现浇预应力砼连续箱梁施工技术方案最终.docx

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现浇预应力砼连续箱梁施工技术方案最终

定西北互通现浇箱梁施工方案

一、编制依据:

1、连霍国道主干线天水至定西高速公路TD19合同段两阶段施工图设计文件;

2、桥涵施工技术规范、公路工程质量检验评定标准及相关施工技术规

范;

3、结合本单位在同类工程中的施工经验及技术交流;

二、工程简介:

连霍国道主干线天水至定西高速公路TD19合同段,起点位于SK321+900终点位于SK330+457.90,路线全长8.5579Km。

定西北互通立交桥位于SK329+195.15(XK329+128.82),有A、D、E匝道桥三座,桥梁总长965.622m(其中预应力砼连续箱梁长:

833.622m;钢箱梁长:

132m)设计为预应力砼连续箱梁、钢+砼组合箱梁;其中A匝道桥设计为16X25m+42m+5x30m,D匝道桥设计为2X20m+45m+X30m,E匝道桥设计为17m+16.662m+45m+X30m预应力砼连续箱梁采用现浇法施工。

现浇箱梁完工达到强度要求后,即进行钢箱梁的架设。

三、现浇箱梁施工技术方案:

1、A、DE匝道桥施工顺序见表1

表1定西北互通立交A匝道桥施工顺序表

桥梁编号

施工顺序

长度(m)

施工起点

备注

1#

第一联

55.0

0#台至7#墩方向

第二联

65.0

0#台至7#墩方向

第三联

55.0

0#台至7#墩方向

2#

第一联

55.0

7#墩至11#墩方向

第二联

45.0

7#墩至11#墩方向

3#

第一联

30.0

11#墩至14#墩方向

第二联

45.0

11#墩至14#墩方向

4#

第一联

25.0

14#墩至15#墩方向

5#

第一联

25.0

15#墩至16#墩方向

6#

42m钢+砼组合箱梁

7#

第一联

65.3

22#台至17#墩方向

第二联

60.0

22#台至17#墩方向

第三联

28.2

22#台至17#墩方向

定西北互通立交D匝道桥施工顺序表

1#

第一联

65.3

0#台至7#墩方向

第二联

54.7

0#台至7#墩方向

2#

45m钢+砼组合箱梁

3#

第一联

40.0

7#墩至0#台方向

定西北互通立交E匝道桥施工顺序表

1#

第一联

37.1

0#台至3#墩方向

2#

45m钢+砼组合箱梁

3#

第一联

35.3

6#墩至4#墩方向

第二联

30.0

6#墩至4#墩方向

第三联

28.2

6#墩至4#墩方向

2、支架设计及验算

支架设计

现浇箱梁采用钢管贝雷片支架,立柱采用①273x4mm钢管制作,支架按桥面全宽+两侧各留1m施工通道搭设,立柱顶面用双136b工字钢做横梁,横梁顶面铺设贝雷片,贝雷片采用国产型号(高1.5m,跨径3n),布置形式具体见图1〜3。

贝雷片顶面设置横向双[12.6槽钢做分配梁,纵向间距60cm为提高立柱稳定性,在立柱间采用[10槽钢分别做横向、纵向和斜向支撑。

考虑箱梁施工前支架调平和施工完毕后落架需要,在分配梁上设置碗扣式脚手架立杆,立杆与分配梁采用焊接连接,立杆上安放顶托,顶托上铺设纵向方木,间距为0.875m,

截面为15x15cm,纵向方木上铺横向方木,间距为30cm截面10cmX10cm翼缘板下横向铺设10cnX10cm方木,间距30cm,纵向采用15cmX15cm方木间距50cm横向方木上铺设底模,底模采用1.2cm厚竹胶板。

梁侧模、内模及端模均采用1.2cm厚竹胶板,并用6cmX9cm方木做加劲肋,竖向间距50cm,横向间距60cnr。

考虑现场实际情况,我标段根据桥梁墩柱高度调整支架布置形式,当墩高h>12.2时,在大管架上搭设钢管脚手架;h<12.2时,支架采用大管架。

A匝道1-6号桥、DE匝道现浇箱梁跨中设置一个支墩,A匝道7号桥跨中设置二个支墩。

定西北互通立交现浇箱梁施工支架材料数量表

序号

材料名称

规格型号

单位

数量

使用部位

备注

1

方木

15X15cm

3m

93.2

底板、翼缘板

纵向

2

方木

10X10cm

3m

47.9

底板

横向

3

方木

10X10cm

3m

70.7

侧、端模

横、纵向

4

顶托

60cm

2340.0

方木下立杆

5

150cm

4590.0

方木下立杆

平均长度

6

槽钢

[12.6

m/t

10710.0

131.8

分配梁

2根

7

贝雷片

150X

300cm

660.0

支架纵梁

8

工字钢

136b

t

110.3

柱顶横梁

2根

9

钢管

277X4mm

m/t

4992.0

134.3

支架立柱

10

角钢

L8

m

33835.2

斜撑

11

槽钢

[10

m

2515.5

横向连接

12

钢管

48X3mm

m/t

1800

6.0

翼缘板下纵向连接

13

竹胶板

12mm

2m

7832.8

箱梁模板

内、外、侧模

备注:

材料按180m现浇箱梁施工所需数量考虑

支架纵向布置图:

A匝道1-6号桥、DE匝道支架纵向布置图1

A匝道7号桥支架布置图

]T

钢管立柱

砼垫块

图2

图3

箱室部分横向布置图3

I36bH字钢

承台

钢管立柱

支架横向布置图:

端部支架横向布置图2

钢管立柱

起二砼垫块

纵向布置图1

立柱

砼垫块

^—水稳砂砾

顶托立杆

结构检算

施工过程箱梁横向上最大应力集中区域是腹板底部;箱梁纵向上最大的受力区域是梁端部,为安全考虑,所有荷载验算均按最大处进行验算。

经比较计算,计算模型采用A匝道7号桥和A匝道1号桥,其它桥梁支架按实际情况进行调整。

A匝道7号桥布置为5-30m现浇等截面预应力砼箱梁,梁高1.8m,顶板宽

15.5m,底板宽10.5m,单箱三室结构,底板厚0.2m,顶板厚0.22m,腹板厚0.4m、0.35m,中横梁厚0.2m。

A匝道1号桥布置为7-25m现浇等截面预应力砼箱梁,梁高1.4m,顶板宽15.5m,底板宽10.5m,单箱三室结构,底板厚0.2m,顶板厚0.20m,腹板厚0.4m、0.35m,中横梁厚0.2m。

模板下面两层落叶松方木的布置尺寸为:

从上到下依次

顶层:

横向方木间距:

0.40m,横断面10X10cm

底层:

纵向方木间距0.875m,横断面15X15cm

荷载组合:

腹板底部及端横隔墙处的荷载:

①、钢筋混凝土重:

26X1.8=46.8KN/m2;

2.4KN/m

②、模板及支架自重:

取2.0KN/m

◎、施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载:

◎4、振捣混凝土产生的荷载2KN/m2

◎5、分配梁自重:

分配梁采用双[12.6槽钢,单位重2X12.31=24.62Kg/m;

◎6、贝雷片自重:

贝雷片采用1.5mX3.0m,单片重270kg;

◎7、立柱顶工字钢横梁自重:

立柱顶工字钢横梁采用136b,单位重65.66Kg/m;

◎、①273X4.0mm!

冈管自重:

单位重26.9Kg/m;

现浇支架验算:

(1)、顶层横向方木:

按三跨连续梁计算,顶层方木截面10x10cm间距30cm,

跨径87.5cm。

计算采用的公式:

2

弯曲强度6=ql1/10w

抗弯刚度f=ql14/150EI

其中:

q=(46.8+2.4+2+2)X0.30=15.96KN/m

11=0.875m

223

W=bh/6=100X100/6=166667mm3

334

I=bh/12=100X1003/12=8333333mm4

验算结果:

弯曲强度6=15.96X8752/(10X166667)=7.4MPa<14.5MPa

443

抗弯刚度f=ql1/150EI=15.96X875/(150X11X103X8333333)=0.7mm

(2)、底层方木:

(按三跨连续梁计算)

分配梁间距60cm,纵向方木截面15X15cm,跨径60cn,纵向方木间距

87.5cm,由顶层方木传递的集中力F=53.2X0.3X0.875=13.965KN

Mmax=0.267FI=0.267X13.965X0.6=2.24KN•m

3

E=11X10MPa

223

W=bh/6=150X150/6=562500mm3

334

I=bh/12=150X1503/12=42187500mm4

弯曲强度:

6

6=Mmax/W=2.24X10/562500=3.98MPa<14.5MPa

挠度:

2

f=1.883FL/100EI

323-4

=1.883X13.965X10X600/(100X11X10X42187500)=2.0X10mm<1.5(桥梁施工规范规定L/400即600/400=1.5mm)通过检算,方木均能满足强度和刚度的要求。

(3)、顶托立杆(钢管支架立杆)强度计算:

顶托立杆采用①48X3.0mm钢管,立杆横向间距0.875m,纵向间距0.6m,因此每平米内有立杆1/(0.875X0.6)=1.9根。

则每根立杆承受的轴向压力为N=(46.8+2+2.4+2)/1.9=28.0KN

压杆取1.3

并与顶托立

顶托立杆长度设计为0.6m,所以入=l/i=600/15.78=38<100查表得①=1.02-0.55((入+20)/100)2=0.835,根据桥梁施工规范,倍安全系数则立杆允许压力[N]为:

[N]=①A[6]/K=0.835X424X10-6X140X106/1.3=38.1KN>28.0KN立杆强度满足要求。

(4)、分配梁[12.6槽钢强度计算

顶托立杆下采用双[12.6槽钢做分配梁,双槽钢并排焊接成整体,杆底端焊接牢固。

顺桥向间距60cm。

分配梁跨径:

底板下和翼缘板下均为1.75m。

荷载:

底板下:

q1=(46.8+2+2.4+2)X0.6=31.92KN/m;l1=1.75m

翼缘板下:

q2=(26X0.4+2+2.4+2)X0.6=10.08KN/m;l2=1.75m

34

查表得:

W=61700mm;I=3885000mm

22

底板下:

Mmax=q1l2/8=31.92X1.752/8=12.22KNm

22

翼缘板下;Mmax=2ql2/8=10.08X1.752/8=3.86KNm

弯曲强度:

底板下:

c=Mmax/W=12.2X106/(2X61700)=99.0MPa<145MPa

翼缘板下:

c=Mmax/W=3.8X106/(2X61700)=31.3MPa<145MPa挠度f:

底板下:

f1=5q1l14/(2X384EI)

345

=5X31.92X(1.75X10)/(2X384X2.1X10X3885000)

=2.4mm<4.4mm(1750/400)

翼缘板下:

f1=5q2l24/(2X384EI)

345

=5X10.08X(1.75X10)/(2X384X2.1X10X3885000)

=0.76mm<4.4mm(1750/400)

分配梁强度满足要求

(5)、贝雷片承载力计算:

单片贝雷片容许荷载:

[M]=975.0KNM

施工段长12.00m:

荷载q=(26X0.&10.5+20.2755)+(2+2.4+25.5=298.75KN/m;

取1.5倍安全系数则qi=1.5q=298.75X1.5=448.125KN/m,l=12.00m

贝雷梁纵向最大弯矩:

Mmax=1ql2/8=448.125X12.002=8066.25KNm

8066.25/975=8.3;

挠度f:

4

f=5q1l/384EI

45=5X448.125X12000/(384X2.1X10X2505000000)=230mm

230/30=7.7;(30为规范允许挠度,L/400=30)则根据计算结果和结构特点,横向布设11片贝雷片,布置形式见图3施工段1,3(长度9.0m):

q=((1.8X10.5X0.9X26+2.5X0.275X0.9X26X2)+(26X0.6X10.5X

7.5+26X0.275X2.5X7.5X2))/9.0+(2+2+2.4)X15.5=318.2KN/m

取1.5倍安全系数,q1=1.5X318.2=477.31KN/mL=9.0m

贝雷片纵向最大弯矩:

22

Mmax=1qL2/8=477.31X9.02/8=4832.764KNm4832.764/975=5.0

挠度f:

4

f=5q1l/384EI

45

=5X477.31X9000/(384X2.1X10X2505000000)=78

78/22.5=4;(22.5为规范允许挠度,L/400=22.5)

从结构安全考虑,贝雷片布设与施工段1相同,横向布设11片,布置形式如图

2。

(6)、工字钢横梁强度计算

贝雷片下采用双I36b工字钢做横梁,双工字钢并排焊接成整体荷载q:

q=1.3X(26X0.6+2+2.4+2)X15=429KN/m取1.3倍安全系数);l=1.75m查表得:

W=920800m3m;I=165740000mm4

Mmax=q2l/8=429X1.752/8=164.2KNm

弯曲强度:

(T=Mmax/W=164.X106/(2X920800)=89.17MPa<145MPa

挠度f:

f=5q1l14/(2X384EI)

=5X429X(1.75X103)4/(2X384X2.1X105X165740000)

=0.8mm<4.4mm(1750/400)

工字钢横梁强度满足要求

(7)、立柱的刚度计算:

1、回转半径:

r=sqrt(D2+d2)/4=sqrt(27.32+26.52)/4=9.51cm

式中:

D—钢管外径d—钢管内径

长细比入=uL/r=1X950/9.51=100v[入P]=102,刚度满足要求。

式中:

u—杆件长度系数,取u=1.0

L—杆件几何长度取L=950cm

[入]—受压杆件允许长细比。

2.A匝道7号桥立柱临界应力验算:

端部施工段长度为9.0m段立柱承受轴向力P1:

端部:

P1=(箱梁自重+模板及支架重+人员、机具堆放自重+砼振捣荷载+分配梁重+贝雷片重)/2+工字钢重

=(2392.65+135.23+572.88+60.319+89.1)/2+22.981=1648.07KN;

跨中施工段为12m立柱承受轴向力P2为:

P2=(箱梁自重+模板及支架重+人员、机具堆放自重+砼振捣荷载+分配梁重+贝雷片重)/2+工字钢重

=(2625.792+193.18+818.4+86.17+118.8)/2+22.981=1944.15KN

从结构形式考虑,中间两排立柱承受轴向力最大,则Pmax为:

Pmax=P1+P2-22.981=3592.2KN

钢管临界应力验算:

由于入<102(压杆柔度界限值入P)

根据欧拉公式:

Fcr=n2EI/(uL)2

=3.142X2.1X105X30582482/(1.0X9500)2=702.3KN

 

式中:

E:

刚才弹性模量,取2.1X105MPa;

I:

钢管对于中心的惯性矩,按式n(D4-d4)/64

uL

钢管立柱相当长度,u取1.0,L取9500mm

取1.5倍安全系数:

1.5X3592.2/702.3=7.7,中间支墩横向布设钢管9根。

1.5X1648.07/702.3=3.5,端部支墩横向布设钢管9根。

则每根立柱承受轴向力为:

3592.2/9=399.1KN<702.3KN

1648.07/9=183.2KN<702.3KN强度满足要求

®.A匝道1号桥立柱临界应力验算:

施工段长度为12.0m段立柱承受轴向力Pi:

跨中:

P1=(箱梁自重+模板及支架重+人员、机具堆放自重+砼振捣荷载+分配梁重+贝雷片重)/2+工字钢重

=(2756.3+300.6+818.4+87.9+118.8)+23.0=4105.0KN;

从结构形式考虑,中间立柱承受轴向力最大,则Pmax=P1=4105.0KN

端部钢管承受的轴心力P2=Pmax/2=2052.5KN钢管临界应力验算:

由于入<102(压杆柔度界限值入P)

根据欧拉公式:

Fcr=n2EI/(uL)2

252

=3.142X2.1X105X30582482/(1.0X9000)2

=782.5KN

式中:

E:

刚才弹性模量,取2.1X105MPa;

I:

钢管对于中心的惯性矩,按式n(D4-d4)/64

钢管立柱相当长度,u取1.0,L取9000mm

1.5X4105/782.5=7.9,中间支墩横向布设钢管9根(取1.5倍安全系数)。

1.5X2052.5/782.5=3.9,端部支墩横向布设钢管9根(取1.5倍安全系数)。

则每根立柱承受轴向力为:

4105/9=456.1KN<782.5KN

2052.5/9=228.1KN<782.5KN强度满足要求

(7)、地基承载力验算及地基处理方案:

立柱承受最大荷载为A匝道桥1号桥下立柱承受荷载:

Qmax=4105KN

单柱下荷载:

4105/9=456.1KN。

钢管柱下铺设C25钢筋砼垫块,截面形式为倒梯形,顶面尺寸为60cmX

120cm底面尺寸为:

120cmX150cm,厚40cm=垫块下基础采用换填砂砾,换填深度为1.0m,长度为17.5m,宽度为2.5m。

则基础下地基荷载为N=456.1KN/1.8m2=253.4KPa,根据现场情况,地基经处理后可以满足承载力要求。

(8)、支架预压

支架搭设完毕,按设计要求对支架进行等载预压,以消除支架的非弹性变形,预压期为28h。

3、钢筋加工及安装

钢筋预先在钢筋加工厂下料并加工好后,用汽车运至现浇梁施工现场,在底模上进行绑扎或焊接,并将钢筋骨架与墩身预留钢筋焊接。

按设计文件要求,认真学习领会设计图纸,确定好预应力钢绞线预留孔道即波纹管与普通钢筋的安装次序,做到一次安装就位、不返工。

波纹管定位严格按设计图纸进行,做到定位牢固、准确。

安装普通钢筋及波纹管时注意保护波纹管不被破损,如有局部破损必须及时加以修补,保证浇砼后的预留孔道畅通。

4、梁体混凝土施工

浇注混凝土前,对梁体支架、模板、钢筋及预埋件等进行全面检查,并对混凝土拌合、运输等各种机具设备和备料情况进行检查,以确保混凝土浇注的顺利完成。

砼由拌合站集中拌合,砼搅拌运输车运至现场,浇筑设备采用混凝土输送泵,水平分层、依次向前连续浇筑,先浇底板,再浇腹板,最后浇筑顶板。

由跨中向两侧依次浇筑,采用插入式振捣器振捣,砼的振捣必须确保砼的振捣密实。

振捣时振动器移动距离不超过1.5倍振捣半径,插入下层混凝土深度5-10cm,振捣至混凝土表面停止下沉并泛浆、不再出现气泡为准。

浇注混凝土过程中,随时检查模板有无膨胀、跑模、漏浆等情况及支架是否下沉、连接构件是否松动等现象,若有情况及时处理。

浇注完成后,砼表面采用湿草袋覆盖养生。

并经常洒水保持砼表面处于常湿润状态。

现浇箱梁砼施工应做同体养生试件不少于4组,以作为拆除模板、张拉的施工依据。

5、预应力钢筋施工

现浇箱梁是高空作业,钢绞线长,穿束困难。

为顺利穿束,在钢绞线按设计要求穿束时,应逐根理顺,绑扎牢固,防止互相缠绕,并两端对应编号。

在穿束时,要充分利用锥形连接器,锥头的一根(可采用①8圆钢代替),便于穿越波

纹管,锥尾为整束;先使锥头的一根穿过波纹管,在通过此根向前均匀使力(人群或机械)而使整束均匀慢速穿过波纹管,以达到穿束的目的。

钢绞线的穿束与张拉,应按设计规定的先后顺序和规范要求进行。

钢绞线穿束过程中,要注意

检查波纹管有无破损及接头连接是否紧密,如有应及时处理。

待梁体顶板混凝土强度达到设计要求强度85%t进行预应力张拉。

梁体张拉前侧模必须拆除。

根据设计要求文件要求,采用控制应力和伸长值双控法施工,以应力控制为主,伸长值作为校核。

张拉时注意在同一截面对称张拉,以防止箱梁出现侧弯,张拉次序为:

OSF%SP%S—*100%3(持荷2min,锚固)。

(1)、张拉准备

预应力钢筋张拉前,应对千斤顶进行检测和标定,检测合格后方可使用。

1.1检查砼强度是否达到85%勺设计强度。

1.2检查钢绞线是否可以在预应力孔道内穿动自如。

1.3钢绞线有无交叉,缠绕。

1.4工作锚、限位板、工具锚是否安装准确并在同一直线上。

1.5工具锚夹片是否均匀卸紧。

1.6千斤顶内气体是否已排空,油路是否油漏油现象,油路是否有接错现象

(2)、张拉顺序及方法

单端束张拉时,张拉顺序为先腹板束后中间束。

双端束张拉时,张拉设备布置在预应力钢束两端,同步张拉。

定西北立交A匝道1#、7#桥、D匝道1#桥、E匝道3#桥第一联部分预应力束采用双端张拉,其余预应力束均采用单端张拉。

2.1初张拉双端束初张时,梁体两端同时对千斤顶主油缸充油,使钢绞线束略为拉紧,同时调整锚圈及千斤顶位置,使预应力孔道、锚具、千斤顶三者三轴线互相吻合,注意使每根钢绞线受力均匀,当钢绞线达到初应力0.15ck时,量测并做好记录。

鸣号,并继续供油维持张拉力不变,持荷5分钟,然后两端回油至设计张拉力,量测油缸外露长度。

单端束初张时,施加拉力方式及达到的初张效果同上。

2.2张拉

双端束张拉时,采用两端同时同步逐级加压的方法进行,两端千斤顶的升压速度应接近相等,当两端达到超张拉吨位100%ck时,鸣号,并继续供油维持张拉力不变,持荷2分钟,然后两端回油至设计张拉力,量测油缸外露长度,做好记录。

单端束张拉时,亦采用逐级加压的方法进行,当千斤顶达到超张拉吨位100%ck时,持荷2分钟,然后两端回油至设计张拉力,量测油缸外露长度,做好记录。

伸长值校核及锚固:

在达到设计张拉力的情况下,通过伸长值进行校核,伸长值误差在6%以内时进行锚固。

6、预应力孔道压浆

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