西通0#箱梁施工方案终.docx

1、西通0#箱梁施工方案终一、工程概况1.1 自然条件一、桥位、桥型布置金塘大桥项目由金塘大桥（主通航孔桥、东通航孔桥、西通航孔桥、非通航孔桥及金塘侧引桥、浅水区引桥、镇海侧引桥）和金塘岛接线组成。金塘大桥项目起于金塘岛上雄鹅嘴，接在建的西堠门大桥，经化成寺水库、茅岭、沥港水道和灰鳖洋水域，与规划中的宁波沿海北线高速公路相交，终于宁波市绕城高速公路，全长26.54km，金塘侧引桥长1.007km，跨海大桥长18.27km，镇海侧引桥长1.752km。金塘大桥第II合同段由118m跨非通航孔桥和西通航孔桥组成。其中西通航孔桥为3跨连续梁桥，桩号范围K43+265K43+595,全长330m，桥跨布置

2、为87m156m87m，上部结构为变高度预应力混凝土连续梁，下部结构采用钻孔灌注桩基础。西通航孔桥桥型布置图二、环境特征（1） 自然气象特征本工程东临东海，西靠大陆，位于北亚热带，属东南亚季风气候区，受冬夏季风影响，全年四季分明，气候温和湿润，降水充沛。冬季由于受亚欧大陆冷气团控制，盛行西北风，寒冷干燥；夏季因受太平洋暖湿气流控制，盛行东南风，温高湿润。桥址区常风向为NW，出现频率11%，平均风速9.6m/s，最大风速27m/s；次常风向为ESE，出现频率10%，平均风速为4.9m/s。强风向为E和NW向，最大风速分别为34.3m/s和34m/s。桥址区风速风向季节变化较明显，冬季盛行NNW、

3、NW风，风速较大；春季，风向多变，风速也较大，3月仍多NNW、NW风，45月最多SSE、ESE风；夏季盛行SSE、ESE风，但风速较小，78月为台风和热带风暴活动较多时期，风速较大；秋季盛行N、NNW、NNE和SSW风，但风速较冬季小。（2）水文特征a 潮汐水流桥址区主要受太平洋潮波影响，控制本区潮波运动的是以M2分潮为主的东海前进波系统，该系统由外海自东向西传播，经螺头水道从东南方传入，日潮波也以这一水道传入。从螺头水道传入的潮波，在金塘、册子水道交界处沿偏北方向进入册子水道，出金塘西口后，一部分沿金塘西岸传播，另一部分仍按原方向继续传播。潮波进入舟山群岛后，受地形影响和摩擦作用，波形和传播

4、速度均发生了变化。根据我国目前通用的潮汐类型划分标准，桥址区的潮汐类型为不正规半日潮。根据以往资料，桥址区历年平均海平面为0.10m，最高潮位1.89m，最低潮位-1.77m，平均潮差2.17m。潮流以往复流为特征，涨潮流向西或向北，落潮流向东或向南，涨潮流速大于落潮流速。潮位特征值见下表：镇海潮位特征值表 验潮站项 目沥港（东侧）懈浦南（西侧）镇 海潮 位（m）最高潮位1.891.673.28发生日期2002.03.272002.03.271997.08.18最低潮位-1.77-1.76-2.12发生日期2002.03.302002.03.291999.12.24平均海平面0.100.100

5、.26平均高潮位1.141.021.14平均低潮位-1.05-0.98-0.75潮 差（m）最大潮差3.543.413.67平均潮差2.172.001.91历 时平均涨潮历时6hr:17min6hr:11min6h:18min平均落潮历时6hr:05min6hr:10min6hr:07min统计时段2002.03.132002.04.1319752000b 波浪桥址区的波浪以风浪为主，该区域波浪主要集中在NWNE方向，其中N向出现频率最高，达48.8%，年平均波高H1/10为0.60m，实测最大波高Hmax=5.8m；其次为NNE向，占14.3%。强浪向为NWNNW向，其中NNW向出现频率6.

6、9%，年平均波高H1/10为1.14m，实测最大波高Hmax=6.1m。桥址区水域出现的大浪主要为风浪，一般由台风及秋冬季寒潮大风引起。大浪主要出现在每年的812月。1.2 施工内容金塘大桥标西通航孔桥0箱梁共计双幅4片。西通航桥4片0箱梁位于F002、F003墩墩顶处，梁体尺寸为：长宽高为14.0m12.3m9.25m，砼浇注方量为411.4m3，单片梁体重约1080t。西通航桥0箱梁采用钢管支架法施工。二、西通0支架的设计与施工2.1 西通0块支架设计荷载、计算工况及结构型式一、荷载拟定1、悬臂不对称浇注：偏安全考虑在悬臂最远端浇注时差1/2个节段重量，实际施工可控制在1/4个节段重量以内

7、。即G1=99.2/249.6t2、基本风载取1kpa，换算成均布荷载为：q1=1*12.3/101.23t/m3、浇注误差3： q2=6500/2*0.03/751.3t/m4、施工荷载250kg/m q3=0.25t/m5、挂篮冲击1.25/0.75 G2=40t6、箱梁自重荷载为6291t，取G3=6500t7、挂篮自重，取G4=80t，挂篮自重在主墩两侧的悬臂端都有作用二、工况及荷载组合：工况一：最后一个节段砼悬臂浇注（为计算控制工况）集中荷载：P149.6t P26500t P380t均布荷载：q1=1.23t/m q2=1.3t/m q3=0.25t/m荷载组合：P1P2P3q1q

8、2q3，荷载布置详见计算模型。工况二：台风期，假设挂篮倾倒。（为验算校核工况）集中荷载：Q80t2160t。三、直径1200mm钢管的计算1、假设箱梁自重荷载全部作用于墩顶。采用robot计算，将钢管桩和墩身截面特性输入模型中，梁与墩身、梁与钢管视为固结。2、计算模式如下图，计算支座的反力。3、支座反力经计算得，R6=19056KN R2=53073KN R8=2385KN4、临时支点荷载由两根钢管桩承受，每根钢管内填充C25砼，将钢管截面换算成砼截面（由于砼与钢管变形相同，故应按其弹性模量进行换算）为：，换算后截面的总计算面积为：。每根钢管平均受力19056/29528KN，故N/ A952

9、8103/1.4166.73Mpa14.5Mpa（C25砼的设计抗压强度）。满足要求。5、承台预埋件计算最大拉力为238.5t。每个支点为119.3t。钢管容许受拉力为A=609591600.98778096N=877.8t。满足要求。受拉时每根预应力筋的平均拉力为119.3/619.8t F/()= 9528000/(6600*2.39)604mm。考虑安全储备，确定地脚螺栓竖直埋深为800mm。预埋预应力筋加设钢管。底部设锚垫板和螺旋筋，为了能取出预应力筋，在垫板上焊接隔离盒，使其与砼隔离。6、台风期的抗扭计算台风期的抗扭计算我单位拟委托监控单位进行计算。7.临时支座计算临时支座为2cm厚

10、的钢板焊接而成的钢箱，其设计承载力为：P=19056KN/2=9528KN支座的构造如下图所示：临时支座横断面图其横断面面积：最大承载力为：变形为：由上面的计算结果可知临时支座的承载能力满足设计要求，其变形也很小。四、0支架的结构形式0#块支架由钢管预埋件、支撑钢管及钢管平联、牛腿、斜撑、横梁、纵梁组成，西通航孔桥考虑临时固结，增加临时支座及支座锚固筋。0块支架的结构形式见下图所示：图1a 支撑钢管布置图图1b 纵梁立面布置图图1c 纵梁、横梁平面布置图2.2 西通0箱梁支架法施工工艺一、支架法施工工艺流程图 二、0箱梁支架法施工工艺流程简介预埋件表面清理及复测预埋件主要指支撑钢管底部基座预埋

11、件，清理时应将预埋件表面的砼、油污锈迹等处理干净，以保证预埋件与支撑钢管的焊接质量。在清理过程中还应检查预埋件与承台间的连接情况，并加固预埋质量不好的预埋件。预埋件清理完成后，应由测量检查预埋件的位置、平整度，据此可对支撑钢管作适当调整，以保证其上分配梁的位置正确、水平。安装支撑钢管，焊接钢管平联将支撑钢管安装到清理后的预埋件上，支撑钢管安装完成后需焊接钢管平联，以保证支撑钢管的稳定性。安装牛腿，承重梁支撑钢管安装完成后，在其顶部安装牛腿然后再安装钢横梁，作为0箱梁施工的主要承重结构。安装外模在纵梁、横梁上安装0箱梁外侧模板。箱梁施工在外模内进行正常的绑扎钢筋、安装预应力管道、安装内模，砼浇注

12、等的施工。在砼达设计强度后，张拉三向预应力筋，并压浆。张拉临时锚筋在三向预应力筋张拉完成后，张拉临时锚固钢筋，将0块锚固在支撑钢管或墩身上。2.3 西通0箱梁支架的施工0#块支架也是箱梁悬浇临时支座支撑架，即该支架在0#块施工过程中作现浇托架用，在箱梁悬浇施工过程中作临时锚固支撑用。在墩身施工完毕后，开始安装0#块支架。、0#块支架结构特点及加工、安装技术要求0#块支架由钢管预埋件、支撑钢管及钢管平联、牛腿、斜撑、横梁、纵梁、临时支座及支座锚固筋组成。钢管桩底座预埋件钢管桩底座预埋件预埋在承台内，用于支撑钢管的底脚锚固，锚筋采用32的精轧螺纹粗钢筋，锚筋外套钢管。预埋件安装技术要求：a、锚筋平

13、面位置偏差小于2mm；b、锚筋张拉端预留长度满足张拉要求。支撑钢管及钢管平联支撑钢管是支架的承压结构，钢管分大、小两种规格。大钢管（设临时支点的钢管）直径为1200mm、壁厚12mm；小钢管（作托架支撑点）采用600mm、壁厚8mm。所有大钢管内填充C25砼。钢管平联用于连接支撑钢管，采用统一直径为300mm、壁厚6mm的钢管作平联。支承钢管加工技术要求：a、管端椭圆度允许偏差小于0.5%d，且不大于5 mm；b、管下管端平整度小于1mm；c、管端平面倾斜：允许偏差小于0.5%d，且不大于2 mm； d、管壁厚度：允许偏差-1+1mm（主要针对旧钢管）。支承钢管安装技术要求：a、钢管底座平整度

14、小于1mm；b、钢管纵横轴线偏位10mm；c、垂直度小于0.1%。牛腿牛腿设在支撑钢管顶部，由不同厚度的钢板制作，用于支撑托架的横梁。加工技术要求：a、焊缝厚度允许偏差：0+2.0mm；b、面板平整度小于0.5mm。安装技术要求：a、与钢管桩间的焊缝厚度允许偏差：0+2.0mm；b、同一钢桩上所有牛腿面平面高差小于：1mm；c、牛腿顶面实际标高与设计标高差，临时支座处小于2mm，其他位置处小于5mm。斜撑斜撑统一用20a型钢制作，用于支撑托架的纵横梁，以减小其悬臂长度。加工技术要求：a、焊缝厚度允许偏差：0+2.0mm；b、下料长度允许偏差小于：-2.0+2.0mm。安装技术要求：a、安装位置

15、允许偏差： +10mm；横梁横梁采用2H45型钢，用作0#块托架的主承重梁。加工技术要求：a、腹板平整度小于： 1.0mm；b、翼板平整度小于： 1.0mm；c、梁扭曲偏差：每米1 mm，每根梁5 mm。纵梁纵梁采用H45，通过钢楔与撑杆连接。临时支座临时支座采用钢板制作而成的钢箱，设在钢管桩顶，在箱梁悬浇施工过程中作为箱梁不平衡荷载的主要传力结构。加工技术要求：a、焊缝厚度允许偏差：0+2.0mm；b、几何尺寸允许偏差小于-1.0+1.0mm；c、支座上下面平整度小于1mm。安装技术要求：a、平面轴线偏位允许偏差： 2.0mm；b、同一0#块下4个支座顶面相对标高允许偏差-1.0+1.0mm

16、。支座锚固筋支座锚固筋采用6根32预应力粗钢筋，通过张拉将支撑钢管与箱梁连接成整体。安装技术要求：a、 锚筋平面位置偏差小于5mm；b、 垂直度小于0.1%。c、锚筋张拉端预留长度满足张拉要求。、0#块支架搭设准备工作支架安装前，首先应将支撑钢管基座部位的水和杂物清理干净，并设法将预埋筋与外套钢管间的水吸出，同时将基座砼表面凿毛，并对预应力筋张拉端进行防锈处理。安装钢管底座准备工作完成，在承台表面弹出钢管桩底座（20mm厚钢板）的边线，凿除边线内承台表面约3cm的砼，并清理干净。然后用砂浆回填在该处，并收平砂浆表面，在砂浆初凝前用水平尺或其他仪器精确调平砂浆表面，使砂浆表面水平。在砂浆达到强度

17、时安装底座，并对称张拉锚筋。 安装支撑钢管、焊接钢管平联底座安装完成，测量放出底支撑钢管中心位置，同时测出底座标高，并以此作为支撑钢管的下料依据（下料长度应考虑一定的富余）。根据钢管中心位置，找出支撑钢管外轮廓线，并在轮廓线外最少焊4块限位钢板。要求单根支撑钢管一次性安装到位，大钢管的安装借用浮吊吊装，小钢管可直接利用塔吊安装。钢管吊至底座正上方，将钢管下口放入限位钢板内，调节其垂直度使之满足要求，然后将钢管下口与底座钢板焊接，并施焊加劲板。附图2。支撑钢管应按离塔吊由远到近的原则先安装靠近墩身的小钢管再安装大钢管，安装过程中适时加焊平联钢管。钢管安装完成后，先在管顶下50cm左右搭设简易操作

18、平台，供测量放标高和焊接管内、顶部牛腿等用。钢管内砼浇灌一次完成，使用串筒将砼送入钢管底部，自上而下浇注混凝土。见附图4。钢管内砼浇灌至管内锚固梁下1m左右，剩余部分砼等管内锚固梁和管顶牛腿焊接完成后再浇灌。支架牛腿、横梁、斜撑的安装钢管安装完成后在钢管顶部焊接牛腿，焊接时要求满焊，并由测量抄平牛腿标高（将牛腿顶面实际标高与设计标高差控制在上述技术要求范围内），割除高出牛腿顶面的多余钢管。利用塔吊逐一安装支架顶部横梁，横梁应与牛腿焊接牢固，同时在钢管顶部纵梁、横梁交叉处，应按规范要求将纵横型钢的腹板及翼板通过加劲钢板焊接连接。利用塔吊配合手拉葫芦安装斜撑，斜撑与钢管及横梁间焊接连接。临时支座及

19、纵梁的安装临时支座统一由钢结构加工组加工，支架横梁安装完成后，由测量放样出临时支座位置，然后安装临时支座，临时支座与支架横梁间焊接连接，施工过程中必须严格控制同一0#块下面4个临时支座的相对高程差。纵梁设在支架横梁上，安装前先按纵梁设计位置在横梁上作标记。安装分纵梁前先按底模标高要求焊接用于支撑纵梁的短撑杆，然后在短撑杆顶部焊接一个水平放置的短槽钢，在槽钢上可通过钢楔来调整底模的标高，以满足箱梁底板的要求。支架预压由于支架采用钢管搭设，在设计中考虑了连续梁悬浇施工用临时支座设在支撑于承台顶部的现浇钢管支架上，支架本身刚度较大，且支架构件间均为刚性连接，施工过程中产生的非弹性变形较小，因此，0#

20、块支架安装完成后不考虑进行等载预压，但在施工过程中应严格按上述加工和安装技术要求进行控制。三、模板计算3.1 外侧模板设计(一) 外侧模板设计思路1. 面板采用4mm的A3钢板；2. 面板外侧用5型钢作为内钢楞，沿梁高方向布置，间距为30cm；3. 采用双10型钢作为外钢楞，沿梁长方向布置，间距90cm；在双10型钢之间为减少模板的变形采用5加强，其间距为50cm；4. 在外钢楞上分布25对拉杆，以连接内外两组模板，保持内、外模板的间距，承受混凝土侧压力对模板的荷载，以保证模板的刚度和强度。拉杆采用Q235的圆钢加工，并以间距0.9m0.9m分布于模板上。(二) 参数拟定：1. 砼侧压力取：p

21、砼=50kpa；浇注速度取，入模温度按20（正常施工）、5（冬季施工）考虑。a. 时；有效压头高度为：。b. T5时；有效压头高度为：。设计取有效压头高度为：；则砼侧压力为：；设计取砼侧压力为：。2. 振捣荷载取：p振捣=4kpa；3. 型钢横肋取5，纵肋取210，间距为30cm90cm；4. 面板取4mm厚A3钢板。(三) 面板计算取30cm50cm的面板单元作为计算模型，由于，应按双向板计算。则：均布荷载为：q=54kpa0.5m27.0KN/m；刚度为：；截面模量为：；查表得：弯矩系数为0.0820，挠度系数为0.00867，故最大弯矩为：；最大应力为：；最大挠度为：；面板符合强度及变形

22、要求。(四) 横肋计算取30cm90cm的面板单元作为计算单元，该单元内的面荷载通过面板转化为均布线荷载作用于 5型钢上，按多跨连续梁考虑。则：均布荷载为：q=54kpa0.3m16.2KN/m；最大弯矩为：；查表得8型钢的截面特性为：I260000mm4，W=10400mm3；最大应力为：；最大挠度为：；横肋符合强度及变形要求。(五) 竖肋计算取90cm90cm的面板单元作为计算单元，该单元内的面荷载通过面板转化为均布线荷载作用于210型钢上，按多跨连续梁考虑。则：均布荷载为：q=54kpa0.9m48.6KN/m；最大弯矩为：；查表得210型钢的截面特性为：I3966000mm4，W=79

23、320mm3；最大应力为：；最大挠度为：；纵肋符合强度及变形要求。多跨连续梁支点处最大反力为：。(六) 拉杆计算取90cm90cm的面板单元作为计算单元，该单元内的面荷载通过面板、背肋转化为集中荷载作用于拉杆上。则：拉杆拉力为：；取拉杆作为竖肋的支点。则：拉杆拉力为：；选取拉杆直径为25mm，螺纹高度为1.5mm，其容许拉力为：拉杆容许拉力为：；拉杆强度符合要求。3.2 顶部模板设计(一) 顶部模板设计思路1. 面板采用4mm的A3钢板；2. 面板外侧用5型钢作为内钢楞，沿梁宽方向布置，间距为30cm；3. 采用双10型钢作为外钢楞，沿梁长方向布置，间距90cm；4. 外钢楞采用可调顶托支撑于

24、钢管脚手架上，脚手架按沿梁长方向间距不大于100cm、沿梁宽方向间距不大于100cm布置。(二) 参数拟定：1. 砼侧压力取：p砼=18.2kpa；浇注高度取；则砼压力为：；2. 振捣荷载取：p振捣=4kpa；3. 型钢横肋取5，纵肋取210，间距为30cm90cm；4. 面板取4mm厚A3钢板。(三) 面板计算取30cm90cm的面板单元作为计算模型，由于，应按单向板计算（板长取0.9m）。按多跨连续梁考虑。则：均布荷载为：q=22.2kpa0.9m19.98KN/m；惯性矩为：；截面模量为：；最大弯矩为：；最大应力为：；最大挠度为：；面板符合强度及变形要求。(四) 横肋计算沿梁宽方向取30

25、cm的面板单元作为计算单元，该单元内的面荷载通过面板转化为均布线荷载作用于作为横肋的 5型钢上，按多跨连续梁考虑（单跨梁长为0.9m）。则：均布荷载为：q=22.2kpa0.3m6.66KN/m；最大弯矩为：；查表得8型钢的截面特性为：I260000mm4，W=10400mm3；最大应力为：；最大挠度为：；横肋符合强度及变形要求。(五) 纵肋计算沿梁宽方向取150cm的面板单元作为计算单元，该单元内的面荷载通过面板转化为均布线荷载作用于作为纵肋的 8型钢上，按多跨连续梁（单跨梁长为1.0m）考虑。则：均布荷载为：q=22.2kpa1.5m33.3KN/m；最大弯矩为：；查表得8型钢的截面特性为

26、：I1013000mm4，W=25325mm3；最大应力为：；最大挠度为：；纵肋符合强度及变形要求。(六) 脚手架计算梁宽方向取100cm、梁长方向取100cm的面板单元作为计算单元，该单元内的面荷载通过面板、纵、横肋转化为集中荷载作用于脚手架钢管上。则：脚手架钢管立杆所受拉力为：；查表得：横杆步距为1.0m，脚手钢管为483.5mm钢管时，立杆容许荷载为：；脚手架强度满足要求。箱梁内外模板布置如下图：3.3模板制作及安装的检验模板的制作和安装都应符合下表的要求：模板制作时的允许偏差项目允许偏差（mm）木模板制作模板的长度和宽度5不刨光模板相邻两板表面高低差3刨光模板相邻两板表面高低差1平板模

27、板表面最大的局部不平不刨光模板3刨光模板5拼合板中木板间的缝隙宽度2支架、拱架尺寸5榫槽嵌接紧密度2钢模板制作外形尺寸长和高0，-1肋高5面板端偏斜0.5连接配件（螺栓、卡子等）的孔眼位置孔中心与板面的间距0.3板端中心与板端的间距0，-0.5沿板长、宽方向的孔0.6板面局部不平1.0板面和板侧挠度1.0模板安装时的允许偏差项目允许偏差（mm）模板标高基础15柱、墙和梁10墩台10模板内部尺寸上部构造的所有构件+5，0基础30墩台20轴线偏位基础15柱或墙8梁10墩台10装配式构件支承面的标高+2，-5模板相邻两板表面高低差2模板表面平整5预埋件中心线位置3预留孔洞中心线位置10预留孔洞截面内

28、部尺寸+10，0支架和拱架纵轴的平面位置跨度的1/1000或30曲线形拱架的标高（包括建筑拱度在内）+20，-10四、0箱梁施工4.1、模板安装在0支架或托架搭设完毕后可安装0箱梁模板，模板安装包括底模和外侧模，模板安装时首先搭设安全操作平台，再安装底模，然后安装外侧模。a、 搭设安全操作平台模板安装前，先在O#块支架两端头焊悬挑型钢（长约1m），上铺木板，同时在墩顶两侧箱梁翼板下的两组纵梁上铺设部分型钢，型钢上铺木板（附图5），然后在整个O#块支架四周外设安全网，这样在模板安装前形成一作安全作操作平台，最后由测量在支架上将模板的安装线放出。 b、底模安装底模包括墩顶部分和支架上部分，先安装墩顶部分，再安装支架上部分。支座四周模板均为钢板模，安装时可在模板下架型钢并设落模木楔，要求模板与支座间结合密贴，模板安装完成后须在接缝顶面贴一层防水胶布，墩顶底板考虑设3mm预拱度。底板及支座（指边主墩）安装时应注意箱梁纵坡调整，如图6。支架上模板采用大块钢板，直接铺在钢桁片上。模板间可点焊连接，模板与临时支座间结合密贴，并用防水胶布紧帖接缝，由于考虑了钢桁片的预拱度，因此，模板顶面应高出临时支座3mm。模板安完，应检查模板与钢桁片间是结合密贴，若有空隙应用钢板将其支垫密实。底模安装完成后应由测量复测模板的平面位置及标高，若须调校，则应重新调校后再进入下道工序施工。C、