箱梁专项施工方案.docx

1、箱梁专项施工方案一、编制依据1、宁波市东外环-宁镇公路互通立交工程施工图2、宁波市东外环-宁镇公路互通立交工程地质勘察报告3、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）4、公路施工安全技术规程（JTJ076-95）5、公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）6、路桥施工计算手册二、工程概况本工程为定向加苜蓿匝道的三层全互通立交，东外环主线桥全部采用预应力现浇箱梁，匝道桥跨径大于23米采用预应力现浇箱梁，小于23米采用普通现浇箱梁，人行天桥过宁镇路主跨采用预应力现浇箱梁，总计62联，各桥箱梁结构形式如下：1、东外环路主线桥（两座，每座8联）东外环路主线桥标准断面宽度13m，结构

2、形式采用现浇等截面预应力砼带圆弧转角连续箱梁（标准横断面图示如下）。主线EU0208、WU0308为单箱双室，梁高1.6m，顶宽12.6m，底宽8.2m，箱梁单侧悬臂长1.9m，悬臂根部厚35cm。主线EU01、WU01、WU02为单箱多室，箱梁宽度为变化值，与明州大桥及其他箱梁断面接顺。箱梁顶、底板水平厚度均为22cm，支点附近加厚至30cm，跨中腹板厚45cm，支点处腹板厚70cm。EU02EU08，WU03与WU08横梁均采用钢筋砼结构，其余横梁采用预应力结构。2、匝道桥（八座）标准横断面图示如下：EN匝道：共3联，采用现浇普通钢筋砼连续箱梁。ES匝道：共10联，第13联和第9、10联采

3、用现浇普通钢筋砼连续箱梁；第48联采用现浇预应力砼连续箱梁。NE匝道：共5联，第46联采用现浇普通钢筋砼连续箱梁；第13联采用现浇预应力砼连续箱梁。NW匝道：共3联，采用现浇普通钢筋砼连续箱梁。SE匝道：共5联，采用现浇普通钢筋砼连续箱梁。SW匝道：共7联，第47联采用现浇普通钢筋砼连续箱梁；第13联采用现浇预应力砼连续箱梁。WN匝道：共8联，第14联采用现浇普通钢筋砼连续箱梁；第58联采用现浇预应力砼连续箱梁。WS匝道：共4联，采用现浇普通钢筋砼连续箱梁。匝道现浇预应力砼连续箱梁段均采用单箱单室斜腹板断面。箱梁梁高l.6m，顶宽7.6m，底宽3.8m。箱梁单侧悬臂长1.6m，悬臂根部厚35c

4、m。箱梁顶、底板水平厚度均为22cm，支点附近加厚至30cm，跨中腹板厚45cm,支点处腹板厚70cm。匝道现浇普通钢筋砼连续箱梁段ESU10、NWU01、SEU01、SEU02、WSU01五联箱梁处于匝道变宽段，采用单箱多室斜腹板断面，与主线接顺；其余均为单箱单室斜腹板断面。箱梁梁高l.6m，顶宽7.6m，底宽3.8m。箱梁单侧悬臂长1.6m，悬臂根部厚35cm。箱梁顶、底板水平厚度均为22cm，支点附近加厚至30cm，跨中腹板厚40cm,支点处腹板厚60cm。3、人行天桥（一座）：跨宁镇路为1联现浇箱梁。标准横断面图示如下：本工程穿越宁镇路天桥采用24+34+19m等截面C50预应力钢筋砼

5、连续梁桥，箱梁梁高l.4m，顶宽8.5m，底宽4.3m。箱梁单侧悬臂长1.8m，悬臂根部厚35cm。箱梁顶、底板水平厚度均为22cm，支点附近加厚至30cm，跨中腹板厚45cm,支点处腹板厚70cm。三、施工总体安排根据总体计划安排，本工程箱梁计划开工时间为2008年8月初，完工时间为2009年6月初，历时10个月左右（其中北侧由于拆迁原因，下部桩基迟迟不能正常开工，按工期倒排，最迟箱梁开工时间为2008年10月初，因为到冬季箱梁养护时间将加长，影响拆模落架时间，为此希望业主早日完成拆迁工作，否则工期难于保证）；计划投入13套支架模板进场，其中大钢管贝雷片组合支架2套（分别用于高跨箱梁和过宁镇

6、路主线和匝道桥），满堂支架10套，大钢管工字钢组合支架1套（用于人行天桥过宁镇公路）。南侧40联（其中人行天桥1联），投入9套模板（大钢管贝雷片组合支架2套,大钢管工字钢组合支架1套）,每联人员按工序流水作业，施工联顺序安排如下（说明：为简化表述，E01表示主线桥东侧第四联，W01表示主线桥西侧第一联，ES01表示ES匝道第一联，依次类推）：E04W04ES08ES07ES09、ES10; W05E05WN05WN04WN03;W01W02W03W06ES06NE02; E01E02E03E06WN06SW03;W03E03SW01SW02人行天桥; SE01SE02SE03SE04SE05;

7、WS01WS02WS03WS04; NE05NE04NE03WN01WN02;北侧共22联，拟投入4套模板（全部为满堂钢管支架）,施工联情况安排如下：ES04ES05W08W07NE01NW01; ES03E08E07WN07SW04;EN01ES01ES02EN02EN03WN08; NW03NW02SW05SW06SW07。连续箱梁施工是由多个分项（子项）组合成的一个大的系统工程，主要包括：支架模板方案设计，支架基础处理，支架搭设，预压调整，测量放样，钢筋（预应力钢筋）制安，支座安装，砼配合比设计，砼浇筑及养护（预应力施工，真空压浆施工）及相应试验等。因此，要对施工进行科学合理地组织、优化

8、，确保施工安全、施工质量、施工工期。一联预应力箱梁施工周期安排（61天）：一联无预应力箱梁施工周期安排（61天）：一联箱梁施工工艺流程图示：基础处理钢筋检验支架搭建、安装底模支架预压支座安装底模调整、测量、验收扎钢筋（敷设波纹管、穿钢绞线）锚具检验安装侧模(锚具)C50（C40）砼配合比设计 模板、钢筋（预应力预埋件）验收砼试块留置商品砼现场验收砼分次浇筑（先底板腹板，后顶板）砼养护（预应力张拉、压浆、封锚）张拉机具检验（养护）落架四、支架模板设计本工程连续箱梁采用就地支架法现浇。根据地面交通状况和桥底高程的不同，参照以往施工经验，拟根据不同情况采用三类不同的支架系统，即原则上对高跨箱梁（高度

9、超过15米地段）采用贝雷桁架-大钢管-条形基础形式（主线桥第1、2、3联，SE匝道第1联，ES匝道第9、10联，WS匝道第5联）；低于15米地段采用碗扣式满堂脚手架形式；跨宁镇公路采用门洞支架（东外环主线（EU06、WU06）、ES匝道（ESU06）门洞支架采用钢管支墩+贝雷桁架的方法搭设；NE匝道（NEU02）、SW匝道（SWU03）、WN匝道（WNU06）和人行天桥由于桥面设计净空较低，为减小支架高度，满足通车的净空，门洞支架采用钢管支墩+工字钢的方法搭设，即立柱上面铺设横桥向双榀32#工字钢横梁，横梁上纵向铺设32a#工字钢）（具体布置情况见支架形式布置平面图）。为保证工程质量和施工安全

10、，本方案按最不利情况进行验算，即满堂支架按最高15米高度计算，贝雷架支架按最大跨径8.3米验算，工字钢支架按最大跨径8.5米验算。鉴于地基土质软弱，关键是要解决地基沉降和支架变形两大问题。为确保梁板施工安全，应先进行地基硬化处理，并且必须保证支架具有足够的刚度和强度，使地基和支架施工过程中总变形量达到规范和设计要求。为此，梁体砼浇筑前，必须对支架进行预压，以检测在荷载作用下的地基实际沉降量、支架变形量以及支架的整体稳定性，以便对支架的施工工艺进行改正和完善。现对三种支架方案进行分别叙述如下：（一）碗扣式钢管支架碗口式支架连接图示如下：根据要求，本工程碗口支架钢管采用483.5mm规格钢管。立杆

11、纵桥向跨距：跨中空心板和翼板下为90cm，横梁和横隔板下为60cm。横桥向间距：翼板和空心板下为90cm，腹板、横梁和横隔板下为60cm。立杆步距120cm。底模板采用厚15mm长2.4m宽1.2m的竹胶板，横楞采用5cm8cm方木，翼板下间距为30cm，横梁和腹板下间距为24cm；纵楞采用1010cm方木，其间距和跨距同立杆布局。内模采用方木作骨架支撑，复合板作面板。由于箱梁内净空高度仅为116cm，内模支架采用方木搭设。内模上、下面板骨架采用5080mm 方木，间距为30cm。为方便张拉施工，在箱梁弯矩最小部位边缘顶部预留70120cm 上下人孔，以便内模拆除。支架基础处理方式为：清除地表

12、20cm腐植土、杂填土后，铺筑50cm厚（压实厚度）塘渣垫层，并进行分层充分碾压。然后浇筑10cm厚C15砼，作为支架立杆垫层。并在基础四周设置4030cm排水边沟。支架具体结构详见附图。1、地基承载力验算地基荷载组成：（1）箱梁砼重力G1：腹板和横梁处：1.625=40KN/m2跨中空心处：0.4425=11KN/m2近支点空心处：0.5225=13KN/m2（2）模板支架自重G2：模板：0.15 KN/m2方木：0.25 KN/m2钢管：1.1KN/m2G2=+=1.5KN/m2（3）施工荷载G3：3.5 KN/m2（4）地坪混凝土G4：0.1025=2.5 KN/m2以最不利处，即腹板和

13、端横梁处为例，地基所受荷载为=1.2（G1+G2+G4）+1.4G3=1.2（40+1.5+2.5）+1.43.5=57.7KN/m2k0=1/2200=100 KN/m2查建筑地基基础设计规范（J10252-2003）表7.2.6.2得知，经塘渣换填后的软土地基极限承载力0为200300KN/m2。（具体数值须经现场承载力试验确定）。故满足施工要求。2、支架模板强度、稳定性、刚度验算荷载组成：（1）箱梁砼重力G1：腹板和横梁处：1.625=40 KN/m2跨中空心处：0.4425=11 KN/m2近支点空心处：0.5225=13 KN/m2（2）模板支架自重G2：模板：0.15 KN/m2方

14、木：0.25 KN/m2钢管：1.1KN/m2（3）施工荷载G3：3.5 KN/m2计算荷载=1.2（G1+G2）+1.4G3由于箱梁结构多个部位厚度不同，各部位支架模板的各项力学指标验算需要分别验算。由于细目繁多，为了使计算过程直观以便于审核，特采用列表形式。详见“验算成果表1”。（二）高跨贝雷桁架式支架本工程部分现浇预应力箱梁距离地面高度大于15m以上，其中东外环主线起点处、SE匝道起点处、ES匝道终点处和WS匝道终点处的桥面距离地面高度达到了20m左右。为确保安全，此部分箱梁（EU01EU03、WU01WU03、SEU01、ESU09、ESU10、WSU05）施工时其支架采用贝雷桁架式支

15、架，即墩梁式支架结构。贝雷桁架式支架采用钢管支柱+贝雷桁架的方法搭设。中支柱采用4266mm钢管立桩，支撑在C20砼条形基础上；桥墩处支柱也采用4266mm钢管桩立柱，支承在承台上。柱的横向间距均为320cm，钢桩之间用14#槽钢做横向连接和剪刀撑连接。钢柱上设置双榀32#工字钢横梁。横梁上架设贝雷桁架梁，最大跨度为830cm，跨中空心和近支点空心处最大布置为170cm，腹板和端横梁处布置为85cm。贝雷梁每隔300cm用10#槽钢做横向连接和剪刀撑连接。E01端横梁处支架需要跨系梁，根据图纸，贝雷片不能通过系梁，因此采用在端横梁两侧双榀32#工字钢上分别架立121*4mm钢管，间距为75cm

16、，钢桩之间用10#槽钢做横向连接和剪刀撑连接。再在其上沿桥纵向架22a#工字钢跨过E01端横梁。接着在贝雷架上铺设方木和底模。方木横向布置，采用10cm10cm的方木，其间距为：跨中空心和腹板处为24cm；近支点处为20cm。底模板采用厚15mm、长2.44m、宽1.22m的竹胶板。内模采用方木作骨架支撑，高压竹胶板作面板。由于箱梁内净空高度仅为116cm，内模骨架设计尽量少占净空，以利于内模的拆除。内模上、下面板骨架采用50100mm 方木，间距30cm。上下模板间设100100mm 竖向方木托撑及四个斜向方木托撑，上、下方木间均用扒钉固定，通过顺桥向上、下方木形成内模空间骨架。在箱梁顶部预

17、留7080cm 上下人孔，以便箱梁内模拆除。支架具体结构详见附图。为满足强度、刚度要求，以最不利情况进行验算，即以EU01箱梁段为例进行验算。1、荷载组成荷载组成：（1）箱梁砼重力G1：腹板和端横梁处：1.625=40 KN/m2跨中空心处：0.4425=11 KN/m2近支点空心处：0.5225=13 KN/m2（2）模板支架自重G2：模板：0.15 KN/m2方木：0.25 KN/m2贝雷片：2.5 KN/m2钢模+10号槽钢重：78.560.004+0.19.84=1.298 KN/m222a#工字钢重：0.88 KN/m2（3）施工荷载G3：3.5 KN/m2计算荷载=1.2（G1+G

18、2）+1.4G32、支架模板强度、刚度验算1）（1.5*120*240cm）底模板强度、刚度验算 模板宽度120cm，跨距为（即方木间距）：跨中空心和腹板处为24cm；近支点处为20cm。验算过程和结果详见“验算成果表2”。2）（10*10cm）方木横楞强度、刚度验算,方木间距为：跨中空心和腹板处为24cm；近支点处为20cm。跨距为（即贝雷片间距）：跨中空心和近支点空心处布置为170cm；腹板和端横梁处布置为85cm。验算过程和结果详见“验算成果表2”。3）底板处贝雷桁架强度、刚度验算贝雷片布置间距：跨中空心和近支点空心处最大布置为170cm；腹板和端横梁处布置为85cm。腹板处:荷载组成：

19、箱梁砼重：1.625=40 KN/m2模板方木重：0.4 KN/m2贝雷片重：2.5 KN/m2施工荷载：3.5 KN/m2计算均布荷载q=1.2（40+0.4+2.5）+1.43.5=56.38 KN/m2承受线荷载为q=56.38 KN/m20.85m=47.923 KN/m。计算简图及内力图形0（E01-E02跨连续）挠度图形为：可知：单片贝雷片最大弯距M1=286.93KN.m容许弯距=788.2KN.m。单片贝雷片最大剪力Q1=231.92KN容许剪力=245.2KN。跨中最大挠度f=3.385mmL/400=20.75 mm强度、刚度满足要求。跨中空心和近支点空心处：荷载组成：箱梁

20、砼重：近支点空心处0.5225=13 KN/m2跨中空心处0.4425=11 KN/m2因此按近支点空心处荷载计算。模板方木重：0.4 KN/m2贝雷片重：2.5 KN/m2施工荷载：3.5 KN/m2计算均布荷载q=1.2（13+0.4+2.5）+1.43.5=23.98 KN/m2承受线荷载为q=23.98 KN/m21.7m=40.766 KN/m。计算简图及内力图形0（E01-E02跨连续）挠度图形为：可知：单片贝雷片最大弯距M1=244.08KN.m容许弯距=788.2KN.m。单片贝雷片最大剪力Q1=197.29KN容许剪力=245.2KN。跨中最大挠度f=2.879mmL/400

21、=20.75 mm强度、刚度满足要求。4）翼板处方木强度、刚度验算翼板处采用钢模，用10号槽钢间隔1m组装支撑。10号槽钢下平台采用10*10方木搭设，间隔1m布置，最大横向跨度为110cm。箱梁最大单侧悬臂长1.85m，悬臂端厚20cm，悬臂根部厚35cm。简化成均匀臂厚（20+35）/2=27.5cm。箱梁悬臂砼重：0.27525=6.875 KN/m2钢模+10号槽钢重：78.560.004+0.19.84=1.298 KN/m2计算均布荷载q=1.2（6.875+1.298）+1.43.5=14.71KN/m2横向承受线荷载为q=14.71 KN/m21.0m=14.71KN/m。按均

22、布荷载、单跨简支梁简化计算，w=ql2/（8W）=14.7111001100/(8166666.667)=13.3 MPa0=14.5 MPa=ql/（2A）=14.711100/(210000)=0.81 MPa0=1.5 MPaf=5ql4/（384EI）=5（6.875+1.298+3.5）111004/(384110008333333.33)=2.43mm L/400=2.75 mm则该处方木横向跨度1.1m为安全。5）翼板处贝雷片强度、刚度验算翼板处贝雷片最大跨度8.3m，横向布置两道，最大间距110cm。箱梁最大单侧悬臂长1.85m，悬臂端厚20cm，悬臂根部厚35cm。简化成均匀

23、臂厚（20+35）/2=27.5cm。箱梁悬臂砼重：0.27525=6.875 KN/m2钢模+10号槽钢重：78.560.004+0.19.84=1.298 KN/m2贝雷片重：2.5 KN/m2施工荷载：3.5 KN/m2计算均布荷载q=1.2（6.875+1.298+2.5）+1.43.5=17.71KN/m2承受线荷载为q=17.71 KN/m21.1m=19.48KN/m。计算简图及内力图形1（整联连续）：挠度图形为：可知：单片贝雷片最大弯距M1=113.5 KN.m容许弯距=788.2KN.m。单片贝雷片最大剪力Q1=93.71 KN=61.06 KN容许剪力=245.2KN。跨中

24、最大挠度f=1.273mmL/400=20.75 mm强度、刚度满足要求。6）E01端横梁处22a#工字钢强度、刚度验算（跨系梁）22a#工字钢跨度3.23m，横向间距75cm。荷载组成：箱梁砼重：1.625=40 KN/m2模板方木重：0.4 KN/m2工字钢重：0.88 KN/m2施工荷载：3.5 KN/m2计算均布荷载q=1.2（40+0.4+0.88）+1.43.5=54.44 KN/m2承受线荷载为q=54.44 KN/m20.75m=40.83 KN/m。22a#工字钢截面积A=4210mm2，惯性矩I=34060000 mm4，截面抵抗矩W= 309600 mm3， 半面积矩S=

25、177700mm3,腹板厚度d=7.5mm，弹性模量E=215000MPa。则：弯曲强度w=qL2/（8W）=40.8332302/（8309600）=171.99MPa0=215 MPa剪切强度=qLS/（2Id）=40.833230177700/（2340600007.5）=45.87 MPa0=125 MPa跨中挠度f=5qL4/（384EI）=5（40+0.4+0.88+3.5）0.7532304/（38421500034060000）=6.5mmL/400=8.08 mm满足施工要求。7）E01端横梁处121*4mm钢管强度、刚度验算（跨系梁）121*4mm钢管高1.28m，横向间距

26、75cm。由E01端横梁处22a#工字钢传递到159*4mm钢管支座反力为：qL/2=40.833.23/2=65.94KN。121*4mm钢管截面积A=1470.3mm2，立杆计算长度L=1280mm，回转半径i=（D*D+d*d）/4=41.39mm，长细比=L/i=30.9，查表得 稳定系数=0.9，则抗压强度=N/A=65.94 KN1000 /1470.3 mm2=44.8 MPa=205 MPa稳定强度=N/（A）=65.94 KN1000/（0.91470.3 mm2）=49.8 MPa=205 MPa强度满足要求。8）（双榀32a#工字钢）柱顶横桥向分配梁强度、刚度验算贝雷片传

27、递到横桥向双榀32a#工字钢的作用力以整体箱梁来分析受力。由平面图可知，E01-E02跨受力大，以该段为例。荷载组成：箱梁砼重：(838.5m3-3.8m*1.6m*17.9m平均宽)*2.5t*10/（48.2m*17.9m平均宽）=21.14 KN/m2模板方木重：0.4 KN/m2贝雷片重：2.5 KN/m2施工荷载：3.5 KN/m2计算均布荷载q=1.2（21.14+2.9）+1.43.5=33.75 KN/m2贝雷片处线荷载分别为：33.75*17.205=580.67KN/m；33.75*18.68=630.45KN/m；33.75*19.71=665.21KN/m；33.75*

28、21.667=731.26KN/m。集中荷载为：E01端横梁处0.211.617.2525=145 KN 横隔板处0.31.619.225=230.4 KNE02端横梁处0.431.621.2225=365 KN计算简图及内力图形2（E01-E02跨连续）：由剪力图2可知，底板处贝雷片承受的最大支座反力为：5415.70 KN。将底板处贝雷片考虑一个整体，传递到双榀32a#工字钢处最大线荷载为5415.70 KN /20.03m=270.38 KN/m。由剪力图1可知，在底板支座反力最大断面处，翼板下贝雷片承受的支座反力为：Q=156.8KN。传递到32a#工字钢处线荷载为：156.8 KN

29、/1.1=142.54 KN，双榀32a#工字钢受力大样为：计算简图及内力图形3：则双榀32a#工字钢最大弯距Mmax =279.19KN.m。最大剪力Qmax=503.68KN。因此单根32a#工字钢最大弯距Mmax =139.60KN.m。最大剪力Qmax=251.84KN。32a#工字钢截面积A=6712mm2，惯性矩I=110800000 mm4，截面抵抗矩W=692500 mm3， 半面积矩S=400500mm3,腹板厚度d=9.5mm，弹性模量E=215000MPa。则：弯曲强度w= Mmax/W =139.601000000/（692500）=201.6 MPa0=215 MPa

30、剪切强度= QmaxS/（Id）=251.841000400500/（1108000009.5）=95.8 MPa0=125 MPa挠度图形为：跨中最大挠度f=2.407mmL/400=8 mm强度、刚度满足要求。9）426*6mm钢管支墩强度验算由剪力图3可知，最大支座反力为：955.45KN。426*6mm钢管截面积A=7916.8mm2，立杆计算长度L=6000mm（钢管按6m一道剪刀撑联结），回转半径i=（D*D+d*d）/4=148.51mm，长细比=L/i=40.4，查表得 稳定系数=0.9，则抗压强度=N/A=955.45 KN1000 /7916.8 mm2=120.7 MPa=205 MPa稳定强度=N/（A）=955.45 KN1000/（0.97916.8 mm2）=134.1 MPa=205 MPa强度满足要求。10）条形基础承载力验算由于钢管间距为3.2m，则单