现浇箱梁施工方案钢管支墩.docx
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现浇箱梁施工方案钢管支墩
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广清高速公路扩建工程A10合同段
新华高架特大桥
现浇预应力砼连续箱梁施工方案
编制：
审核：
批准：
中铁七局集团郑州工程有限公司
广清高速扩建工程A10合同段项目经理部
二O一三年十月
新华高架特大桥
现浇预应力砼连续箱梁施工方案
一、编制说明
新华高架桥跨京广铁路两侧，现我项目部结合现场实际条件和桥队材料准备情况，拟采用钢管支墩加脚手架的方案进行现浇连续箱梁施工。
二、工程概况
我标段新华高架特大桥梁左幅起点ZK24+954.958终点ZK25+959.828，右幅起点YK24+953.061终点YK25+958.571，此段桥梁全长1005.51米。
由于跨铁路净空的抬升，本标段上部结构拆除，更换新梁。
施工内容是：
第一步，保持旧广清高速公路正常通车，先新建加宽部分桥梁；第二步，待新建部分贯通达到通车条件后，再将车流改至新建加宽段通行。
同时拆除旧广清高速桥梁，并在旧桥位置重建新桥与扩宽段新桥拼接。
异形现浇混凝土连续箱梁，砼强度等级为C40，设计数量1076.7m3；桥跨布置均为三孔一联，为单箱双室混凝土等截面连续箱梁；新建加宽段箱梁顶宽8.9m、底板宽5.9m、腹板宽0.4m、翼缘板宽1.5m、梁高1.4m，拆除重建段箱梁梁顶宽11.4m、底板宽8.2m、腹板宽0.4m、翼缘板宽分别为1.35m和1.85m、梁高1.4m；设计为双向八车道、全封闭，桥面总宽2*21m，外侧设宽0.5m墙式护栏，内侧设宽0.5m墙式护栏；桥面铺装为厚度10cm的C50水泥混凝土现浇层，支座采用盆式橡胶支座；伸缩缝设计为D80型伸缩缝。
新华高架桥上部构造主要工程数量表
桥梁中心桩号
现浇箱梁
桥面铺装
护栏
支座
伸缩缝
C40砼
（m3）
钢筋
（kg）
C50砼
（m3）
钢筋（kg）
C30砼
（m3）
块
m/道
新华高架桥
2926.5
1129384.9
4181.6
632222
1728.9
三、施工组织机构
（一）、新华高架桥现浇梁组织机构
为确保下新华高架桥现浇梁上部构造能保质保量按期完成，我部特组建新华高架桥现浇梁组织机构，详见湛新华高架桥现浇梁组织机构框图。
新华高架桥现浇梁组织机构框图
广清高速公路扩建工程A10合同段项目经理部
项目经理
总工程师
工
程
部
技
术
质
检
部
计
划
统
计
部
试
验
室
安
全
环
保
部
材
料
部
财
务
部
综
合
办
公
室
桥梁施工三队
支架班
木
工
班
钢
筋
班
普
工
班
机
电
班
（二）、主要管理技术人员名单
主要管理技术人员名单
姓名
职务
职称
姓名
职务
职称
王文彬
生产经理
工程师
廉世艳
试验主管
工程师
黄春生
项目总工
工程师
彭青林
测量主管
工程师
薛爱萍
质检工程师
工程师
施工队长
工程师
朱华新
技术主管
工程师
现场主管
工程师
程勇
安全主管
工程师
质检员
助工
四、施工进度计划
（一）、总体工期安排
本工程（箱梁主体）施工计划总工期近4个月，自2014年03月15日开始至2014年7月16日结束，共计120天。
计划按设计要求4联现浇段同时进行，共准备二跨支架、底模和二跨侧模、内模、翼板模。
（二）、箱梁每孔施工周期：
搭设钢管桩3→支架搭设5天→安装底、侧、翼模3天→绑扎底、腹钢筋20天→安装内模2天→底、腹板混凝土浇筑1天→养护底、腹板混凝土/绑扎顶板钢筋10天→顶板混凝土浇筑1天→养护顶板混凝土/拆除支架3天，合计48天。
（三）、施工便道通行
京广铁路以南租用飞虎玻璃厂区土地，作为施工便道。
铁路以北搭设2做钢便桥，并沿左幅河道边硬化一条砼通道与便桥相连，作为现浇梁等结构物施工通道。
五、材料、设备、劳力
（一）、材料
进场的主材钢筋、水泥，特材钢绞线、锚具、支座、伸缩缝、外加剂等，地材砂、碎石等，其他辅材波纹管、钢板等均已按设计、规范要求检测合格可以使用。
高标号砼配合比已经四办平行复核、总监办验证，符合设计、规范要求；其他临时材料主要有0.1×0.1×2m枕木、0.10×0.10×4.0m方木、0.10×0.15×4.0m方木、碗扣支架、1.8cm木板、直径630cm厚8mm钢管、50a工字钢、10号槽钢及贝雷片。
（二）、设备
本桥上部构造施工拟投入的设备详见下表。
注：
挖掘机、装载机、压路机等设备临时调用土方队现有设备。
新华高架桥上部结构施工拟投入的主要施工机械表
机械
设备
名称
规格
型号
额定功率
（Kw）
容量（m3）
吨位（t）
厂牌
及
出厂时间
数量（台）
新旧程度
（%）
进场
时间
进
场
备注
拥
有
新
购
租赁
砼拌和站
750型
60m3/h
广东2011
2
2
100
2011.6
砼输送车
7m3
广东2009
8
8
80
2011.6
砼输送车
9m3
广东2009
3
3
80
2011.9
钢筋切断机
GJ-40A
5.5KW
成都2012
1
1
100
2012.7
钢筋弯曲机
GJW40A
3KW
成都2011
1
1
100
2012.7
钢筋调直机
GT4-144
5.5KW
济南2011
1
1
100
2012.7
交流电焊机
BXZ-500
50KW
成都2011
6
6
100
2011.7
汽车吊
QY25
25T
徐工2008
1
1
90
2011.9
汽车吊
QY65
65T
蒲元2008
1
1
90
2011.10
发电机
120GF
120
上海
1
1
90
2011.7
（三）、劳力
施工班组分支架班、模板班、普工班及机电班；配备人员：
支架班20人、木工班20人、钢筋班20人、普工班15人、机电班4人，总计79人。
六、施工方案和施工工艺
（一）、施工方案
1、支架搭设方案
我标段现浇梁支架采用钢管立柱加脚手架的方案。
采用打入钢管桩的方式进行地基处理，先对场地进行测量放样，在现浇梁区域沿纵桥向打入三排钢管桩（附钢管桩平面图），钢管型号为Ф630×8mm，根据地质勘查报告和验算结果，钢管桩的入土深度保证不小于13m（实际入土深度根据现场最后贯入度确定），以确保支架整体稳定性。
在钢管桩上设置8m长的钢管立柱，钢管型号为Ф630×8mm，立柱与钢管桩采用法兰连接，钢管立柱之间设剪刀撑进行加固处理。
钢管立柱安装就位后，在顶端设置50a型工字钢横向盖梁。
工字钢与钢管支墩顶面之间焊接70×70×8mm钢板，钢板和支墩间焊接靴梁增加稳定性，在钢板上横桥向并排铺设两根50a型工字钢。
支墩顶钢板必须调试到同一标高，确保钢管支墩受力均衡。
在工字钢上搭设简支型单层贝雷片纵梁。
贝雷片间距为1.2m，长度根据现场测量确定，纵梁与横梁用U型卡连接，事先在纵梁上标好横梁放置位置，并设置三角限位钢板，保证横梁安装位置及横梁放置后的固定。
贝雷梁顶面采用L100mm角钢连接，角钢与贝雷梁采用螺栓栓接。
在纵梁上搭设现浇梁碗口支架。
在贝雷片纵梁上采用10cm槽钢作为横向分配梁，槽钢间距为20cm。
在槽钢上铺10×10×200cm横向枕木，枕木上放置支架底托，安装脚手架。
支架立杆按纵桥向端横梁、中横梁下60cm，其它位置90cm布设；横桥向底板下60cm、翼板下90cm布设；每层立杆高度120cm（横梁处底板下3m范围内每层立杆高度调整为60cm），立杆高度大致调出箱梁底面形状。
支架顶托上顺桥向铺设10×15cm方木，间距60cm或90cm，顺桥向方木顶上横桥向铺设10×10cm方木，间距30cm，顶层方木上铺设1.8cm厚优质木板作为箱梁底模板。
按箱梁内箱室横断尺寸制作骨架，外盖1.5cm厚普通木板，骨架间距50cm，以此来制作箱梁内模。
2、支架搭设方案验算
（1）、荷载计算：
根据施工设计图，箱梁最不利荷载位于横梁处，该断面的箱梁为实心，含筋率大于2%的钢筋砼按2.6t/m3计算。
1）、箱梁自重计算
a、箱梁中间空箱处每延米钢筋砼重量：
G1=2.6×{（0.22+0.25）×2.35+[（0.2×0.2）/2+（0.6×0.15）/2]×2}=32.1KN/m
b、箱梁横梁处钢筋砼实体重量：
G2=2.6×1.4=3.64=36.4KN/m2
c、箱梁中腹部每延米钢筋砼重量：
G3=2.6×1.4×0.4=21.8KN/m
d、箱梁翼板每延米钢筋砼实体重量：
G4=2.6×[（0.32×1.5+（0.13×1.5）/2]=15KN/m
2）、每孔模板支架重（按28m跨统计）
a、竹胶板：
胶合板容重9KN/m3
1.8cm厚木板580m2，重10.44×9=93.96KN
则：
均布荷载93.96/28=3.56KN/m
b、松锯材：
松锯材容重7.5KN/m3
注：
《桥梁施工工程师手册》P195表7-3。
横向底肋（纵向60cm间距）10×10cm方木，计0.1×0.1×4×2×（110+1）=8.8m3
纵向横梁（横向60、90cm间距）方木，计0.15×0.1×13×66=12.87m3
翼板、腹板底肋（横向45cm间距）10×10cm方木，计0.1×0.1×5×147=7.35m3
翼板下支撑、芯模骨架10×10cm方木，计0.1×0.1×（4+3）×（63+1）×2=8.96m3
合计：
方木37.98m3，重37.98×7.5=285（KN）
则：
均布荷载285/8.9/66=0.48（Kpa）
c、支架：
φ4.8cm、δ=3.5mm的碗扣钢管支架
注：
《公路施工手册》桥涵（下册）P5表13-3。
立杆（LG.300）计589条，17.31kg/条
立杆（LG.180）计159条，10.67kg/条
横杆（HG.60）计1300条，2.82kg/条
横杆（HG.90）计共1500条，3.97kg/条
合计：
重（589×17.31+159×10.67+1300×2.82+1500×3.97）×10/1000
=215.31（KN）
则：
均布荷载215.31/28/9=0.85（Kpa）
3）、其他荷载
注：
《桥梁施工工程师手册》P195表7-3。
a、施工人员、料具运输堆放荷载：
计算底肋时均布荷载：
2.5KPa
计算横梁时均布荷载：
1.5KPa
计算支架立柱时均布荷载：
1.0KPa
b、倾倒砼时产生的冲击荷载：
4.0KPa
c、振捣砼的荷载：
2.0KPa
d、风、雪可能产生的荷载：
1.0KPa
（2）、竹胶板强度验算
考虑到模板的连续性，弯矩公式按M=（qL2）/10计算。
跨度30cm，取100cm长为一个计算单位。
1）、模板承受的荷载（箱梁最不利荷载横梁处）：
a、箱梁自重：
36.4×1.2×0.6=26.21（KN/m）
注：
1.2为箱梁施加在竹胶板上的不均匀细数。
b、底板竹胶板自重：
0.362×0..6=0.2172（KN/m）
c、施工人员、料具运输堆放荷载：
2.5×0.6=1.5（KN/m）
d、倾倒砼时产生的冲击荷载：
4.0×0.6=2.4（KN/m）
e、振捣砼的荷载：
2.0×0.6=1.2（KN/m）
f、风、雪可能产生的荷载（支架高度平均6m左右）：
1.0×0.6=0.6（KN/m）
合计荷载：
26.21+0.2172+1.5+2.4+1.2+0.6=32.127（KN/m）
2）、模板强度验算
跨中弯矩：
M=（qL2）/10=（32.127×0.62）/10=1.15657（KN·m）
截面模量：
W=（1000×h2）/6=（1000×182）/6=54000（mm2）
则：
σ=M/W=1.15657×103×103/54000=21.41796（Mpa）＜[σ]=50.0（Mpa）,安全
注：
竹胶板静曲强度为50Mpa，见JG/T3026-1995《竹胶合模板板》。
3）、模板刚度验算
跨中变形：
ωmax=qL4/（150EI）
其中：
q=32.127KN/m）
E=1.1×104（Mpa）
I=bh3/12=1.0×0.153/12=2.813×10-4（m4）
则：
ωmax=qL4/（150EI）=（32.127×0.34）/（150×1.1×104×2.813×10-4）
=5.60663×10-4（m）=0.561（mm）＜300/400=0.75（mm）符合要求。
（3）、底肋（横向方木）强度验算：
跨度60cm，纵向间距60cm
1）、底肋承受的荷载（箱梁最不利荷载横梁处）：
a、箱梁自重：
36.4×1.2×0.36=15.7248（KN）
注：
1.2为箱梁施加在底肋上的不均匀细数。
b、底板竹胶板自重：
0.435×1.2×0.36=0.18（KN）
注：
1.2为模板自重施加在底肋上的不均匀细数。
c、方木自重：
0.48×1.2×0.36=0.209（KN）
d、施工人员、料具运输堆放荷载：
2.5×0.36=0.9（KN）
e、倾倒砼时产生的冲击荷载：
4.0×0.36=1.44（KN）
f、振捣砼的荷载：
2.0×0.36=0.72（KN）
g、风、雪可能产生的荷载：
1.0×0.36=0.36（KN）
合计荷载：
15.7248+0.18+0.209+0.9+1.44+0.72+0.36=19.53（KN）
则：
每米均布荷载19.56/0.6=32.6（KN/m）
2）、底肋强度验算
跨中弯矩：
M=（qL2）/8=（32.6×0.62）/8=1.467（KNm）
截面模量：
W=（b×h2）/6=（100×1002）/6=166667（mm2）
则：
σ=M/W=1.467×103×103/166667=8.802（Mpa）＜[σw]=14.5（Mpa）,安全
注：
参照《路桥施工计算手册》P176表8-6，松锯材为东北落叶松[σw]=14.5Mpa。
3）、底肋刚度验算
挠度公式：
f=5qL4/（384EI）
其中：
q=32.6（KN/m）
E=1.1×104（Mpa）=1.1×107（Kpa）
I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.333×10-6（m4）
故：
f=5qL4/（384EI）=5×32.6×0.64/（384×1.1×107×8.333×10-6）
=6×10-4（m）
则：
f/L=6×10-4/0.6=1/999＜[f/L]=1/400，满足要求。
（4）、纵梁（纵向方木）强度验算
方木截面b=10cm、h=15cm，横梁处跨度60cm、跨中处跨度90cm，横向间距60cm。
1）、纵梁承受的荷载：
a、箱梁自重（箱梁横梁处）：
36.4×1.2×0.6×0.6=15.72（KN）
箱梁自重（箱梁跨中处）：
32.1×1.2×0.6÷1.8×0.9=11.56（KN）
注：
1.2为箱梁施加在纵梁上的不均匀细数。
b、底板竹胶板自重（箱梁横梁处）：
0.362×1.2×0.36=0.156（KN）
底板竹胶板自重（箱梁跨中处）：
0.362×1.2×0.54=0.235（KN）
注：
1.2为模板自重施加在纵梁上的不均匀细数。
c、方木自重（箱梁横梁处）：
0.681×1.2×0.36=0.294（KN）
方木自重（箱梁跨中处）：
0.681×1.2×0.54=0.441（KN）
d、施工人员、料具运输堆放荷载（箱梁横梁处）：
2.5×0.36=0.90（KN）
施工人员、料具运输堆放荷载（箱梁跨中处）：
2.5×0.54=1.35（KN）
e、倾倒砼时产生的冲击荷载（箱梁横梁处）：
4.0×0.36=1.44（KN）
倾倒砼时产生的冲击荷载（箱梁跨中处）：
4.0×0.54=2.16（KN）
f、振捣砼的荷载（箱梁横梁处）：
2.0×0.36=0.72（KN）
振捣砼的荷载（箱梁横梁处）：
2.0×0.54=1.08（KN）
g、风、雪可能产生的荷载（箱梁横梁处）：
1.0×0.36=0.36（KN）
风、雪可能产生的荷载（箱梁跨中处）：
1.0×0.54=0.54（KN）
合计荷载（箱梁横梁处）：
15.72+0.156+0.294+0.90+1.44+0.72+0.36=19.59（KN）
荷载（箱梁跨中处）：
11.56+0.235+0.441+1.35+2.16+1.08+0.54=17.37（KN
则：
每米均布荷载（箱梁横梁处）19.59/0.6=32.65（KN/m）
每米均布荷载（箱梁跨中处）17.37/0.9=19.3（KN/m）
2）、纵梁强度验算
a、箱梁横梁处：
跨中弯矩：
M=（qL2）/8=（32.65×0.62）/8=1.469（KNm）
截面模量：
W=（b×h2）/6=（100×1502）/6=375000（mm2）
则：
σ=M/W=1.469×103×103/375000=3.918（Mpa）＜[σw]=14.5（Mpa）,安全
注：
参照《路桥施工计算手册》P176表8-6，松锯材为东北落叶松[σw]=14.5Mpa，验算施工荷载时可提高1.15倍数，容许应力取最小值16.68Mpa。
b、箱梁跨中处：
跨中弯矩：
M=（qL2）/8=（19.3×0.92）/8=1.954（KNm）
截面模量：
W=（b×h2）/6=（100×1502）/6=375000（mm2）
则：
σ=M/W=1.954×103×103/375000=5.211（Mpa）＜[σ]=14.5（Mpa）,安全
3）、纵梁刚度验算
a、箱梁横梁处：
挠度公式：
f=5qL4/（384EI）
其中：
q=32.65（KN/m）
E=1.1×104（Mpa）=1.1×107（Kpa）
I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.813×10-5（m4）
故：
f=5qL4/（384EI）=5×32.65×0.64/（384×1.1×107×2.813×10-5）=1.78×10-4（m）
则：
f/L=1.78×10-4/0.6=1/3369＜[f/L]=1/400，满足要求。
b、箱梁跨中处：
挠度公式：
f=5qL4/（384EI）
其中：
q=19.3（KN/m）
E=1.1×104（Mpa）=1.1×107（Kpa）
I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.813×10-5（m4）
故：
f=5qL4/（384EI）=5×19.3×0.94/（384×1.1×107×2.813×10-5）=5.329×10-4（m）
则：
f/L=5.329×10-4/0.9=1/1689＜[f/L]=1/400，满足要求。
（5）、支架验算
1）、支架荷载
a、支架布置：
采用碗扣式脚手架搭设连续支撑架，步距为120cm（横梁处底板下3m范围内步距调整为60cm）。
横梁处：
60×60×60cm跨中处：
60×90×120cm
b、全部荷载合计：
横梁处（实心部位）：
36.4+0.362+0.681+1.324+1.0+4.0+2.0+1.0=46.767（Kpa）
跨中处（空心部位）：
17.83+0.362+0.681+1.324+1.0+4.0+2.0+1.0=28.197（Kpa）
2）、支架计算
a、强度验算
碗扣钢管支架单元尺寸单杆承重为：
跨中处0.9m×0.6m，横杆步距1.20m，每根立杆设计荷载[N]=30.0（KN）；横梁处0.6m×0.6m，横杆步距0.6m，每根立杆设计荷载[N]=40.0（KN）。
注：
《公路施工手册》桥涵（下册）P10表13-5，横杆步距为1.2m时，每根立杆设计荷载30KN；横杆步距为0.6m时，每根立杆设计荷载40KN。
a）、最不利荷载横梁处单杆承重：
N=46.767×1.2×0.6×0.6=20.203（KN）；
跨中处单杆承重：
N=28.197×1.2×0.9×0.6=18.2717（KN）；
注：
1.2为全部荷载作用于立杆上的不均匀细数。
b）、立杆强度验算
横梁处立杆：
[N]/N=40.0/20.203=1.98
横梁处立杆：
[N]/N=30.0/18.2717=1.64
则：
安全系数能满足要求。
b、稳定性验算
φ48×3.5钢管断面积A=489mm2，步距1200mm
a）、钢管回轮半径i=（√482+412）/4=15.78mm
长细比λ：
λ=L0/I=1200/15.78=76.04
查表得轴心受压构件的稳定系数ψ：
ψ=0.805
注：
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中根据长细比λ=76.04由附录C表取轴心受压构件的稳定系数ψ=0.805。
b）、按强度计算，则钢管的受压应力为：
σ=N/A=20.203×103/489=41.31（Mpa）＜[f]=215（Mpa）
c）、按稳定性验算：
σ=N/ψA=20.203×103/（0.805×489）=51.32（Mpa）＜[f]=215（Mpa）
则：
安全系数215/51.32=4.19，满足要求。
注：
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中
综上所述，该支架搭设方案满足施工安全要求。
（6）槽钢分配梁验算
采用10号槽钢，横梁段采用两根槽钢双拼成钢梁，用缀板连接。
最不利荷载横梁处单立杆承重：
N=46.767×1.2×0.6×0.6=20.203（KN）；压在槽钢上的力按均布荷载计算q=20.203/0.6=37.34（KN/m）
注：
1.2为全部荷载作用于立杆上的不均匀细数。
槽钢挠度
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