害）人员,对必须在现场进行紧急抢救的,应采取应急方法如止血、人工呼吸等进行施救。

否则必须立即用工地的交通工具或截出租车将伤者送到就近医院进行抢救。

同时应采取有效措防止事故蔓延扩大。

1.3认真保护事故现场及善后工作。

凡与事故有关的物体、痕迹、状态不得破坏,并划出保护区禁止闲人进入。

1.4因抢救受伤（害）人员,以及疏导交通等原因,需要移动现场某些物体时,必须做好现场标记、拍照、录像或绘制现场简图,并写出书面记录,妥善保存现场重要痕迹、物证等。

2、发生火警、火灾事故时,施工现场应急处理措施一般规定。

2.1应立即了解起火部位及燃烧的物质,积极抢救伤者及使用施工现场所有消防器材进行灭火自救工作。

2.2迅速准确地拨打119报警。

在拨打119时,做到镇静拨号,说清火灾单位的名称、地址、电话号码、燃烧部位、燃烧物质的性能等。

2.3报警后,派专人到约定的路口迎接消防队。

2.4在消防部门到达前,对易燃、易爆的物质采取正确有效的隔离。

根据火场情况,机动灵活地选择灭火工具。

2.5在扑救现场,应行动统一,如火势扩大,一般扑救不可能时,应及时组织撤退扑救人员,避免不必要的伤亡。

3、利用一切可行的通讯工具按规定时间内将事故情况进行层级上报。

4、发生事故层级上报时限。

4.1轻伤事故,应在24小时内报告企业负责人、安全管理部门和基层工会组织。

4.2重伤事故,一般情况下,事故单位应在24小时内报上级主管单位,由上级主管单位分XX市有关部门。

对涉外有影响的,事故单位应在事故发生后4小时内如实报上级主管单位。

4.3重伤3人或死亡1至2人的事故,事故单位应在事故发生后4小时内如实报上级主管单位,由上级主管单位分XX市有关部门。

4.4死亡3人以上重大、特别重大死亡事故应在事故发生后2小时XX市人民政府,同时报上级主管单XX市劳动行政部门、工会组织、公安部门。

4.5发生急性中毒、中署事故,除报上级主管单XX公司安质部、办公室）外,应同时XX市卫生行政部门。

4.6发生爆炸物品爆炸事故和火灾事故,除报报上级主管单XX公司质安部、办公室）外,应同时XX市公安部门。

5、防止违章和事故的安全规定

5.1未经三级安全教育的新工人,复工换岗的人员未经岗位安全教育,不得进入施工现场的工作岗位进行操作。

5.2不正确佩戴安全帽及佩戴超过使用年限（2年半）的安全帽,不准进入施工现场。

5.3严禁赤脚或穿高跟鞋、拖鞋进入施工现场。

5.4严禁酒后及带小孩进入施工现场。

5.5不得到禁止烟火的地方吸烟、动火。

5.6不得攀登脚手架。

5.7特种作业人员、机械操作工未经专门安全培训,无有效专业上岗操作证,不得上岗操作。

5.8脚手架及所有机械设施设备和现浇混凝土模板支撑,搭设安装后,未经验收合格,不得使用。

5.9电源开关箱不准一闸、一漏电、一箱多用。

5.10未经指派批准,未经作业安全交底或安全交底不清和无安全防护设施,不得盲目操作。

5.11不得违章指挥和违章作业,对违章作业的指令有权拒绝,并有责作制止他人违章作业。

5.12对各种安全检查防护装置、防护设施及警告、安全标志等不得随意拆除和有意挪动。