跨河连续梁施工方案.docx
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跨河连续梁施工方案
目录
一、概述
二、总体施工方案
三、施工准备
四、主要施工方法
1、边跨满堂式支架施工
2、主跨梁式支架施工
3、模板施工
4、钢筋及预应力管道施工
5、混凝土施工
6、预应力钢绞线施工
7、孔道压浆
8、封端
9、落架
10、其他辅助施工
五、安全保证措施
xxxx特大桥跨河右幅连续梁现浇施工方案
一、工程概述
xx高速公路C3合同段xxxx特大桥右幅第6、7、8跨连续梁长110m，为等截面连续箱，单箱双室结构，梁高2.8m。
处于半径为400米的曲线上，右幅纵坡j=1.419%。
设曲线横向超高，超高值e=7%。
第七跨位于河床中心，水深4～6m，第6、8跨位于河床中心两侧，水深1～4m。
30m+50m+30m连续梁单联砼1300m3，其中底板及腹板900m3，顶板400m3。
I、II级钢筋235t，钢绞线19t。
二、总体施工方案
跨河30m+50m+30m连续箱梁30m边跨采用满堂支架现浇施工，主跨50m采用八七型钢梁作为支架现浇施工。
30m边跨筑岛平整碾压后，用φ48×3.5mm钢管搭设满堂式支架，钢管下端用混凝土条形基础做临时支垫；50m跨采用“八七”型钢梁作支架、“六五”式军用墩作临时支墩，钢梁支架与箱梁底用高90-180cm钢管脚手架作调整纵、横坡用。
模板采用组合光面竹胶板。
混凝土采用拌和站集中拌和，混凝土罐车运输，混凝土泵泵送布料，采用插入式振动棒振捣。
三、施工准备
㈠施工队伍设置
拟设一个桥梁队和两个拌和站，桥梁队设在K60+020右侧，拌和站设在K61+200处，采用搭设临时房屋和租赁民房解决用房问题。
㈡施工便道和施工用水、用电等临时工程
该桥位于108国道边，交通方便。
施工便道已修筑完成，能保证施工需要。
施工用电已在xx4#墩处装一台400KVA变压器供桥上用电，并配一台发电机备用，临时线路已搭设完成并能正常供电。
施工用水取xx河水。
㈢人员、机械设备配备
依据跨河连续梁工程数量、工期要求，将投入足够数量的机械设备和施工人员，及时组织进场，以确保工程按时竣工。
1、人员配置（见表1）
2、机械设备配置（见表2）
㈣技术准备
开工前根据该工程的实际需要，完成所需的混凝土配合比设计。
为了对各种原材料和半成品试件进行有效的检验和试验，对施工全过程进行有效检测控制，确保工程质量，在现场配备有经验的技术干部两名，对现场进行技术指导。
项目部试验室配2名试验员负责该桥各种原材料的检验，对施工过程中的砼强度等指标进行控制、施工过程中负责取样、送检等试验工作。
施工中所有使用的材料均按规范要求取样送检。
张拉设备送西南交大土木工程实验室标定，测量仪器送有检测资质的单位标定。
测量班负责该桥的所有施工放样工作。
劳力组织表表-1
序号
工种
数量
序号
工种
数量
1
施工队长
2名
8
架子工
20名
2
施工副队长
2名
9
木工
6名
3
技术员（工程师）
3名
10
司机
10名
4
测试人员
5名
11
混凝土泵司机
6名
5
电焊工
8名
12
电工
2名
6
钢筋工
15名
13
张拉操作人员
4名
7
砼工
30名
14
普工
25名
机械设备明细表表-2
序号
名称
规格型号
数量
序号
名称
规格型号
数量
1
吊车
25T
2台
8
对焊机
1台
2
电焊机
6台
9
发电机
250KW
3台
3
卷扬机
2T
1台
10
张拉设备
5套
4
木工圆锯机
2台
11
钢筋切割机
2台
5
拌和站
750L
2台
12
混凝土输送泵
HBT60
3台
6
压浆机
1台
13
全站仪
1台
7
混凝土罐车
6m3
6台
14
水准仪
1台
四、主要施工方法
㈠边跨满堂式支架施工
1、地基处理
将准备搭设支架的地方，块石填筑筑岛，其上铺一层40cm厚砂卵石找平，压路机压实，表面M10砂浆封闭，支架基础四周挖好排水沟，避免地面积水影响承载力。
2、支架总体设计
满堂支架采用ø48×3.5mm钢管扣件式脚手架搭设，立杆间距60×60cm（纵向*横向）及40×60cm（腹板下）两种，横杆步距100cm。
每三排设置一道横向剪刀撑,盖梁两侧连续设二道斜撑,腹板下纵向连续设三道斜撑。
钢管下端30×30cm条形基础，钢管顶端安放可调游托，游托上放10×10cm方木（横桥向），其上纵桥向安放10×10cm方木，用铁钉将上下方木固定。
支架搭设完毕进行预压。
满堂支架布置见附图。
2、支架检算
荷载计算
A．混凝土重量
按施工图，取腹板最宽处截面作为计算对象，此为最不利位置（如图示），钢筋混凝土容重按26KN/m3取值。
顺桥向每延米混凝土重量：
2.8×0.8×1×26=58.3KN
B．模板、方木重量
模板为12mm厚竹胶板，方木为10×10cm由于此两项占整个荷载比率非常小，故可忽略不计。
C．人员及施工机具
按1.0KPa均布荷载取值，合每延米重量为：
1.0×0.8×1=0.8KN。
D．倒混凝土时产生的冲击荷载
按2.0KPa取值，每延米重量为2.0×0.8×1=1.6KN。
E．捣混凝土产生的荷载
按2.0KPa取值，每延米重量为2.0×0.8×1=1.6KN。
荷载分项系数
混凝土分项系数取1.2，施工人员及机具、倾倒混凝土时产生的冲击荷载及振捣混凝土产生的荷载分项系数均取1.4。
荷载组合
1.2×58.3＋1.4×0.8＋1.4×1.6＋1.4×1.6=75.56KN/m
每平方米荷载分布为:
75.56÷0.8=94.45KN/㎡
压杆承载力（一根钢管立柱的承载力）
根据《钢结构设计规范》有：
N/ΨF≦[σ]
因此N=ΨF[σ]
N——压杆承载力（KN）；
Ψ——杆件纵向挠曲时允许应力折件系数，其值为长细比λ的涵数，其值可查表；
F——无缝钢管横截面净面积，F=Π×（D2-d2）/4=Π×（4.82-4.12）/4=4.89㎝2；
根据《钢结构设计规范》取λ=100，查Ψ=0.6（A3钢）；
[σ]——A3钢管轴向允许应力140MPa；
那么N=0.6×4.89×140=41.1KN
钢管立柱纵横间距计算:
41.1KN÷94.45KN/㎡=0.43㎡
设横距为0.40m,则纵距为0.43÷0.40=1.08m，为安全起见纵距取0.60m。
纵横水平钢管步距：
由λ=L0/r
得：
L0=λ×r=100×1.57=157㎝
L0——步距（㎝）；
λ——杆件细长比；
r——杆件截面回旋半径（㎝），r=（D2+d2）1/2/4=1.57㎝；
157cm为最大允许步距，施工步距取100㎝。
地基承载力
由于钢管立柱纵横间距为0.40m×0.60m
那么分配到每根立柱实际荷载为：
P=94.45×0.40×0.60=22.66KN
地基应力：
σ=22.66/0.4×0.4=141Kpa
现场触探：
σ测=240Kpa，地基承载力能满足要求。
4、支架预压
⑴支架预压
在箱梁支架搭设完毕，箱梁底模铺好后，对支架进行等载预压，以消除支架及地基的非弹性变形和得到支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据。
预压重量为箱梁混凝土自重、内外模板框架重量及施工荷载之和。
用水袋对现浇箱梁的整个底模范围进行24小时预压，预压时进行沉降值测量，通过最后一次观测的数据和预压前观测数据对比得出架体及基础的沉降量。
支架分阶段卸载时再对各点进行测量，得出支架卸载后的回弹量。
两次测量值比较，可得出弹性变形值。
⑵支架标高调整
支架预压前，支架按照设计标高调整，并在模板上每5m一断面做标高测点，每断面做3点。
预压前、加载后、卸载后各观测一次测点标高并记录。
预压后架体基本消除预压荷载作用下地基塑性变形和支架各竖向杆件的间隙等非弹性变形。
通过预压，观测计算得出支架弹性变形数值，调整梁底标高。
梁底按每5m一个断面控制标高，因设计图纸没有要求设预拱度,我部将根据经验,50m梁按10cm、30m梁按2.0cm，在跨中设置预拱度，按二次抛物线布置；梁底施工标高=设计梁底标高+预留拱度+支架弹性变形值。
㈡主跨梁式支架施工
根据现场条件和方案比选，如图1所示，xxxx大桥水上30+50+30m现浇箱形连续梁主跨支架采用铁路八七型钢梁梁式支架，支墩采用铁路六五式军用墩，支架结构计算分析如下。
1、荷载计算
⑴箱梁重量
根据设计图纸，箱梁配筋率大于2%，容重取25480N/m3。
箱梁纵向由端部实心段与倒角段、渐变段、中部倒角段、横隔板和标准段等组成（见图1），各部分的截面积、体积和重量见表3。
受墩身的限制，八七型钢梁支架主要承受箱梁除墩顶实心段以外的梁体重量，墩顶实心段的重量主要由墩身和承台上其它支架承担。
50m跨箱梁混凝土重量统计表表3
序号
名称
截面积（m2）
段长（m）
单段体积
（m3）
段数
体积小计（m3）
重量（N）
①
端部实心段
25.06
1.5
37.59
2
75.18
1915586
②
端部倒角段
12.65～18.714
0.75
11.866
2
23.731
604666
③
渐变段
8.952～12.65
8.85
95.824
2
191.649
4883211
④
中部倒角段
8.952～15.904
0.5
6.297
6
37.783
962710
⑤
横隔板
21.626
0.2
4.325
3
12.976
330628
⑥
标准段
8.952
12.1
108.319
2
216.638
5519936
⑦
底板锚固齿板
14
356720
⑧
顶板锚固齿板
6.92
176322
合计
14749786
由表3可得支架所受箱梁重量为：
14749786－1915586=12834200（N）
左、右翼缘板截面积均为0.63m2，重量为：
N1z=N1y=0.63×47×25480=754463（N）
箱体重量为12834200－2×754463=11325274（N），其中：
底板与腹板（含锚固齿板）重量P1=7614290（N）；
顶板（含锚固齿板）重量P1’=3710984（N）。
⑵振捣混凝土时产生的平面荷载
根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）附录D的规定，振捣混凝土时产生的平面荷载取2000Pa。
左、右翼缘板宽度范围内，振捣混凝土时产生的平面荷载为：
N2z=N2y=2×47×2000=188000（N）
箱体宽度范围内，振捣混凝土时产生的平面荷载为：
P2=8.5×47×2000=799000（N）
⑶施工人员、机具及材料荷载
根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）附录D的规定，箱梁施工时模板上的施工人员、机具及材料荷载取1500Pa。
左、右翼缘板宽度范围内，施工人员、机具及材料荷载为：
N3z=N3y=2×47×1500=141000（N）
箱体宽度范围内，施工人员、机具及材料荷载为：
P3=8.5×47×1500=599250（N）
⑷模板荷载
如图2所示，箱梁模板采用12mm厚竹胶合板，方木与扣件式φ48×3.5钢管脚手架支撑和加固。
竹胶合板的容重取7000N/m3；
方木的容重取6000N/m3；
钢管的线荷载取37.64N/m；
单个十字型扣件重12.25N。
为简化计算，并偏于安全，内模参照标准段截面进行计算。
①左、右翼缘板模板荷载
左、右翼缘板的模板均由竹胶合板，纵向方木（间距0.25m）和横向方木（间距1m）组成。
其中，竹胶合板重量为（0.18+2.04）×47×0.012×7000=8765（N）
纵向方木重量为10×0.12×47×6000=28200（N）
横向方木重量为48×0.12×2.5×6000=7200（N）
以上重量小计为N4z=N4y=44165（N）
②箱体模板荷载
箱体模板包括底板与顶板的底模以及腹板的内外模板。
a、底板底模由竹胶合板，纵向方木（间距0.25m，0.55m）和横向方木（间距0.5m）组成。
其中，
竹胶合板重量为47×9×0.012×7000=35532（N）
纵向方木重量为（18+37）×0.12×47×6000=155100（N）
横向方木重量为95×0.12×9×6000=51300（N）
以上重量小计为241932（N）。
b、腹板模板由竹胶合板，纵向加劲方木和竖向φ48×3.5加劲钢管（2根一道，纵向间距0.8m）组成。
其中，竹胶合板重量为（2.35×47+（1.87+0.646+1.87+0.619）×46.4）×2×0.012×7000=57571（N）
纵向方木重量为:
（2×9×47+4×8×46.4）×0.12×6000=139848（N）
钢管重量为（2×2×2.4＋4×2×2）×60×37.64=57815（N）
φ14拉筋重量为60×3×4×0.9×11.84=7672（N）
以上重量小计为262906（N）。
c、顶板底模由竹胶合板，纵向方木（间距0.25m），横向方木（间距0.5m）和钢管脚手架组成。
其中，竹胶合板重量为：
2×（0.619+2.459+0.645）×46.4×0.012×7000=29022（N）
纵向方木重量为2×11×0.12×46.4×6000=61248（N）
横向方木重量为2×95×0.12×3.66×6000=41724（N）
钢管立杆重量为2×95×6×2.06×37.64=88394（N）
钢管横杆重量为：
（2×95×2×3.65＋2×6×2×46.4）×37.64=94123（N）
十字型扣件重量为2×95×6×2×12.25=27930（N）
以上重量小计为342441（N）。
综上，箱体底板及腹板部分的模板重量合计为P4=504838（N）；
箱体顶板浇筑混凝土时，腹板的模板已经拆除，模板净增加的重量合计为：
P4’=342441－262906=79535（N）。
⑸钢管脚手架重量
八七型钢梁支架和箱梁模板之间采用扣件式φ48×3.5钢管脚手架调整线路纵坡和横向超高。
①箱体宽度范围内钢管脚手架重量
如图2所示，箱体宽度范围内，钢管脚手架立杆平均高度取1.4m，纵向93排，排距0.5m；横向16排，排距0.55m。
重量为：
93×16×1.4×37.64=78412（N）
横杆横向长8.25m，纵向长46.2m，重量为：
（93×2×8.25＋16×2×46.2）×37.64=113406（N）
十字型扣件重量为93×16×2×2×12.25=72912（N）
以上重量小计为P5=264730（N）。
②左侧翼缘板宽度范围内钢管脚手架重量
如图2所示，左侧翼缘板宽度范围内，立杆纵向47排，排距1m；横向3排，排距0.825m。
重量为：
47×（4.64+4.47+4.3）×37.64=23723（N）
横杆重量为（47×5×2.3＋3×5×46.2）×37.64=46429（N）
十字型扣件重量为47×3×5×2×12.25=17273（N）
以上重量小计为N5z=87425（N）。
③右侧翼缘板宽度范围内钢管脚手架重量
如图2所示，右侧翼缘板宽度范围内，立杆纵向47排，排距1m，重量为：
47×（3.64+3.67+3.73+3.78）×37.64=26218（N）
横杆重量为：
（47×2×（2.85＋2.67）+4×4×46.2）×37.64=47354（N）
十字型扣件重量为47×4×4×2×12.25=18424（N）。
以上重量小计为N5y=91996（N）。
根据现场情况，连续梁施工期间无雪荷载、冬季保温设施荷载等其它荷载。
参照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）第9.2.2条规定，支架强度计算采用模板与支架重量，箱梁混凝土重量，施工人员、机具及材料荷载以及振捣混凝土时产生的平面荷载共四种组合荷载。
综上，箱梁浇筑底板及腹板混凝土时，箱体宽度范围内荷载为：
P=P1+P2+P3+P4+P5=9782108（N）
浇筑顶板混凝土时，箱体宽度范围内增加的荷载为：
P’=P1’+P4’=3790519（N）
左、右翼缘板宽度范围内，荷载分别为：
Nz=N1z+N2z+N3z+N4z+N5z=1215053（N）
Ny=N1y+N2y+N3y+N4y+N5y=1219624（N）
2、强度计算
八七型钢梁支架由杆件和节点板栓接而成。
弦杆X1—X5，腹杆F5，节点板B1—B5，弦杆拼接板B6以及弦杆拼接角钢J5的钢材牌号均为15MnVNq（Q420q），弯曲容许应力[σw]=260MPa，屈服强度σs=420MPa。
其它构件的钢材牌号为16Mnq（Q345q），弯曲容许应力[σw]=210MPa，屈服强度σs=345MPa。
紧固件采用剪力承压型螺栓，直径30mm，螺纹M24，钢材牌号40Cr，屈服强度σs=785MPa，容许剪应力[τ]=0.45σs=353MPa。
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021－89）和《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025－86），临时性钢结构容许应力的提高系数取1.4。
因此，八七型钢梁支架设计计算时实际弯曲容许应力15MnVNq钢取364MPa，16Mnq钢取294MPa。
为简化计算，假定如下：
①箱梁荷载及钢管脚手架重量通过93道、间距0.5m的横向I20a工字钢分配梁均匀传递到八七型钢梁支架的6个桁片上，不均匀系数取1.1；
②不考虑边跨对主跨的影响。
如图3、图4所示，支架采用平面梁桁混合单元建模，其中弦杆X1—X3，重斜杆F1及端立杆F5采用梁单元，余下杆件采用桁单元。
各构件的计算参数见表4。
⑴底板及腹板混凝土浇筑时支架强度计算
箱梁底板及腹板混凝土浇筑时，通过分配梁均匀传递到桁片上的节点荷载为：
q=P/（6×93）=9782108/（6×93）=17531（N）
1.1q=1.1×17531=19284（N）
将q=17531（N）、1.1q=19284（N）分别输入ALGOR程序，计算得到八七型钢梁支架各桁片的最大应力σmax，跨中挠度fmax以及前后军用墩的支反力Q与Q’见表5。
根据计算结果，桁片最大应力为247MPa，均在15MnVNq钢364MPa、16Mnq钢294MPa的容许应力之内。
八七型钢梁支架构件计算参数表4
序号
构件名称
构件代号
A（cm2）
Ix（cm4）
Wx（cm3）
E（N/cm2）
ρ（N/cm3）
1
重弦杆
X1
273.4
22877
1307.3
2.1×107
0.07693
2
基本弦杆
X2
166.4
11444
654
3
轻弦杆
X3
113.07
8576.5
490.1
4
短弦杆
X4
166.4
11444
654
5
重斜杆
F1
80.04
9525.4
680.7
6
基本斜杆
F2
80.04
9525.4
680.7
7
副斜杆
F3
37.02
1127.4
161
8
短斜杆
F4
66.94
1844.7
153.7
9
端立杆
F5
166.4
11444
654
10
挂杆
F6
84.896
3660.2
261.4
11
副竖杆
F7
37.02
1127.4
161
12
短立杆
F8
124.03
5856.6
418.3
底板及腹板砼浇筑时桁片强度计算结果汇总表表5
桁架位置
荷载（N）
σmax（MPa）
fmax（mm）
Q（N）
Q’（N）
边桁片
q=17531
226
91
896563
907753
1.1q=19284
247
99
978078
989268
中桁片
q=17531
199
67
918609
931804
1.1q=19284
217
73
1000124
1013318
⑵顶板及翼缘板混凝土浇筑时支架强度计算
箱梁顶板及翼缘板混凝土浇筑时，新增加的荷载为：
△P=P’+Nz+Ny=3790519+1215053+1219624=6225196（N）
实际上，△P由支架和已经浇筑的箱梁底板及腹板共同承担。
假设支架承担Pg，底板及腹板承担Ph。
则：
△P=Pg+Ph①
图5底板及腹板截面（单位:
cm）
如图5所示，已经浇筑的箱梁底板及腹板截面的惯性矩经计算为：
Ih=2.7254×108（cm4）
假定已经浇筑的箱梁底板及腹板承受的均匀分布荷载为Ph/L，则在均匀分布荷载Ph/L作用下，其跨中挠度为：
fh=5（Ph/L）L4/（384EhIh）
不考虑桁片腹杆、斜杆及横联作用，均匀分布荷载Pg/L仅由上、下弦杆共同承受。
如图6所示，
上、下弦杆截面的惯性矩经计算为：
Ih=1.3993×108（cm4）
又假定浇筑箱梁顶板及翼缘板混凝土时，桁片承受的均匀分布荷载为Pg/L，则在均匀分布荷载Pg/L作用下，其跨中挠度为：
fg=5（Pg/L）L4/（384EgIg）
根据变形相容条件fh=fg得：
5（Ph/L）L4/（384EhIh）=5（Pg/L）L4/（384EgIg）
Ph/（EhIh）=Pg/（EgIg）②
图6支架上下弦杆截面（单位:
cm）
由①、②式联立求解，得到：
Ph=0.216△P=1344642（N）
Pg=0.784△P=4880554（N）
浇筑箱梁顶板及翼缘板混凝土时，通过分配梁均匀传递到桁片上的节点荷载为：
△q=Pg/（6×93）=4880554/（6×93）=8747（N）
1.1△q=1.1×8747=9622（N）
顶板及翼缘板砼浇筑时桁片强度计算结果汇总表表6
桁架位置
荷载（N）
σmax（MPa）
fmax（mm）
Q（N）
Q’（N）
边桁片
q=26278
331
132
1303299
1314489
1.1q=28906
363
144
1425501
1436691
中桁片
q=26278
293
97
1325345
1338539
1.1q=28906
321
105
1447547
1460741
将q+△q=26278（N）、1.1q+1.1△q=28906（N）分别输入ALGOR程序，计算得到八七型钢梁支架各桁片的最大应力σmax，跨中挠度fmax以及前后军用墩的支反力Q与Q’见表6。
根据计算结果，桁片最大应力为363MPa，均在15MnVNq钢364MPa、16Mnq钢294MPa的容许应力之内。
3、刚度验算
根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）第9.2.2条规定，支架刚度验算的荷载仅取箱梁重量、模板及脚手架重量两种荷载组合。
⑴底板及腹板混凝土浇筑时支架刚度验算
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