笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结.doc

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2007年度优秀科技论文（技术总结）笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结

笔架山大桥支架现浇箱梁施工技术总结

内容摘要：

重点介绍了钢管柱、贝雷梁组成的排架式支架支撑体系现浇公路箱梁施工技术，阐述了施工方案选择、支架结构验算、支架安装方案等。

关键词：

钢管柱贝雷梁支架现浇箱梁施工技术总结

1.工程概况

笔架山大桥上部构造为现浇连续箱梁，共17孔，全长802米，共二联，跨径为35+14*50+35+32米。

箱梁顶板宽度为12.64米，底板宽6.5米，高2.7米，首跨箱梁浇筑长度44.84米。

桥面纵坡-2.85%，砼435.83立方米。

钢筋67T，钢绞线24.8T，梁体总重量1133T，箱梁为等截面单箱单室后张法预应力箱梁，1#墩高20米，首跨施工尾端箱梁底距地面33米。

采用上行式移动模架自0#台向17#台逐孔现浇施工。

2.施工方案选择

2.1移动模架拼装方案选择

2.1.1移动模架简介

笔架山大桥箱梁采用MSS1800型50米上行式移动模架原位现浇施工，模架主梁为叠合式箱梁结构，主梁单节最大长度为12.6米，宽2.4米，高3.05米，单节最大重量为25T。

移动模架拼装完成总体长度95.32米，高度5.5米，加吊挂总宽度16.6米。

2.1.2施工环境情况

笔架山大桥0#台位于山顶，1#墩位于半山腰，0#台与水口大桥（相邻标段）16#台相距仅为16米，两侧山坡坡面陡峭，山顶距谷底高差达33米，山顶开挖后最大宽度不超过30米，施工场地非常狭小。

地势起伏剧烈，其情况见图一。

图一、笔架山大桥首孔地形图（尺寸单位：

cm）

2.1.3移动模架拼装方案选择

受模动移架外形尺寸、重量限制，只能采用大吨位吊车进行拼装，又受地施工场地影响，在半山腰1#墩位置采用吊车吊装主梁需要填筑大量土石方，且笔架山大桥位于大港河河床上，河床宽度不足20米，如进行填筑，必定堵塞河道和施工辅道，给上游施工标段带来安全隐患。

根据以上情况，经对比分析，确定在山顶开挖山体，形成平台，第一跨箱梁先现浇完成后，移动模架运到平台，采用60T汽车吊在已浇筑完成的箱梁上进行拼装的施工方案。

2.2首跨箱梁现浇施工方案选择

根椐现场地形地貌情况，采用脚手杆满堂支架法施工需在山坡上开挖横向台阶，对原山体破坏较大，又因原山坡陡峭（坡比为1：

1），山体易产生滑坡，在山体上搭设满堂支架脚手，存在施工和结构安全隐患。

其次，采用满堂支架法施工，平均高度为20米，最大高度达40米，根据公路工程安全施工技术规程（JTJ076-95）8.4.10 规定，脚手架高度在10-15m时应设置一组（ 4-6根）缆风绳。

每增高10m应再加设一组。

缆风绳与地面夹角为45°-60°。

此法施工需投入大量的劳动力和周转材料，又无后续工程，其施工成本增加。

采用钢管柱和贝雷梁组成的简易支架法施工，对原山体破坏小，施工安全、简洁。

投入劳动力及周转材料小，能够节约施工成本。

3.总体布置方案

原方案在0#台至1#墩间设四排Φ425*6mm钢管支柱式支，经开挖后，1#支架与2#支架间地基高程基本一致，地基距箱梁底部高度为5米，0#台至1#支架之间地基岩面变化很大，采用钢管支架法施工，需开挖台帽下土石方，造成桩基外露，对结构受力不利，又因箱梁施工完成后，箱梁下回填土石方困难，如采用浆砌锥坡防护方式，增加工程成本。

经过分析比较确定，取消1#支架、2#支架，2#支架改用钢筋混凝土基础上直接放置贝雷纵梁，在1#支架与2#支架间先用开山碎石回填后，浇筑20cm厚C20砼，再搭设满堂脚手架的施工方案。

其总体型式布置见图二、图三。

支架基础采用C20砼扩大基础，基础中预埋钢板与钢管焊接形成排柱式支墩，柱间设置[12.6对扣槽钢系梁。

柱顶设置锲块调整纵坡。

锲块与柱头焊接牢固。

锲块上横向设置2根I30b横梁，横梁上纵向分布12排贝雷梁。

在贝雷梁上横向设置I14横梁，纵向间距0.5米，在I14横梁上纵横向每0.5米间距分布扣件式脚手架，脚手架长1.05米,上托0.15米。

然后横向铺设10*10cm木枋，满铺1.8cm木胶板，1.2cm竹胶板做为箱梁底模。

箱梁腹板外模采用1.2cm竹胶板，内模采用1.8cm木板。

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4．支架结构检算

4.1工字钢（I14）横梁验算

4.1.1工字钢横梁设计

贝雷梁上横向设置I14横梁，纵向间距0.5米，单根长度14米。

布置图如下：

图四、工字钢横梁（I14）布置图

4.1.2受力分析

如图四所示，I14钢横梁受力情况较复杂，为简化计算，箱梁腹板下部贝雷梁分部三片，间距45CM，因腹板砼较重，I14工字钢横梁在此处按固定端考虑，箱梁翼板与箱梁中分别计算。

受力简图如下：

4.1.2.1箱梁翼板处I14钢横梁受力分析

a.箱梁翼板处I14钢横梁受力简图（图五）。

图五、箱梁翼板下I14钢横梁受力简图

b.荷载组合

★砼自重:

q1取26KN/m3计算

q11=0.2*0.5*26=2.6KN/m

q12=0.4*0.5*26=5.2KN/m

q13=0.6*0.5*26=7.8KN/m

★模板、支架、脚手架荷载q2=0.439KN/m

底模1.2cm厚竹胶板q21=0.012*0.5*6=0.036KN/m

底模纵向10*10枋木：

q22=13*0.1*0.1*.5/3.5=0.019KN/m

底模横向10*10枋木：

q23=0.1*0.1*6=0.06KN/m

Φ48钢管脚手：

q24=3*4*0.0333/3.07+5*0.0333+0.5*5*0.0333/3.07=0.324KN/m

★工字钢自重q3=0.1421KN/m

q3=14.21kg/m=0.1421KN/m

★施工人员、施工料具运输、堆放荷载q4=0.75KN/m

q4=1.5*0.5=0.75KN/m

★倾倒混凝土及振捣混凝土产生的荷载q5=1KN/m

q5=2*0.5=1KN/m

★荷载组合计算

qa=q11+q2+q3+q4+q5=2.6+0.439+0.1421+0.75+1=4.93KN/m

qb=q12+q2+q3+q4+q5=5.2+0.439+0.1421+0.75+1=7.53KN/m

qc=q13+q2+q3+q4+q5=7.8+0.439+0.1421+0.75+1=10.31KN/m

c.受力分析

★4.1.2.1.3.1弯矩（见图六）

图六、箱梁翼板下I14钢横梁弯矩图

Mmax=5.56KN/m

★剪力（见图七）：

图七、箱梁翼板下I14钢横梁剪力图

Qmax=9.69KN

d.抗弯验算

σmax=Mmax/w=5.56/102=0.05451GPa=54.51Mpa<[σw]=145Mpa，满足要求。

e.抗剪验算

τmax=Qmax/A=9.69/21.516*10-4=4.5MPa<[τ]=85MPa，满足要求。

f.挠度图（见图八）

图八、箱梁翼板下I14钢横梁挠度图

ƒ（x）=3.3mm

4.1.2.2箱梁梁中处I14钢横梁受力分析

a.箱梁梁中处I14钢横梁受力简图（见图九）

图九、箱梁中部I14钢横梁受力简图

b.荷载组合

★桥梁自重产生的荷载视为均布荷载,砼自重取2.6t/m3计算。

q1=（0.28*0.5*26*4.5+0.25*0.5*2.5*26+（0.25+0.45）*1*1/2*0.5*26*2）/4.5=7.47KN/m

★模板、支架、脚手架荷载q2=0.324KN/m

底模1.2cm厚竹胶板q21=0.012*0.5*6=0.036KN/m

底模1.6cm厚木胶板q22=0.016*0.5*6=0.048KN/m

底模横向10*10枋木：

q23=0.1*0.1*6=0.06KN/m

Φ48钢管脚手：

q24=1.2*9*0.0333/4.5+2*0.0333+0.5*9*0.0333/4.5=0.18KN/m

★工字钢自重q3=0.1421KN/m

q3=14.21kg/m=0.1421KN/m

★施工人员、施工料具运输、堆放荷载q4=0.75KN/m

q4=1.5*0.5=0.75KN/m

★倾倒混凝土及振捣混凝土产生的荷载q5=1KN/m

q5=2*0.5=1KN/m

★荷载组合计算

q=q1+q2+q3+q4+q5=7.47+0.324+0.1421+0.75+1=9.6861KN/m

c.受力分析

★弯矩（见图十）：

图十、箱梁中部I14钢横梁弯矩图

Mmax=0.74KN.m

★剪力图如下（见图十一）：

图十一、箱梁中部I14钢横梁剪力图

Qmax=4.77KN

d.抗弯抗剪验算

由4.1.2.1.4，4.1.2.1.5验算过程可知，满足要求。

e.挠度（见图十二）

图十二、箱梁中部I14钢横梁剪力图

ƒ（x）=0.2mm

4.2贝雷梁结构验算

纵梁采用12排贝雷钢梁。

4.2.1荷载组合

4.2.1.1桥梁自重产生的荷载视为均布荷载,砼自重取2.6t/m3计算:

q1=435.83*26/34.84=325.246KN/m。

4.2.1.2模板、支架、脚手架：

q2=39.99KN/m

底模1.6cm木板:

q21=0.016m*7m*6KN/m3=0.672KN/m

底模1.2cm竹胶板：

q22=0.012m*7m*6KN/m3=0.504KN/m

外模1.2cm竹胶板：

q23=0.012m*（6.14+4.2）m*6KN/m3=0.744KN/m

蕊模2cm木板：

q24=0.02m*（1*2+2.7*2+5.5）m*6KN/m3=1.55KN/m

木材（共需81立方米）：

q25=81*6/44.84=10.84KN/m

Φ48钢管脚手（共需60T）：

q26=600/44.84=13.38KN/m

I14工字钢：

q27=12.64m*（16.88kg/m）/0.5m=426.7kg/m=4.267KN/m

4.2.1.3贝雷梁自重单层单节270kg:

q3=270/3.0*12=1080kg/m=10.8KN/m

4.2.1.4施工人员、料具、运输、堆放荷载：

q4=1Kpa

4.2.1.5振捣砼产生的荷载：

q5=2.0Kpa

4.2.1.6倾倒砼荷载：

q6=2.0Kpa

4.2.1.7荷载组合

贝雷梁所受均布荷载为：

q=q1+q2+q3+q4+q5+q6=381.036KN/m

4.2.2受力分析

4.2.2.10#台至1#墩间贝雷梁荷载计算

a.0#台至1#墩间贝雷梁计算简图（见图十三）：

图十三、0#台至1#墩间贝雷梁受力简图

b.弯矩图（见图十四）：

图十四、0#台至1#墩间贝雷梁弯矩图

Mmax=4787.41KN.m

M中max=2957.42KN.m

c.剪力图（见图十五）：

图十五、0#台至1#墩间贝雷梁剪力图

Qmax=2429.99KN

Ra=1837.6KN

Rb=4768.49KN

RC=1395.65KN

4.2.2.21#墩外侧雷梁荷载计算

a.计算简图（见图十六）

图十六、1#墩外侧雷梁受力简图

b.弯矩（见图十八）

图十八、1#墩外侧雷梁弯矩图

Mmax=2223.33KN.m

c.剪力（见图十九）

图十九、1#墩外侧雷梁受力简图

Qmax=1314.21KN

Ra=1468.22KN

Rb=1961.14KN

4.2.3贝雷梁结构验算

4.2.3.1贝雷梁抗弯验算

贝雷梁单层单排容许弯矩：

[W]=788.2KN，由以上内力分析可知，最大弯矩为：

Mm