渡槽现浇箱梁满堂支架方案及计算定稿图文.docx

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渡槽现浇箱梁满堂支架方案及计算定稿图文

  遂资眉高速公路眉山段建设项目J1-1合同段

  K146+940渡槽施工方案

  四川瑞通工程建设有限公司

  二0一三年一月

  一、工程概况

  K146+940渡槽为原设计K146+946渡槽经平移并修改过水断面后而来，在146+940处横跨主线路基，与主线线路成90°相交。

  K146+940渡槽全长48m，两个渡槽桥台均为4m长，槽身为两节20m现浇单腔室箱梁。

该渡槽为连接黑龙滩灌区灌溉主渠而设置。

过水断面10m2。

  该渡槽处在挖方路基上，且该路段的石质较硬，有利于现浇箱梁渡槽的满堂架搭设。

  见K146+940渡槽总体布置图。

  二、施工计划与安排

  由于黑龙滩灌区将于2013年3月初开始放水进行春灌，为了满足该时间节点，必须在2013年3月1日之前将K146+940渡槽施工完毕，以便于渡槽所接的灌溉渠通水。

  同时须路基施工作业队积极配合实施K146+940处的挖方作业，以满足渡槽下构（含路基中央隔离带的渡槽墩柱、两侧渡槽桥台）的施工。

  渡槽的上构施工按满堂架布置4m门洞结构形式，门洞设置在主线路基右半幅渡槽跨中处，其它均采用扣件式满堂支架。

  K146+940渡槽总体布置图

  三、施工方案

  1、满堂支架施工

  满堂支架横向、顺桥向间距（具体布置见图示）,满堂架顶部采用顶托支撑双排钢管,支架顶口及底部分别设置钢管封口杆及扫地杆,纵横向加设剪刀撑,形成稳固的支承体系。

具体施工步骤如下：

  A、放出支架的纵、横轴线，施工班组根据中线拼装塔架，拼装前，应对塔架的立杆、水平杆等进行检查验收，有弯曲、变形、损坏的不得使用。

塔架的顶托调整高度应≤250mm,底调高度应≤300mm不得超限。

如丝杠伸出长度过长可通过加垫木来调整。

  B、支架搭设成型后，应用钢管进行平联和剪刀支撑。

脚手架底部用钢管及扣件组成扫地杆，顶部组成封口支撑，中间用钢管纵横平联，使钢管与塔架形成一个整体，增强其整体稳定性。

  2、模板工程

  2.1模板底部用10cm*10cm方木支撑，10cm*10cm方木要求在门洞处放置在22b#工字钢上，其它模板部位方木搁置在其下两层10cm*10cm方木上。

两根方木接头悬臂处应另加一根方木加强。

  2.2砼施工采取底板与侧墙一次立模整体浇筑，底、侧模采用δ=15mm竹胶板拼装，侧墙部位模板在底板与顶口处设拉杆。

为保证模板平整度，10cm*10cm方木背带布设前，应进行检查，有弯曲、变形则不得使用，并用木工压刨将方木刨光平整后方可使用。

  2.3木模板要支撑牢固，浇筑混凝土前务必充分湿透，以减少混凝土

  期失水。

  2.4模板拼缝要严密，以防漏浆。

应在木模板上刷油，以利拆模。

  3、钢筋工程

  3.1钢筋的下料尺寸必须准确。

在配置钢筋时，应使其有不同的长度，以符合同一断面内钢筋接头的有关规定。

  3.2、钢筋采用机械加工，将加工好的钢筋运至工地现场绑扎。

  3.3、钢筋焊接，同一截面焊接头必须错开，满足受力主筋焊接头在受拉区接头面积不大于设计钢筋总截面面积50％，骨架具有足够的刚度和稳定性。

且在钢筋绑扎成型时，应将焊渣和其与杂物清除干净。

  3.4、施工时必须严格按照技术规范及设计图纸的要求进行，作好钢筋网片的支撑并系好保护层垫块，以保证成品砼表面光滑无漏筋现象。

  4、混凝土工程

  4.1准备工作

  在浇筑混凝土之前要对支架和模板进行全面、严格的检查，核对设计图纸的要求；预埋件是否安装，然后才能浇筑混凝土。

  4.2砼的浇筑

  为了保证浇筑混凝土的整体性，防止在浇筑上层混凝土时破坏下层，要使上层浇筑的混凝土能在先浇混凝土之前完成。

  为了保证防水混凝土必须采取机械振捣，时间宜为10~30s，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准，并应避免偏振、欠振和超振。

  要把止水带周围的混凝土振捣密实，尤其是止水带的下侧，以防止水带失效

  4.3砼浇筑顺序

  a.混凝土全断面一次性浇注，砼浇注时应斜向分段、分层整体向前推进，斜坡倾角25º~30º为一段，分层厚度30cm，同时应保证砼振捣密实和注意上下层砼的连接，一般情况下，在捣固上层砼时振动棒应伸入下层砼10-15cm。

  b.在砼浇注时应遵循横纵向均由低处向高处浇注的原则。

  4.4养护要求

  使混凝土始终在潮湿环境中养护，减少和推迟因失水而产生的干缩，保证混凝土强度迅速增长。

因此，防水混凝土至少养护14天，对防止裂缝有重大作用。

  四、现浇箱梁支架验算

（1）荷载计算

  1）、荷载分析：

根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：

  1、q1：

箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取26KN/m3。

○

  2、q2：

支架自重。

○

  3、q3：

箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计○

  算，取q3＝2.0kPa（偏于安全）。

  4、○q4：

施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，取2.5kPa。

5、○q5：

振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。

6、q6：

倾倒混凝土产生的水平荷载，取4.0kPa。

○

  2）、荷载计算

  1、箱梁自重q1计算○根据渡槽现浇箱梁结构特点，我们取1－1断面（墩台伸缩缝两侧）、2－2断面（20m箱梁跨中位置）两个代表截面进行箱梁自重计算，并对最大截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。

  a：

1-1断面（墩台伸缩缝两侧）处q1计算

  根据横断面图，用CAD算得该处梁体横断面积A=5.09m2则：

  Wγc＝=＝

  注：

B--箱梁底宽，取4.65m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

  b、2-2断面（20m箱梁跨中位置）处q1计算

  根据横断面图，用CAD算得梁体截面积A=4.16m2则：

  q1＝Wγc＝

  注：

B--箱梁底宽，取4.65m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内

  计算偏于安全。

  2、支架自重q2计算○

  钢管总重：

4504m×38.4N/m=172.954KN

  直角扣件：

3632个×12.5N/个=45.4KN

  回转扣件：

541个×15N/个=8.115KN

  对接扣件：

224个×16N/个=3.584KN

  顶托：

216个×65N/个=14KN

  q2=（172.954+45.4+8.115+3.584+14）/4.65×18.7=2.81Kpa

（2）、结构检算

  取最不利处验算，A=5.09m2，q1’=5.09*26*1/（4.65*1）=28.5KN/m2,

  1）底模板：

底模板底下支撑第一层方木（从上往下）顺桥向放置，横

  桥向间距为0.2m，顺桥向为0.6m，忽略模板自重，荷载组合：

  q底模=q1’*0.2*0.6+q4*0.2+q5*0.2+q6*0.2

  =28.5*0.2*0.6+2.5*0.2+2*0.2+2*0.2=4.72KN/m

  gl24.72*0.62模板弯矩：

M=，1010

  0.17

  ，截面模量：

W=

  6W模板厚度：

h=b6，取模板厚度15mm0.6

  bh30.6

  ，截面惯性矩：

I=模板弹性模量E=9*103MPa，1212

  则：

  ql44.72

  ，符合模板挠度：

f

  要求

  2）第一层方木：

第一层方木由其下0.6cm*0.6cm的第二层方木支撑，第一层方木顺桥向按0.2cm排布，方木自重取2KN/m2，荷载组合：

  q方1=q1’*0.2*0.6+q4*0.2+q5*0.2+q6*0.2+2*0.2

  =28.5*0.2*0.6+2.5*0.2+2*0.2+2*0.2+2*0.2=5.12KN/m

  gl25.12*0.62

  ，弯矩：

M=1010

  0.184

  ，截面模量：

W=

  6W方木厚度：

h=b6，取方木厚度10cm，0.1

  即方木尺寸为10cm*10cm。

  bh30.1，模板弹性模量E=9*10MPa，截面惯性矩：

I=1212

  则：

  ql45.12

  方木挠度：

f9＜[f]=0.6/40036

  128EI128

  =1.5*103，符合要求。

  3）第二层方木：

第二层方木按顺桥向*横桥向=0.6cm*0.6cm排布，则：

  P

  P

  如上图所示，第二层方木受两个集中荷载：

  P=q方1*0.6=3.07KN

  弯矩：

Mmax

  P3.07

  （2lCD，l0.2

  MmaxMmax1.842

  弯曲应力：

＜[验算

  Wbh20.1

  66

  通过。

挠度：

f

  Pa

  （2a＜[f]6EIl

  =0.6/400=1.5*10-3,验算通过

  4）第三层方木及并排双钢管：

由于第三层方木直接搁置在顶托的并排双钢管上，只起传力作用，故可不分析其受力（第二层方木与并排双钢管在同一竖直平面上）。

  5）支架：

取最不利处（即靠支座处）验算，立杆按顺桥向*横桥向=0.6cm*0.6cm排布，取1.2安全系数，立杆受力：

N=（q1+q2+q3+q4+q5+q6）*0.6*0.6*1.2

  =（28.5+3+8+2.5+2+4）*0.6*0.6*1.2=20.72KN，

  立杆步距1.2m，长细比λ=l/i=1200/15.78=76,查表知：

φ=0.6882，取立杆的允许压应力[δ]=140MPa，钢管截面积A=4.89*102mm2则：

[N]=验算通过

  6）地基承载力：

支架支撑在挖方路基上，该路基石质较硬，且浇筑有C20砼地坪，故可满足要求不需验算。

（3）、侧模板计算

  1）、新浇混凝土对侧模的压力计算

  因现浇箱梁采取水平分层以每层40cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=8℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力

  Pm

  φA[δ]=0.6882*489*140=47.1KN＞N=20.72KN

  K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2当V/t=1.2/8=0.15＞0.035h=1.53+3.8V/t=2.1m

  Pm

  水平振动荷载取4KPa,则：

P=63+4=63KPa。

2）、按强度要求计算M—计算最大弯矩

  fm---木材抗弯强度设计值，采用松木模板取13MPa.

  槽身外模方木立挡间距为0.25m,腹板高度按端头最高2.85m。

设模板按连续梁计算，将侧压力化为线布荷载：

  q=63×2.85=179.55KN/m,弯矩系数与底板相同。

Mmax=ql2/10=179.55×0.252/10=1.122KN.m需要Wn=1.122×106/13=86307mm3选用侧模板的截面尺为：

15mm×2850mm

  截面抵抗矩W=2850×152/6=106875mm3结论：

可满足要求。

3）、按刚度要求计算

  E—木板的弹性模量。

取10×103MPaI---模板截面惯性矩

  ω=ql4/150EI=63×2.85×2504/150×10×103×2850×153÷12=0.583mm＜[ω]=250/400=0.625mm符合要求。

  （4）、工字钢梁强度及刚度验算（门式通道支架体系构造图另见附图）。

纵梁工字钢采用22B工字钢，w＝325.8cm3，I＝3583cm4，E＝2.1×105Mpa，【δ】＝145Mpa，顺桥向工字钢跨径为4.5m。

  1）、工字钢间距计算

  q＝（q1+q3+q4+q5+q6）×B＝（23.26+2.0+2.5+2+4）×6=202.56kN/mM＝（1/8）qL2=（1/8）×202.56×4.52＝512.73kN·m查《桥涵计算手册》得I22b:

Ix=3583cm4=0.00003583m4

  Wx=325.8cm3=0.0003258m3

  则：

n=M/（W×［δw］）=512.73/（0.0003258×145000×0.9）=12.05（取整数n＝13根）

  d＝6/12=0.5m

  注：

0.9为安全提高系数。

  经计算，工字钢间距小于0.5m均可满足要求，实际施工时为工字钢按间距d取0.3m，则n＝6/0.3＝20（取21根）。

2）、单根工字钢强度检算单位长度上的荷载为：

  q＝（q1+q2+q3+q4+q5+q6）×B

  ＝（23.26+2.0+2.5+2+4）×0.3=10.13kN/m荷载最大为：

q＝10.13×1.2＝12.156KN/m.

  q

  30.77KN跨中最大弯距为：

Mmax=88

  支点处最大剪力设计值：

Vmax=初选截面：

  梁所需要的截面抵抗矩为：

W=

  q

  Mmax30.77KN

  [

  查《桥涵计算手册》得I22b:

Ix=3583cm4=0.00003583m4

  Wx=325.8cm3=0.0003258m3

  纵梁工字钢采用22B工字钢，则Wx=325.8cm3＞212.2cm3强度满足要求。

  I22b自重为0.365KN/m（查桥涵手册）

  q

  自重产生弯距为：

M=88

  总弯距Mx=30.77+0.924=31.094KN·m

  弯距正应力为

  Mx31.094

  （临时Wx0.3258

  结构，取1.3的容许应力增加值）

  3）刚度计算

  5ql4

  挠度f＝384EI＝5×12.156×4.54/384×2.1×105×3583＝8.63mm

  400＝11.25mm，满足要求。