舟山大陆连岛工程某大桥补充施工方案.docx
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舟山大陆连岛工程某大桥补充施工方案
舟山大陆连岛工程某大桥补充施工方案
一、编制说明
目前根据某大桥工程的实际情况,为了确保箱梁施工的高效、优质地进行,项目部通过研讨,对某大桥箱梁的基础处理及支架搭设方式进行了优化,故在此将优化后的箱梁基础处理及支架搭设补充如下。
编制范围:
某大桥右幅12~20、左幅6~20箱梁的基础处理及支架搭设。
二、实施方案
1、右幅12~13墩间箱梁的基础及支架搭设:
1)基础处理方式:
在12号墩柱至施工便道的坡脚位置范围,将原地面整理平整后采用回填宕渣50~60cm并分别用压路机碾压密实,其上浇筑15cm厚C20混凝土垫层,在混凝土达到设计强度要求后即可进行箱梁支架的搭设。
坡脚至施工便道之间由于是斜坡,斜坡的基础处理办法为:
采用分台阶浇筑C20混凝土,台阶宽度90cm,台阶步高60cm,在浇筑混凝土台阶时,注意碗扣支架的相互联结。
在便道两侧由于需预留通道,为了保证车辆及大件材料的正常运输需要,该处根据实际情况预留了宽8m,高5m的通道。
由于通道两侧基础受力较大,基础及碗扣式支架均需加强处理。
其中条形混凝土基础采用C30混凝土浇筑,厚度30~50cm,长度为12.5m,宽度为2m。
2)支架搭设方式:
所有支架均采用直径Φ48mm,壁厚3.5mm的碗扣式钢管脚手架。
门洞两侧支架设置形式为:
在箱梁底板及翼板位置,在门洞两侧各设置4排立杆,其立杆纵横向间距设置为0.6m(顺桥向)×0.6m(横桥向),层间步距高度为1.2m。
在立杆顶部设置可调式顶托,顶托上方横桥向放置12cm*15cm的方木,于方木上顺桥向安设贝雷片作为门洞。
贝雷片上横桥向铺设12cm*15cm的方木,其上再按碗扣支架立杆顺桥向间距90cm,立杆横桥向间距3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm进行碗扣式钢管支架的搭设。
在门洞两侧的第一与第四排立杆横桥向设置剪刀撑,顺桥向按4.5m设置一道剪刀撑,将门洞的立杆连接成整体。
门洞两侧的立杆每排于基础以上50cm、250cm、450cm位置分别采用钢管将立杆进行连接,使门洞两侧的碗扣式立杆形成整体。
具体的支架搭设形式如下图所示:
12号墩至门洞位置的支架搭设:
立杆顺桥向间距90cm,横桥向立杆间距3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm进行布置,层间步距120cm。
立杆上下均设可调式撑托,便于高度的调整及拆架。
调整立杆可调底座,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便安装横杆。
剪刀撑沿桥梁纵向每隔4.5m布设一道,与门洞处的支架连成整体,横向剪刀撑每隔4.5m布置一道。
纵、横向横杆于地基面以上30cm布设一道,以上每4.8米设置一道,支架立杆与顶托相连接位置需设置一道。
台阶位置立杆需调整底托标高,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便安装横杆。
2、右幅13~16墩间箱梁的基础及支架搭设:
1)基础处理方式:
13号墩柱至16号墩柱为翻越门头山,其地质情况良好,采用开挖成台阶的形式进行支架搭设。
13号墩柱至门头山之间有约3.5~7m不等宽范围无法直接搭设支架,采用将墩柱位置的碗扣式加密搭设后,采用贝雷片跨过该范围。
然后在贝雷片上方搭设12cm×15cm的方木,其上再搭设碗扣式支架,支架形式同正常范围内布置。
在门头山位置,经开挖发现地质情况较好,采用开挖大台阶的方式进行支架基础处理。
基础的具体处理方式为:
由于门头山坡度较大,采用挖掘机在支架搭设范围开挖成台阶,台阶的具体尺寸现场确定。
在开挖过程中,需开挖到山体的岩层才可作为支架的持力层,再对开挖后的台阶浇筑15cm厚的C20混凝土作为调平层。
在台阶与台阶之间的连接部位,由于挖掘机开挖不太垂直,采用关模浇筑混凝土将该部位施工垂直作为支架基础。
2)支架搭设方式:
13号墩与门头山之间:
靠13号墩柱一侧的箱梁底板及翼板位置设置4排碗扣式钢管立杆,其立杆纵横向间距设置为0.6m(顺桥向)×0.6m(横桥向),层间步距高度为1.2m。
在立杆顶部设置可调式顶托,顶托上方横桥向放置12cm*15cm的方木,于方木上顺桥向安设贝雷片,直接放置于已经施工好的混凝土台阶上。
在贝雷片上横桥向铺设12cm*15cm的方木,其上再按碗扣支架立杆顺桥向间距90cm,立杆横桥向间距3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm进行碗扣式钢管支架的搭设。
在13号墩侧的第一与第四排立杆横桥向设置剪刀撑,顺桥向按4.5m设置一道剪刀撑,将立杆连接成整体。
13号墩侧的加密立杆每排于基础以上50cm、250cm、450cm位置分别采用钢管将立杆进行连接,使碗扣式立杆形成整体。
具体的支架搭设形式如下图所示:
13~16号墩间箱梁其它支架搭设形式:
立杆顺桥向间距90cm,横桥向立杆间距3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm进行布置,层间步距120cm。
立杆上下均设可调式撑托,便于高度的调整及拆架。
调整立杆可调底座,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便安装横杆。
剪刀撑沿桥梁纵向每隔4.5m布设一道,横向剪刀撑每隔4.5m布置一道。
纵、横向横杆于地基面以上30cm布设一道,以上每4.8米设置一道,支架立杆与顶托相连接位置需设置一道。
台阶位置立杆需调整底托标高,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便安装横杆。
3、右幅16~18号墩间箱梁基础及支架布置:
1)右幅16~18号墩间箱梁基础处理:
该段基础为四川路桥施工北锚时开挖基础的宕渣进行回填所致,回填宕渣的厚度较大,经我部承台开挖施工得知,该范围基础较好,我部对该段的基础处理方式为:
首先将承台基坑周围碾压密实后,在支架搭设范围内浇筑厚15cmC20垫层混凝土作为支架搭设的基础。
2)右幅16~18号墩间箱梁支架搭设:
支架采用碗扣式钢管支架,经测量,现地面高程为+7.39m,18号墩墩顶高程为+38.313m,故支架搭设高度为30.923m。
由于箱梁支架高度较高,为了增加支架的整体稳定性,该两跨支架进行加宽处理,即箱梁顺桥向支架立杆步距仍为90cm,横桥向布置为5*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+5*90cm,加宽部位的支架搭设高度至箱梁底板标高即可。
按该方式进行支架搭设,其支架的高宽比为30.923/15.9=1.945<3,能满足支架高宽比不大于3的规范要求,其支架的受力与前面相同,能满足箱梁的施工要求,这里不再叙述。
该两孔箱梁支架的具体布置形式如下图所示:
4、18号墩至锚碇位置基础处理及支架搭设:
1)18号墩柱至锚碇范围基础处理:
由于18号墩位置其扩基顶面标高为+11.643m,而16~18号墩间现地面标高为+7.39m,有4.253m的高差,故现地面与18号墩间采用台阶方式进行基础处理。
台阶宽度90cm,台阶高度60cm,然后浇筑15cm厚C20混凝土垫层。
18号墩与北锚之间现为一沟槽,采用从15~16号墩间箱梁支架基础处理过程中开挖的土石混合料进行分层碾压回填,直至18号扩大基础顶面标高以上,然后再在其上浇筑厚15cmC20混凝土垫层。
在进行基础回填时,需将18号墩右侧与锚碇之间的区域进行填筑,来满足吊车及混凝土泵车使用。
2)18号墩柱至锚碇范围支架搭设:
支架均采用直径Φ48mm,壁厚3.5mm的碗扣式钢管脚手架。
支架在搭设过程中横杆需与锚碇的墙体顶紧。
经过回填处理后,该处标高达到+11.643m,而18号墩顶标高为+38.313m,故支架搭设高度为26.67m。
按横向3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm、纵向90cm的间距进行布置,其高宽比为2.13,满足规范要求。
故按以上间距进行支架的布置。
立杆上下均设可调式撑托,便于高度的调整及拆架。
调整立杆可调底座,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便安装横杆。
剪刀撑沿桥梁纵向每隔4.5m布设一道,横向剪刀撑每隔4.5m布置一道。
纵、横向横杆于地基面以上30cm布设一道,以上每4.8米设置一道,支架立杆与顶托相连接位置需设置一道。
台阶位置立杆需调整底托标高,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便安装横杆。
5、锚碇边沿至19号墩位置支架搭设:
由于支架直接搭设在锚碇顶面混凝土上,其基础不用处理,直接采用锚碇混凝土面作为支架的基础。
支架采用直径Φ48mm,壁厚3.5mm的碗扣式钢管脚手架。
支架布置形式为:
横桥向立杆布置间距为3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm,顺桥向间距为90cm,层间步距120cm。
纵横向剪刀撑按4.8m一道进行布置。
由于锚碇顶面为斜面,在支架立杆搭设完成后,需沿锚碇顶面增加横杆,从而增加支架的整体稳定性。
6、19~20号墩间箱梁基础处理及支架搭设:
1)19~20号墩间箱梁支架基础处理:
位于锚碇锚室内因四川路桥施工锚碇顶板之需要,基础已经处理完成,故锚碇锚室内基础不做处理。
两锚室中间的空腔部位,由于19~20孔箱梁需经过该范围,将地面整理平整碾压密实后浇筑厚15cmC20混凝土基础垫层,在混凝土强度达到要求后即可进行支架的搭设。
位于里程K20+700.444~K20+714.223范围内,其锚碇为斜面,在此范围借鉴川桥锚室内支架搭设方式,即采取在斜面支架立杆位置凿出7*7cm的小台阶,该斜面水平距离为14m,按90cm一道考虑,共需凿出17*12=204个小台阶,将支架立杆放置于此位置,然后采用横杆对其进行固定即可。
2)19~20号墩间箱梁支架搭设:
支架立杆及横杆均采用直径48mm,壁厚3.5mm的普通钢管。
在右锚室内,四川路桥已经将支架搭设至施工锚碇顶板位置,我部箱梁支架按目前四川路桥已经搭设好的支架向上延伸即可;两锚室之间空腔部位位于箱梁腹板位置按横向60cm间距,纵向90cm间距进行搭设,翼板及左右幅桥之间部位按横向90cm,纵向90cm间距进行搭设;位于锚碇斜面范围的支架立杆位置,将锚碇斜面混凝土做出小台阶,将立杆安放于凿出的小台阶位置;所有搭设的支架横杆层间步距为1.2m且需与锚碇的三个面顶紧,从而增强支架的整体稳定性。
在搭设至锚碇顶面后,所有支架需通过剪刀撑、横杆连接成为整体。
7、左幅6~9号墩间基础及支架搭设:
1)左幅6~9号墩间基础处理:
由于左幅6~9号墩间箱梁位于海堤旁的海滩内,采用在支架搭设范围以外两侧各宽1m的范围内分层填筑3~3.5m的宕渣,分层碾压密实后再在其上浇筑厚20cmC20混凝土垫层作为支架的基础。
2)左幅6~9号墩间支架搭设:
支架采用直径Φ48mm,壁厚3.5mm的碗扣式钢管脚手架。
支架布置形式为:
横桥向立杆布置间距为3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm,顺桥向间距为90cm,层间步距120cm。
纵横向剪刀撑按4.8m一道进行布置。
8、左幅9~12号墩间基础及支架搭设:
1)左幅9~12号墩间基础处理:
将原地面整理平整后采用回填宕渣50~60cm并分别用压路机碾压密实,处理宽度为支架搭设宽度每侧各加1m的范围,其上浇筑15cm厚C20混凝土垫层,在混凝土达到设计强度要求后即可进行箱梁支架的搭设。
2)左幅9~12号墩间支架搭设:
支架采用直径Φ48mm,壁厚3.5mm的碗扣式钢管脚手架。
支架布置形式为:
横桥向立杆布置间距为3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm,顺桥向间距为90cm,层间步距120cm。
纵横向剪刀撑按4.8m一道进行布置。
9、左幅12~13的基础处理和支架搭设与右幅12~13相同,不再阐述。
10、左幅13~14号墩间箱梁支架基础及支架搭设:
1)左幅13~14号墩间箱梁支架基础:
位于14号墩位置处有一宽6m的宕渣回填的平台,经车辆碾压后已经很密实,该处平台浇筑厚15cmC20混凝土后作为支架基础。
从该平台边沿开始,向下开始设置小台阶作为支架的基础,该小台阶宽度布置为90cm,高度布置为60cm,将该小台阶的土石混填料夯实后浇筑15cm厚C20混凝土作为箱梁支架的基础,一直施工至13号墩柱位置为止。
2)左幅13~14号墩间箱梁支架搭设:
支架采用直径Φ48mm,壁厚3.5mm的碗扣式钢管脚手架。
支架布置形式为:
横桥向立杆布置间距为3*90cm+2*60cm+5*90cm+2*60cm+3*90cm,顺桥向间距为90cm,层间步距120cm。
纵横向剪刀撑按4.8m一道进行布置。
11、左幅14~16墩间箱梁基础处理与支架搭设与右幅13~16墩间箱梁施工方式相同,左幅16~18与右幅16~18相同,不再阐述。
三、支架计算说明:
1、12~13号墩间门洞支架计算:
门洞净宽为8m,每侧由四排支架通过贝雷片受力,支架排距为60cm,共1.8m,此处按2m进行计算考虑。
1)箱梁底板位置受力情况:
箱梁底板范围共有支架15*4*2=120根,贝雷片10*4=40片,按每片0.3吨计算。
①竖向荷载组成
A、箱梁混凝土恒载:
G1=25*5.483*12=1645KN;
B、模板、支架按1.5KN/m2考虑,该范围内共重G2=1.5*6.5*12=117KN;
贝雷片40片,重40*3KN=120KN;
C、施工荷载2.5KN/m2考虑,该范围内共重G3=2.5*6.5*12=195KN;
D、混凝土冲击及振动荷载按2.5KN/m2考虑,该范围内共重G4=2.5*6.5*12=195KN;
竖向荷载之和:
G=(G1+G2)×1.2+(G3+G4)×1.4=2804.4KN
②单管承受竖向荷载
N=2804.4/120=23.37KN/根
强度检算:
σ=N/A=23370/489=47.79Mpa<[σ]=205MPa
安全系数K=205/47.79=4.29>1.3,故满足设计要求。
稳定性检算:
回转半径i=15.78mm
长细比λ=l0/γ=1200/15.78=76.0
查表ψ=0.744
σ=N/ψ=23.37/0.744=31.41Mpa<[σ]=205MPa
安全系数K=205/31.41=6.53>1.3
③贝雷片挠度计算:
挠度计算公式f=5Ql4/384EI
式中Q-箱梁均布荷载,40.31Kgf/cm;l-桁架的计算跨度,1000cm;E-弹性模量,2.1*106Kgf/cm2;I-桁架的惯性矩,573300cm4。
代入上式计算得知f=0.436cm,能满足施工要求。
④基础受力情况计算:
2804.4KN/(2侧*2.0m*6.5m)=108KN/m2,即地基承载力需能满足108KN/m2的受力要求。
2、一般部位箱梁支架的受力计算
1)箱梁底板位置受力情况
WDJ碗扣支架立杆为主受力杆件,立杆为Φ48×3.5mm,面积A=489mm2,[σ]=205Mpa见«建筑施工计算手册»398页。
箱室底部步距0.9×0.9m,腹板步距变化为:
0.9×0.6m,层间高度1.2m,按实际荷载进行检算。
(1)竖向荷载组成
①混凝土恒载:
G1=γs1l/s2=25×5.483×1/6.5=21.09KN/m2
②模板、支架:
G2=1.5KN/m2
③施工荷载:
G3=2.5KN/m2
④混凝土冲击及振动荷载:
G4=2.5KN/m2
竖向荷载之和:
G=(G1+G2)×1.2+(G3+G4)×1.4=34.108KN/m2
(2)单管承受竖向荷载
S=0.9×0.9=0.81m2
N=34.108×0.81=27.63KN
强度检算:
σ=N/A=27630/489=56.5Mpa<[σ]=205MPa
安全系数K=205/56.5=3.63>1.3,故满足设计要求。
稳定性检算:
回转半径i=15.78mm
长细比λ=l0/γ=1200/15.78=76.0
查表ψ=0.744
σ=N/ψ=27.63/0.744=37.137Mpa<[σ]=205MPa
安全系数K=205/37.137=5.52>1.3
(3)模板及肋木检算
①模板为15mm厚覆面竹胶板
取极宽B=10mm竖向荷载G=34.108KN/m2
等效均布荷载q=B×G=0.341N/mm
弯矩M=0.125×ql2=0.125×0.341×3002=3836.25N.mm
截面抵抗矩W=bh2/6=10×152/6=375mm3
截面惯性矩I=bh3/12=10×153/12=2812.5mm4
应力:
σ=M/W=3836.25/375=10.23N/mm2∠[σ]=45N/mm2
符合规定要求。
挠度f=0.667×ql4/100EI
=0.667×0.341×3004/(100×0.9×104×2812.5)
=0.728mm
满足要求。
②横肋木受力检算
横肋木为10×10cm方木,间距300mm,支架纵肋间距900mm,按三等跨连续梁计算。
按竖向荷载G=34.108KN/m2
q=G.B=0.0341×300=10.23N/mm
M=0.1×ql2=0.1×10.23×9002=0.83×106N.mm
应力:
σ=M/W=0.83×106/(100×1002/6)=4.98N/mm2∠[σ]=15N/mm2
满足规范要求。
挠度:
f=0.667×ql4/100EI=0.667×10.23×9004/(100×0.9×104×50×1003/12)=1.194mm∠[f]=L/400=900/400=2.25mm
满足规范要求。
③纵肋木受力检算
纵肋木为12×15cm方木,支架间距900mm,按简支梁计算。
按竖向荷载G=34.1KN/m2
q=G.B=0.0341×900=30.69N/mm
M=0.125×ql2=0.125×30.69×9002=3.1×106N.mm
应力:
σ=M/W=3.1×106/(120×1502/6)=6.9N/mm2∠[σ]=15N/mm2
满足规范要求。
挠度:
f=0.667×ql4/100EI=0.667×30.69×9004/(100×0.9×104×120×1503/12)=0.442mm∠[f]=L/400=900/400=2.25mm
满足规范要求。
(4)地基承载力检算
①箱梁施工时基础顶面受力计算:
G=34.1KN/m2;
②基底面附加应力计算:
素混凝土刚性角Q=400,宕渣扩散角Q=200。
则支架钢管集中力通过刚性和半刚性基础扩散至基底均布荷载边长为2×0.15×(tg400+tg200)=1.56m。
基础的计算宽度b=11.5+1.56=13.06m,取13.5m。
由于基顶压力均匀扩散,因此,基础底面附加应力
p=BLG/(B+2Ztg200)(L+2Ztg200)
=13.5×40×34.1/(13.5+2×0.5tg200)(40+2×0.5tg200)
=32.9KN/m2=32.9KPa
③地基承载力验算:
在进行箱梁施工时,首先对该地表进行清平,然后再回填50~60cm厚的宕渣分层碾压密实,顶面再浇筑一层15cm厚C20混凝土,经处理后的基础承载力[δ]≥90KPa,远大于基础底面附加应力38.1KPa,故地基承载力满足箱梁支架施工的要求。
④支架钢管的弹性变形计算:
支架钢管Ø48×3.5mm,支架高度取30m,每根钢管的竖向力N=28KN,A=4.893×10-4m2,E=2×105MPa=2×108KN/m2
支架钢管的弹性变形S=NL/EA
=28×30×1000/(4.893×10-4×2×108)
=8.6mm
2)箱梁翼板范围支架按纵横向90cm*90cm,层间步距为120cm进行搭设,与底板位置支架搭设相同,而单位面积混凝土量与箱室位置相比较要少得多,故支架承载力小于箱室位置的支架受力,翼板位置的支架受力能够满足要求,在此不进行专门计算。
四、特殊位置施工方案
1、19号桥墩施工方案
19号墩柱至靠18号墩侧的锚碇边沿距离为25m,19号墩顶高程+39.363m,18号墩至锚碇范围采用宕渣回填至标高+12.0m,无法直接采用吊车进行墩柱模板的吊装工作。
19号墩位于锚碇内腔顶向18号墩方向1m的位置,19号墩顶高程+39.363m,而锚碇内腔底部位置标高为+12.2m,故锚碇内腔底部至19号墩顶之间的高程差值为39.363-12.2=27.162m,可以直接采用50吨的吊车进行该墩柱的钢模板吊安。
但目前在进入锚碇内腔的入口位置,有一钢结构的支撑件阻挡了吊车进入锚碇内腔,需与四川路桥进行协调,将该钢构剪刀撑割掉,在19号墩柱施工完成后再将该钢构剪刀撑补焊上,施工时间约10天。
墩柱混凝土采用地泵进行浇筑。
2、锚碇上方以及19号墩至20号之间支架搭设
锚碇右侧边沿至支架搭设位置还有11.3m宽度,长度为28m,锚碇上方的箱梁支架采用吊车将钢管吊至锚碇顶面支架搭设范围以外的位置(即长28m,宽11.3m的范围)后,采用人工进行转运和搭设即可。
19号墩至20号之间支架的搭设:
位于锚碇锚室内支架,右幅已经搭设至锚碇顶板位置,我部在搭设该部分支架时只需将该支架继续延伸至箱梁底部位置即可。
由于该部分支架川桥搭设的时间较长,我部在进行支架接高前,需对所有支架和扣件进行全面的检查,对扣件进行必要的紧固,从而确保支架的受力满足要求。
锚碇内腔范围支架采用直径48mm,壁厚3.5mm的普通钢管整体进行搭设,所有横杆需与锚碇内腔的三个面顶紧,从而增加支架的整体稳定性。
锚碇内腔范围支架的纵横向间距:
在箱梁腹板位置采用横向60cm,纵向90cm,层间步距120cm进行搭设;在其它位置采用纵横向均为90cm,层间步距120cm的方式进行搭设。
锚碇斜面(即里程K20+700.444~K20+714.223)范围需在该斜面上凿出7*7cm的小台阶作为支架立杆的受力位置。
锚碇锚室内墙顶部位需最少搭设2排支架,将锚碇内腔范围支架与锚碇锚室内支架连成整体。
支架搭设顺序为:
先搭设19~20号之间的支架,完成后再搭设锚碇上方(即锚碇边沿至19号墩间)的支架。
19~20号之间支架的转运,在锚碇内腔的下面部分支架搭设时,将管件运至支架搭设位置,通过人工进行搭设;不能直接采用人工转运管件后,采用吊车将管件吊至锚碇顶面后,通过人工转运至需搭设位置进行搭设。
吊车停放于18号墩柱旁所回填形成的平台位置进行材料的吊装。
18~19墩间箱梁施工所需的材料采用50吨吊车于18号墩柱旁回填的平台直接进行吊装即可,19~20号墩间箱梁所需材料同样采用50吨吊车于18号墩柱旁的平台吊运至18~19号墩间箱梁上后再人工转运到所需位置。
3、19~20墩间箱梁混凝土浇筑
右幅19~20墩间箱梁位于20号(即锚碇横梁位置)为最高,其箱梁顶标高为+42.95m,箱梁右侧边沿至锚碇右边沿距离为11.3m,箱梁自身宽度为11.5m。
将锚碇右侧道路回填宕渣至标高+12.0m后作为混凝土泵车的施工平台,理论计算泵车输料泵管的最小长度应为54.4m才可满足箱梁混凝土的浇筑要求。
左幅17~20墩间箱梁混凝土计划将在右幅箱梁上采用混凝土泵车进行浇筑。
右幅箱梁浇筑具体情况如下图所示: