一、编制说明
1.1编制依据
1、吴楚大道工程(西段)第3标段C 段施工设计图纸及工程地质勘察报告;
2、吴楚大道工程(西段)第3标段C 段《施工组织设计》;
3、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规;
4、工程所涉及的主要国家或行业规范、标准、规程、法规及图集等:
5、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》 (CJJ 2-2008)
6、《公路桥涵施工技术规范》 (JTG TF50-2011)
7、《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
8、《路桥施工计算手册》
1.2编制原则
1、在充分考虑项目现有的技术水平、施工管理水平和机械配套能力的基础上,围绕确保质量、安全、工期、降低造价、环保及文明施工等目标并结合本工程现场施工条件来编制本施工方案;
2、严格按照现行国家和部颁等施工规范、验收标准的规定进行编制;
3、施工组织设计的编制坚持施工控制安全第一、质量第一的原则;
4、在实事求是的基础上力求技术先进、科学合理、经济适用的原则;
5、遵守招标合同文件各项条款要求,认真贯彻落实业主、和监理工程师的指令和要求。
6、自始至终对施工现场实施全员、全过程、全范围严密监控,坚持动静结合、科学管理的原则。
1.3编制范围
鄂州市吴楚大道工程(西段) 第3标段C 段TK11+980人行天桥。
二、工程概况
2.1工程简介
TK11+980人行天桥包含一座天桥,两座坡道桥和两座梯道桥。
天桥为三跨变高度连续箱梁,跨径组成:1.75m (悬臂)+22m+32.5m+20m+1.75m(悬臂),全长78m 。坡道桥为五跨等高度连续实心板梁,跨径组成:12.6m+3×13.9m+11.4m,全长65.7m 。梯道桥为三跨等高度连续实心板梁,跨径组成:5.17m+5.3m+5.11m,全长15.58m 。天桥主梁采用预应力混凝土变高度连续箱梁,单箱单室直腹板截面。支点梁高190cm ,跨中梁高100cm ,梁底按圆曲线变化。箱梁顶板宽400cm ,底面宽200cm ,悬臂长100cm ;顶板厚20cm ,底板厚20cm ,腹板厚35cm 。箱梁共设置两道中横梁、两道端横梁,其中中横梁厚100cm ,端横梁因设置牛腿厚425cm 。主梁采用纵向预应力体系。纵向预应力钢束分为顶板束、腹板束两种,均采用9-Фs15.2钢绞线,金属圆形波纹管制孔。纵向预应力均采用两段张拉。坡道桥主梁采用等高度连续实心板梁,梁高60cm 。梁顶面宽350cm ,底面宽150cm ,悬臂长100cm 。梯道桥主梁采用等高度连续实心板梁,梁高40cm 。梁顶面宽350cm ,底面宽150cm ,悬臂长100cm 。天桥主梁下部结构采用板式墩,坡道桥和梯道桥下部结构采用柱式墩。
2.2水文地质情况
本区地下水的主要补给来源是大气降水。本场区地下水按赋存条件,可分为上层滞水、弱孔隙承压水和基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于人工填土层中,水位不连续,无统一的自由水面,据勘察,地下水位埋深于0.6m-6.0m ,主要接受地表水与大气降水补给,其水量不大,易于疏干,但不容忽视。结合实际情况和水样的水质分析实验结果,沿线场地地下水对钢筋砼及砼中的钢筋具微腐蚀性。
地层岩性:
据勘察,拟建场地地层自上而下主要由6个单元层组成:(1)人工填土层及沟湖底淤泥层;(2)第四系全新统冲积形成的一般性黏土层、砂土层;(3)第四系上更新统冲洪积形成的老黏性土层、砂土层;
(4)层为基岩残基层;(5)白垩-下第三系泥质粉砂岩;(6)白垩-下第三系砾岩。
2.3水文气象情况
鄂州市位于长江中游南岸,属亚热带季风气候,具有冬冷夏热、四季分明、雨水充沛、光照充足的气候特征,年平均降水量为
1353.0mm 。冬夏温差大,年平均气温17℃,极端最低气温-12.4℃,极端最高气温40.7℃。历年最低气温为12、1、2月,并有霜冻和降雪发生。秋、冬两季主导风向是偏北风,春、夏两季主导风向是偏东风。
2.4工程数量
三、施工部署
3.1施工总体部署
3.1.1施工通道
本工程位于华容区临江乡,东临316国道,经临胡公路,下穿武九铁路往南500m 直达施工区域,大型施工机械及施工材料可以通过此路线再经施工便道到达各个作业点。
3.1.2施工供电
本工程现场临时用电电源由变压器接取380V 三相四线制低压电,采取TN —S 接零保护,三级配电、二级漏电保护和动照分设原则。总线采取三相五线制电缆,放射式多路主干线送至各用电区域,然后在每个供电区域内再分级放射式或链式构成配电网络,同时对重点工程如预制梁厂、施工现场等自备发电机以备应急供电,以防停电和供电不足影响施工的连续性。生活用电从附近变压器引进或直接采用农电。
3.1.3施工供水
本地区降水较丰富,现场施工及养护用水优先采用水塘、鱼塘中自然降水,搅拌站及梁场施工用水采用打井取水,优先考虑地下水,对砼不具侵蚀作用,能够满足施工要求。项目部生活用水设采用自来水。
3.1.4原材及试验室准备
1、材料要求
水泥、沙、石料、钢筋等原材试验及砼配合比已完成并得到监理工程师批准。
2、配合比
天桥主梁采用C50混凝土,坡道桥和梯道桥板梁采用C40混凝土。
施工用砼由商品砼站集中拌合,通过砼罐车输送。砼搅拌前,检测骨料含水量,据此调整水的用量。严格按设计配合比进行投料,控制投料精度,保证水灰比、水泥用量、塌落度等技术指标,进而保证满足混凝土质量及施工和易性要求。
C50碎石普通混凝土配合比为:
3.2施工组织机构
为了加强管理,更好地按业主要求优质地完成该工程的施工任务,项目施工采取直线职能制,分三个层面:第一层是项目经理部领导层,对施工的质量、安全、进度、成本等生产经营活动进行全面的管理、组织指挥和内外协调;第二层是专业职能管理部门,负责内部专业管理业务,下设配备技术员、施工员、质检员、材料员、安全员;第三层为操作层,是项目的具体施工操作队伍。
本着专业化和机械化施工、便于组织协调的原则,针对本工程工期短、任务紧的特点,结合现场实际情况,现浇箱梁工程投入1个施工队。施工队设队长一名,副队长一名,技术人员二名,下设各施工班组:钢筋班、模板班、脚手架班、混凝土班、张拉班、电工班等多个专业班组,采取平行流水的施工方法组织施工。
3.3施工计划
3.3.1劳动力计划
根据业主对工期的要求,结合本工程的实际情况,上部结构施工期间,初步拟定配备施工人员47人,其中管理人员5人,钢筋班12人,混凝土班8人,木工班10人,架子工8人,张拉工4人,并根据需要调整劳动力。各作业人员由具有类似工程施工经验的专业施工人员抽调组成,并由项目部配备相应的工程技术人员指导施工。
3.3.2主要机械设备计划
本着经济合理、加快进度的原则,配备施工机械设备,主要有挖掘机、压路机、发电机、吊车、钢筋加工机具以及混凝土机械等设备。
3.3.3材料供应计划
3.3.4施工进度计划
根据项目部总体施工进度计划,以及目前天桥下部结构的施工进度,TK11+980人行天桥主梁计划2014年6月1日~2014年7月25日,工期55天;坡道桥梁板和梯道桥梁板计划。
1、天桥主梁分项工程进度计划如下:
1)地基处理:2014年6月1日~2014年6月3日;7
2)支架搭设及预压:2014年6月4日~2014年6月18日;20
3)底板侧模安装:2014年6月16日~2014年6月25日;12
4)钢筋安装:2014年6月21日~2014年6月30日;20
5)内膜安装:2014年6月26日~2014年7月2日;
6)底板砼浇筑:2014年7月3日~2014年7月4日;1
7)顶板模板安装:2014年7月5日~2014年7月10日;
8)顶板钢筋安装:2014年7月8日~2014年7月12日;
9)顶板砼浇筑:2014年7月13日~2014年7月14日;
10)砼养生:2014年7月15日~2014年7月22日;10
11)张拉压降:2014年7月23日~2014年7月25日;2
2、坡道桥
四、现浇梁施工方案
4.1总体施工方案
现浇箱梁采用满堂式支架法进行施工,箱梁混凝土浇筑采用二次浇筑法。支架采用碗扣式钢管支架,支架上搭设纵横方木作为承重梁
和分配梁,箱梁底模板、侧模板及内模板均采用高强度胶合板。
为保证道路畅通和不影响其它工程施工,在第二跨中间预留一个门洞作为行车通道。预留门洞横向净宽4.0米,门洞净高4.5米。
箱梁混凝土浇筑汽车泵泵送,第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处,第二次浇筑顶板及翼缘板,待箱梁混凝土强度达到90%时进行预应力张拉。
4.2现浇梁施工工艺流程
地基处理→支架搭设→底模安装→支架预压→调整标高→支座安装→底腹板钢筋绑扎→浇筑底板砼、腹板砼→砼养生→安装顶板模板→安装顶板钢筋→浇筑顶板砼→砼养生→钢绞线穿束→张拉压浆→封锚→模板支架拆除
4.3现浇箱梁施工方法
4.3.1地基处理
现浇箱梁支架体系关键部位是桥下地基处理,桥梁施工范围内地基承载力应满足所承受的全部荷载,确保地基不发生沉陷现象。
1、桥宽范围内路基填筑至路床顶,且主路床0.8m 范围换填6%生石灰土,辅路上路床0.3m 范围换填6%生石灰土,灰土压实度控制标准不低于96%。
2、浇筑10cm 厚C20砼进行表面硬化处理,砼垫层范围按周边比箱梁投影线每边大50cm 进行控制。为保证地基不受雨水浸泡,地基处理和场地硬化时,表面设置1%的双向横坡。
3、在地基周边外侧1m 处设置排水沟,同时在排水沟表面抹1cm 厚砂浆,以防止面层下的地基被水浸泡。每集水坑隔50米设一个,每个集水坑设置水泵一台,便于桥区集中对外排水。施工时,人员和材料通行处设置盖板以保护排水沟不被破坏。
4.3.2支架搭设
1、支架搭设设计
根据场地实测数据,该桥的箱梁支架搭设高度为5.0~5.9m 范围,设计采用φ48×3.5mm 钢管支架。
支架在横桥向方向搭设宽度为4.2m 。
具体支架搭设布置为:
满堂支架顺桥向立杆间距一般部位为0.9米,其中Z2和Z3墩顶中心线两侧共10米范围加密为0.6米,Z1和Z4墩两侧共4米范围加密为0.6米。
横桥向立杆布置间距为0.6米,单幅布置为:7×0.6=4.2m。 水平横杆布置为:底板以下按照1.2米步距布置,底板以上按照0.6米布置。
在支架两侧面自上而下设剪刀撑,横桥方向每4m 左右设置一道剪刀撑,顺桥向每4m 左右设置一道剪刀撑,另外3.6米横杆处设置水平剪刀撑,上顶托及下底托处必须各设一道水平剪刀撑,斜撑通过扣件与支架立杆连接,每根钢管上扣件不少于4个,安装时扣件尽量布置在框架结点上, 在支架底部纵横向设置扫地杆,以保证支架的整体稳定性。
利用水准仪进行顶托的高度调整设计高程后,在其上安放10cm ×15cm (纵向)的方木作为纵梁,在纵梁上间距30cm 安放10cm ×10cm 的方木横梁,横梁长度随桥梁宽度而定。安装纵横方木时,应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开,且任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。最后在横梁上铺设厚度1.5cm 的防水胶合板作为箱梁面板。
2、支架材料的选用和质量要求
支架规格采用φ48×3.5mm 钢管,扣件和钢管脚手架应有产品标识及产品质量合格证。进场应派专人检查验收,合格后方可使用。
(1)钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀;禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。
(2)可调构件,螺纹部分完好,无滑丝现象,无严重锈蚀,焊缝无脱开现象;
(3)支架钢管的厚度应满足设计方案要求;
(4)可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于6扣;顶底座钢板厚度不得小于5mm ;
(5)立杆最大弯曲变形矢高不超过L /500,横杆斜杆变形矢高不超过L /250。
(6)扣件应按现行国家标准《钢管支架扣件》(GB15831)的规定选用,严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测
单位的测试报告和产品质量合格证,当对扣件质量有怀疑时,应按现行国家标准《钢管支架扣件》的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。
3、现场搭设方法
支架高约5.0~5.9m ,支架搭设前按施工方案弹线定位。采用全站仪放出箱梁的中线、高程,然后用白灰标出梁底外放1m 轮廓线,确定支架安装位置,自中线向两侧对称布设碗扣支架。
根据立杆位置布设立杆底托,下底托放置应平整牢固,底部无悬空现象。底托处设调节丝杆,分段落将支架钢管调整到同一标高,丝杆的调节高度控制在20cm 以内。
根据立杆和横杆的设计组合,在放置底座后,从底部向顶部依次安装立杆、横杆,再安装斜杆的顺序搭设。立杆应采用不同的长度组合,以避免立杆接头处于同一水平面上;立杆安装完成后,安装上顶托,顶托上设置两层方木,顺桥向10cm ×15cm (纵向)的方木设于下层,直接布置在顶托上;横桥向10cm ×10cm 的方木布置于上层,其中心距为30cm 。
支架安装完成后,在排架外一侧搭设人行马道,马道采用之字型斜道。人行马道宽度为0.9m ,坡度为1:2。拐弯处设置平台,其宽度不小于马道宽度。马道采用方木和竹胶板制作,马道脚手板上应每隔300mm 设置一根防滑木条,木条厚度宜为20~30mm 。马道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板,栏杆高度为1.2m ,挡脚板高度为200mm ,并安装安全网。
4、支架安装技术要求
(1)排架的底层支架最为关键,其组装质量直接影响排架整体质量,要严格控制组装质量。在安装完最下两层水平杆后,首先检查并调整水平框架的方正和纵向直顺度;其次应检查水平杆的水平度,并通过调整立杆可调底座使水平杆的水平偏差小于L/400。
(2)搭设时,应注意调整服从架的垂直度,要求整架垂直度小于1/500L ,最大允许偏差为100mm 。横杆的水平度应小于L /400。
(3)排架底层纵、横向水平杆作为扫地杆,距地面高度不大于
35cm ,立杆接长除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。
(4)立杆上端包括可调螺杆伸长顶层水平杆的长度不大于70cm ,上、下托丝扣伸出钢管口都不大于20cm ,插入立杆内的长度不得小于150mm 。
(5)剪刀撑斜杆应采用旋转扣件固定在与之相交的立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm 。除两端扣紧外,中间尚需增加2-4个扣节点。斜杆的最下面一个连接点距地面应小于500mm ,以保证排架的稳定性。斜杆的接长宜采用对接扣件连接。当采用搭接连接时,搭接长度不小于400mm ,并用两只旋转扣件扣牢,螺栓拧紧力矩不应小于50KN•M。
(6)应逐个检查立杆底脚,并确保所有立杆不悬空和松动;当底层架子符合搭设要求后,检查所有碗扣接头并锁紧,在搭设过程中应随时注意检查上述内容,并予以调整。
4.3.3门洞设计
1、门洞支墩基础
门洞支墩基础采用C20混凝土条形基础,基础宽0.8m ,高度0.5m, 长度6m 。
2、门洞支墩
采用钢管柱和工字钢的形式搭设门洞支架,横桥向两道条形基础上各设置5根钢管柱,钢管柱顶放置工字钢作为枕梁。
3、门洞纵梁
门洞纵梁采用Ⅰ32a 工字钢,工字钢长5.7m 以上,其间距和立杆横向间距相同。
4、纵梁顶支架布置
在纵梁工字钢上,其立杆布置和与一般箱梁断面支架布置相同,其横杆按步距0.6m 布置。支架顶上托纵横布置方木与一般箱梁同相同。
4.3.4模板安装
模板分为底模、侧模、内模和端模,所有模板均采用胶合板制作。
1、底模安装
根据设计尺寸和标高安装箱梁底模,底模采用122cm*244cm*1.5cm胶合板,铺设模板时,胶合板长边按顺桥向布置,胶合板之间采用粘贴海绵密封条进行违者封闭,防止漏浆。
底模板宽度与设计梁宽度一致,以便于侧模直接在底模侧面。
2、侧模安装:
侧模板安装时,根据测量放样定出箱梁底板边缘线,然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋,受力小楞采用9cm*9cm方木,中心间距与底模间距相同,为30cm ,竖直方向用水平钢管和方木及扣件与支架连接,用以支撑固定侧模板,并每隔3米用16mm 对拉拉杆拉紧以防止胀模。
3、内模安装:
由于箱梁混凝土分两次浇筑,箱室模板分两次安装。第一次用胶合模板做内模板,用方木和钢管做横撑,同时用定位筋进行定位固定,并拉通线校正模板的位置和整体线型。第二次安装内模时,测量确定顶板底标高,划线标示,用以控制内模安装时的高度。安装内模时,先用方木搭设小排架,在排架上铺设胶合板,然后在板面接缝处上铺一层油毛毡,以防漏浆。为保证腹板的厚度,外侧模与内侧模之间设置内支撑钢筋。
内模安装完成后,测量检查其标高并予以调整。为方便内模的拆除,在顶板上预留人孔。人孔留在每跨的1/4处,对称交错预留。拆完模后用吊模法补浇预留人孔。
模板尺寸允许偏差和检验方法
4.3.5支架预压
钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行支架预压,以消除模板支架、支撑方木的非弹性变形和地基的压缩沉降影响,同时取得支架弹性变形的实际数值,作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。
1、预压方式
根据设计要求,对支架按120%荷载进行预压,预压采用砂袋法进行。所使用的砂袋应逐包称重计量,准确加载。砂袋称量后安装到位,应立即采用覆盖防雨布等防水措施。砂袋总重量应等于箱梁的梁体自重、模板重量和施工荷载之和。预压过程中,尽量模拟箱梁施工过程中荷载的特点进行布置,分级进行加载预压,按20%、50%、100%、120%荷载加载。加载时,纵向应从跨中开始向支点处进行对称布载;横向应从结构中心线向两侧进行对称布载。
预压过程中,设专人指挥加载的数量和部位;加载过程中设专人对支架、地基进行观察,发现异常情况如明显沉降、支架明显变形时要立即停止加载,调查原因并采取相应的措施后可方继续加载;加载前测量员要为参加施工人员指明各测量标志的位置,加载过程中注意保护不得碰动,一但碰动要及时通知测量员。
2、预压观测
(1)观测点布置
布置测量标高点并记录每点的初始标高值H1。在底模上顺桥向在L/4、L/2、3L/4和支点处设测量断面,每一断面在两侧边缘和中线位置布3个观测点。同时,在支架下部设立观测点,以检测地基的沉降
变形。上下观测点应对应布设。
考虑到布载后不易布点和进行后续测量,可将每一断面两侧的两个点布置在底板顶面,采用正立尺法测量相关标高,将中间的一个点布置在底板底面,采用倒立尺法测量相关标高。测出各点的初始标高值H1并记录入表格。为了便于布载后及卸载前各点标高的测量,应在测量点位置钉铁钉立尺。
(2)观测方案
预压变形观测采用水准仪进行,水准仪应检定后方可使用;预压时,精确测量每个观测点的预压前标高h1、预压后标高h2和卸载后标高h3。
根据钢管支架预压技术规程的规定,采用分级加载,每级加载完成后,应每间隔3~5h对支架沉降量进行监测;当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2mm 时,方可继续加载。
全部荷载施加完毕后,每间隔3~5h观测一次,记录各测点标高;当支架预压满足:各测点沉降量24h 平均值小于1mm 或连续三天各测点沉降量平均值累计小于3mm 要求之一时,可认定支架满足要求,停止预压。
支架预压满足规定后可一次性卸载,支架两侧应对称、均衡、同步卸载。
(3)底模板标高调整
预压完成后,要根据预压的观测数据对施工预拱度的设置进行调整计算,因预压已基本消除支架、地基的非弹性形变,调整时主要考虑观测所得支架和地基的弹性变形。支架地基弹性变形=h3-h2。按二次抛物线法重新计算各放样点的预拱度值。跨中预拱度值最大,至支点处预拱度值为零。
底模板已在预压以前安装完成,根据调整后的施工预拱度重新计算底模板各点的标高,并对底模板的标高、坐标进行复测,调整消除预压引起的底模板变化,使之符合重新调整计算后的标高,要求与计算值偏差小于5mm 。底模板标高通过调整上顶托进行调整,使底模标高等于设计标高加预拱度值。调整后底模竹胶板与方木支撑必须紧密贴合。
4.3.6支座安装
人行天桥设计全部采用板式橡胶支座,包括双向和固定支座,支座安装前应进行相关试验。
支座安装在已完成的垫石上进行,并在墩顶底模安装前完成。支座垫石的混凝土强度等级为C40,垫石顶面四角高差不得大于2mm 。
支座安装时,固定支座和活动支座的位置和方向必须符合设计要求,并检查活动支座内硅脂油的情况。整孔桥梁的支座应均匀受力,支座配件应齐全无损伤,螺栓螺母应拧紧无松动;支座锚栓的规格、质量、埋置深度和外露长度,必须符合设计要求和相关标准。
4.3.7钢筋安装
箱梁钢筋加工及安装顺序:横梁钢筋→底板、腹板钢筋→波纹管安装→顶板、翼板钢筋。
钢筋在加工场内集中制作,运至现场安装。钢筋加工时,应按照设计要求尺寸进行下料、成型,钢筋安装时控制好间距、位置及数量,并设置钢筋保护层垫块,垫块设置密度按4个/m2控制,垫块采用塑料垫块,其尺寸应满足保护层厚度的要求。
预应力管道采用金属波纹管,波纹管安装前,应检查波纹管的规格、质量,如有孔洞和变形应予以处理。预应力管道安装时,应严格按照钢束坐标进行定位,并采用定位架对波纹管准确定位,直线部位每隔100cm 、曲线部位每隔50cm 设置一道定位钢筋,定位钢筋与骨架钢筋电焊固定。波纹管接长采用接头连接,被接的两根波纹管的接头要顶紧,以防穿束时在接头处的波纹管被束头带出而堵塞管道,并用宽胶带包缠,以防漏浆。
在进行电焊作业时,在波纹管上覆盖湿麻袋或薄铁皮等覆盖物,防止灼伤波纹管。梁端锚具垫板尺寸正确,波纹管中心线要与锚具垫板严格垂直,螺旋筋应与锚垫板贴紧。
浇筑混凝土前,对波纹管进行全面检查后,插入通长内衬硬塑料管,内衬塑料管的外径比波纹管内径10~15mm 。在混凝土初凝前将橡胶管来回抽动,在混凝土终凝后抽出。
钢筋安装位置与预应力管道或锚件位置发生冲突时,应适当调整钢筋位置,确保预应力构件位置符合设计要求。同时对设计的预留孔
道及预埋件进行设置,设置位置要正确、固定牢固。顶板人孔钢筋应错开切断,并保证接头搭设长度。
4.3.8浇筑混凝土
混凝土采用商品砼,混凝土运输采用5台8m 3混凝土运输车运送,现场采用1台泵车浇注混凝土,并安排1台泵车以备用。
混凝土设计强度C50,混凝土配合比通过设计和试验配制确定,充分考虑到施工条件与试验条件的差别,以保证配制的混凝土满足施工所需的和易性、流动性和可靠性等技术要求,施工中严格控制水泥用量,防止因混凝土水化热过高引起开裂。根据箱梁混凝土数量和施工难度并结合技术要求,将箱梁混凝土的初凝时间定为8小时左右,坍落度控制在16~18cm 左右。为此,在混凝土中掺加高效减水剂,粗骨料采用5~25mm 连续级配的碎石。
箱梁混凝土分两次浇筑,第一次浇筑底板和腹板,浇注至腹板顶部,第二次浇筑顶板和翼板,两次浇筑接缝按施工缝处理。混凝土浇筑从低处向高处呈梯状分层连续浇筑,按照纵向分段、水平分层、左右对称的原则,上层与下层前后浇筑距离保持3m 左右,在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。在混凝土浇筑过程中,注意使混凝土入模均匀,避免大量集中入模,灌注中不得用振动棒推移混凝土以免造成离析。混凝土浇筑必须保证连续不间断进行。
混凝土振捣采用50型插入式振捣棒,每班安排4台振捣棒进行振捣作业。振捣混凝土时,振捣棒移动间距不超过作用半径的1.5倍。在靠近模板处和钢筋密集处,应仔细振捣,必要时可先安排人工进行插振。灌注混凝土中,避免振动棒对波纹管的过度振动。振捣上层混凝土时,振捣棒要插入下层混凝土中10cm 左右。对每一部位的混凝土的振捣,以混凝土停止下沉、不再冒气泡、表面平坦泛浆为止。
浇筑腹板时,混凝土易从下梗肋冒出底板,因此振捣特别小心,必要时在内模下梗肋与底板交接处设置水平压板,防止混凝土大量冒出,超过底板。冒出的混凝土,亦不宜过早铲除,待腹板混凝土稳定时再处理,避免底部扰动造成腹板区段出现空洞等质量问题。
浇筑腹板混凝土时,其顶部宜高出翼板1cm 左右;浇筑顶板混凝土时,在腹板上设立二道纵向滑道,以控制桥面高程和平整度。
混凝土振捣完毕,应安排专人进行表面收浆。顶板收浆可使用滚杆和铝合金刮杠初平,再用木抹精平,然后用钢抹压光,最后采用钢丝刷刷毛。达到一定强度后,及时覆盖并洒水养生。
箱梁混凝土浇筑过程中,派设专人模板进行看护,在浇筑过程中仔细检查模板的稳定情况,有无漏浆等现象。并在现场存放一定的支撑杆,以备应急用。
浇筑过程中专门安排测量人员观测整个箱梁的沉降及支架位移情况,梁跨下设专人对支架、模板有无侧移进行检查。每侧翼板下设人对桁架进行检查。发现有异常情况,应及时上报,并暂停砼浇筑,处理后方可继续进行砼筑。
混凝土浇筑前,应了解天气情况,选择良好天气情况下进行施工。并安排人员对进场道路详细勘查,保证砼运输道路畅通。
对备用发电机进行检查,并备好足够使用的燃油,以防出现停电情况时能及时供电。
由于一次浇筑砼量较大,浇筑时间较长,需要晚间作业,因此,现场应备好充足的照明设施,计划安排10支1kW 移动式照明灯,以保证作业现场有足够的亮度。
4.3.9混凝土养护
混凝土浇筑、振捣完毕,为了防止混凝土表面出现收缩裂纹,加强新浇筑混凝土表面的收浆抹面工作。混凝土浇筑后,及时抹面,并根据混凝土的硬化情况进行二次抹面,在混凝土初凝前完成收浆抹面工作,以消除收缩裂纹,并使平整度满足要求。收浆抹面后要及时采用塑料薄膜和土工布、草帘等覆盖进行潮湿养护,防止水分蒸发产生收缩裂纹。
混凝土接近初凝时(即根据混凝土表面不粘手、不粘土工布时为宜)桥面采用土工布覆盖,注意不得污染桥面;土工布块与块之间应设10cm 左右的搭接宽度。土工布进行保温养护覆盖时,横向两边要留不少于10cm 长度,以便用角铁或其他物体压住,防止刮风裹起。
4.3.10预应力施工
全桥预应力管道均采用金属波纹管成孔。预应力一次张拉完成,张拉控制应力为0.75fpk=1395MPa,张拉应在梁体混凝土强度达到设
计值的90%.
预应力应采用两端同步张拉,并左右对称进行,张拉顺序先腹板束,后顶板束。预应力采用双控措施,预应力值以油压表读数为主,以预应力筋伸长值进行校核。
1、预应力材料
设计采用15.2mm ,强度等级为1860MPa 的钢绞线。预应力材料全部从业主指定的厂家采购。每一批材料进场均要求提供出厂合格证,检验报告。严格验货程序,并按试验规范取样检验。
预应力材料集中垫高堆放,离地高度不低于50厘米,用防雨布四周包裹,防止淋雨生锈,并树立标示牌标识明确,派专人管理。
预应力材料随用随领,未用完的及时退回,不得私自保管,防止施工现场电焊搭火,影响预应力材料性能。
2、预应力钢束编束、穿束
(1)钢绞线下料成束
1)下料采用砂轮机切断,禁止用电焊或氧气切断,也不得使预应力筋经受高温、焊接火花或接地电流的影响。切断钢绞线之前,先在切割线左右两端各3-5cm 处用扎丝扎一道,防止切断后散头。
2)钢绞线下料长度按设计图,并考虑千斤顶张拉端的工作长度。工作长度按照设计要求的80cm 。
3)为使钢绞线成束时不致互相绞扭紊乱,采用圆钢仿锚板孔做成梳型将各根钢绞线梳理顺直,每2m 用一道20号扎丝捆扎成束,编束后,应系上标签,注明束号、束长,束内用白胶布缠贴编号,分别存放在防雨棚内待用。
4)钢绞线束在储存、运输、制作、安装过程中,应防止钢束锈蚀,沾上油污及损坏变形。
(2)穿束
穿束前应将锚下垫板面上灰浆除净,检查锚下垫板下混凝土是否密实,垫板与孔道是否垂直,如有问题应及时处理。检查预应力孔道,发现被堵要及时排堵。箱梁锚垫板与锚板接触处的焊渣、毛刺、砼残渣要及时清理干净。
整体穿束时,牵引方向应与管道出口端的轴线保持一致,以减小
牵引阻力。钢绞线拖拉束套用于钢丝绳与钢绞线束的连接,通过同钢绞线束之间的摩擦力将牵引力传递至钢绞线束上。拖拉束套采用φ2mm 钢丝束编制而成,呈渔网状,在束套前端设置导向设备。导向设备由钢管加工而成,呈“子弹头”形状,外径小于预应力孔道内径10~15mm ,捆绑扎头埋入钢绞线束内。钢丝绳通过管道内预设铁线拖拉至穿束入口,与束套连接。钢绞线束拖拉端头处理如下图。
3、张拉设备
千斤顶:张拉千斤顶额定吨位宜为张拉力的1.2倍,根据计算,拟采用400T 千斤顶;千斤顶最大行程,对于伸长量不大的预应力束张拉,应按预应力筋的伸长量加初始张拉的预留行程
油压表:油压表的选用要与油泵及张拉千斤顶配套,油压表最大读数应为最大张拉油压的1.5倍以上,以保证油压表能较长时间使用和工作的准确度。油压表精度不低于0.4级压力表;油表盘直径应大于15cm ,读数分格应不大于1MPa ;油表应为防震油表。
油泵:ZB4/500型电动高压油泵。
张拉设备与工具配备:①电动高压油泵(含压力表两只)2台(套);②锚具配套,纵向预应力千斤顶2台;③限位板2只;④打紧器2个;⑤工具锚及夹片2套(与锚系列配套);⑥钢片尺、木把螺丝刀100×各2把;⑦压风机一台。
4、张拉机具的标定
(1)张拉机具应与锚具配套使用,应在进场时进行检查和检验。千斤顶与压力表配套检验,以确定张拉力与压力表读数间的关系曲线。
(2)张拉机具应由专人使用和管理,有下列情况之一时需对油表、千斤顶配套检验:a 设备停用后再次使用时;b 油泵、千斤顶、油表之中有一件是新进场或修复后第一次使用时;c 在运输和操作过程中出现异常(如油表受到激烈振动、指针不能归零、读数产生误差等)后;d 校正有效期为一个月且不超过200次张拉作业,拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正;或在千斤顶使用过程中出现不正常现象时。
5、张拉施工
附:支架模板计算书
一、侧模板体系验算
1)模板侧压力计算
新浇混凝土墙模板最大侧压力可参照《建筑施工手册》取下列二式计算,取其较小值:
F=0.22γt 0β1β2V 12
F=γ∙H
式中:F 为新浇混凝土对模板产生的最大侧压力(KN/m2);γ为混凝土比重(KN/m3);t0为混凝土初凝时间,按t0=200/(T+15)(T为入模温度) 计算;V 为浇注速度(m/h);H 为侧压力至混凝土面顶的高度;β1为外加剂掺加系数,不掺时取1.0,掺加时取1.2;β2为塌落度系数,当塌落度为<3cm ,5-9cm ,11-15cm 时分别取0.85,1.0,1.15。
本工程取:γ=25KN/m3,T=30℃,β1=1.2,β2=1.0,V=2.5m/h,则:
F=25×1.9=47.5
取两者中较小值,即F=46.4KN/m2。
考虑到墙厚及加强内部振捣要求,附加水平荷载取4.0KN/m2,即F=46.4+4.0=50.4KN/m2。有效压头高h=F/25=2.0m。
2)内楞间距计算
侧模板受到新浇混凝土侧压力,支撑于内楞上,每一支撑桁架单元体的模板一般可按三跨连续梁计算,内楞间距( 可按强度和刚度要求计算,取其较小值,即:
计算简图
(按强度要求
)
(按刚度要求)
式中:M 为墙侧模版计算最大弯矩(N ﹒mm );q1为作用于模板上的侧压力(N/mm),按b=1.0m计算,q1=F/b=50.4N/mm;l 为侧板计算跨度(mm );b 为侧板宽度,取b=1.0m;h 为侧板厚度,取18mm ;
13N/mm2;为侧板挠度(mm );为木材抗弯强度设计值,取为侧板容许挠度,取l /400;E 为弹性模量,
。 木材取9.5×103N/mm2;I 为侧板截面惯性矩(mm4),
经计算可分别得出按强度和刚度要求计算的l 值,即:
取两者中的较小值325mm ,实际选用300mm 。
3)内楞跨度计算
内楞承受荷载的作用,按多跨连续梁计算,内楞跨度(即外楞间距)可按下式计算,取其中较小值:
(按强度要求
)
(按刚度要求)
式中:M 为内楞计算最大弯矩(N ﹒mm );q2为作用于内楞上的荷载(N/mm);W 为内楞截面抵抗矩(mm3),;l 为内楞计算跨度(mm );为木材抗弯强度设计值,取13N/mm2;为侧板挠度(mm );为侧板容许挠度,取l /400;E 为弹性模量,木材取9.5×103N/mm2;I 为内楞截面惯性矩(mm4),
内楞。 (木
依照上述每300mm 布置一根内楞,每根内楞上的荷载q 2=50. 4⨯0. 25=12. 6KN /m 。经计算可分别得出按强度和刚度要求计算的值,即:
l 强度≤11. 4⨯1⨯50⨯1002/12. 6=927mm 6
l 刚度≤15. 3I /q 2=15. 3⨯50⨯1003/12⨯12. 6=1058mm
取两者中的较小值927mm ,选用400mm 、500mm 、600mm 均合适,实际施工过程中根据侧模板高度不同选用不同间距,在梁高大于1.2m 范围内选用400mm+400mm+400mm,在梁高小于1m 范围内选用400mm+400mm。
4)外楞及对拉螺杆验算
外楞为双拼Φ48钢管,钢材抗拉强度设计值:Q235钢为205N/mm2,普通螺栓为170N/mm2。钢材抗弯强度设计值:Q235钢为205N/mm2。钢楞的容许挠度为3mm 。
外
楞
I =2⨯10. 193⨯104mm 4 ,33W =2⨯8. 494⨯10mm , ,
M 0. 10⨯25. 2⨯2502
22==9. 27N /mm
ql 425. 2⨯2504
==0. 02mm
M14止水螺杆按500mm ×500mm 间距布置。查《建筑施工手册(第四版)》表8-4,,M14对拉螺栓净截截面A=105mm2,容许拉力N=17.8KN。
对对拉螺栓的拉力:N =50. 4⨯0. 5⨯0. 5=12. 6KN
根据以上计算结果,内楞间距300mm ,外楞间距最下面三排间距400mm ,中间三排间距500mm ,上部间距600mm ,对拉螺杆的横向间距为500mm ,竖向间距根据外楞确定(400-600mm ),满足要求。但设置对拉螺杆时要注意最下面一排对拉螺杆距底模的距离要不小于20cm 。
二、梁底模板支撑体系验算
满堂支架顺桥向立杆间距一般部位为0.9米,其中Z2和Z3墩顶中心线两侧共10米范围加密为0.6米,Z1和Z4墩两侧共4米范围加密为0.6米。横桥向立杆布置间距为0.6米,单幅布置为:7×0.6=4.2m。支架顶托上安放横向10cm ×10cm 方木的外楞,外楞间距即为支架纵向间距60cm 和90cm 。在外楞上安放5cm ×10cm 方木的内楞,内楞间距为30cm 。在内楞上为1.8cm 模板,模板用钉子固定在内楞上。该桥准备分两次浇筑混凝土,第一次浇筑底板和腹板混凝土,第二次浇筑顶板混凝土,而且桥梁荷通过模板和内楞以及外楞传递到支架,计算时以桥梁荷载在横断面上为均布荷载分布来计算。
根据该桥的图纸,计算桥梁自重荷载的纵向分布图如下图。从下图中可以清楚的看出支架在纵向上承受的荷载分布,然后可以清晰的在支架纵距为90cm 和60cm 两种情况下,各取一个最大荷载断面进行验算。支架纵距为60cm 的区域选取Ⅵ-Ⅵ断面进行验算,支架纵距为90cm 的区域选取Ⅱ-Ⅱ断面进行验算。
天桥纵断面图、横断面图和荷载纵向分部图
(1)支架60cm 纵距Ⅵ-Ⅵ断面验算
支撑体系采用碗扣满堂架支撑体系,水平和竖直方向均设剪刀撑。模板采用15mm 厚覆膜胶模板;纵向内楞采用50×100木方,间距300mm ;横向外楞采用100×100木枋,间距600mm ;脚手架纵距600mm ,横距均为600mm ,步距为1200mm 。
Ⅵ-Ⅵ断面图如下:
1)参数信息
荷载参数:换算混凝土板厚:33000/200=1650mm,①混凝土自重选用25kN/m3,②模板自重采用0.3kN/m2,③施工均布荷载选用1kN/m2,④振捣混凝土荷载0.5kN/m2。
木方参数:木方50mm ×100mm ,木方的弹性模量E=9500N/mm2,抗弯强度取13N/mm2,截面惯性矩I=5.00×10.003/12=416.67cm4,木方的截面抵抗矩W=5.00×10.002/6=83.33cm3。
面板参数:面板板厚为18mm ,抗剪强度取1.4N/mm2,抗弯强度取13N/mm2,弹性模量E=9500N/mm2,截面惯性矩I=100×1.803/12=48.60cm4,截面抵抗矩W=100×1.802/6=54.00cm3
2)内楞间距计算
面板为受弯结构, 需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板取1米板带的按照三跨连续梁计算。
计算简图
静荷载标准值:q1=(①×1.65+②)×1=25×1.65×1+0.3×1=41.55kN/m 活荷载标准值:q2=(③+④)×1=(1+0.5)×1=1.50kN/m
荷载设计值:q=1.2×41.55+1.4×
1.50=47.46kN/m=51.96N/mm
(按强度要求)
l 强度
≤11. 4⨯/51. 96=368mm
(按刚度要求)
l 刚度≤15. 3I /q 2=15. 3⨯48. 60⨯104/51. 96=332mm
取两者中的较小值332mm ,实际选用300mm 。
3) 内楞跨度计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
计算简图
钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=①×1.65×0.3 =25×1.65×0.3= 12.375kN/m
模板的自重线荷载(kN/m):
q2=②×0.3 =0.3×0.3=0.09kN/m
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
q3 =(③+④) ×0.3=(1+0.5)×0.3=0.45kN/m
荷载设计值:q=1.2×(12.375+0.09)+1.4×
0.45=15.588kN/m
(按强度要求)
l 强度
≤11. 4⨯/15. 588=834mm
(按刚度要求)
l 刚度≤15. 3I /q 2=15. 3⨯416. 67⨯104/15. 588=985mm
取两者中的较小值834mm ,实际选用600mm 。
4)外楞验算
外楞100mm ×100mm 木枋,抗弯强度取13N/mm2。木枋的容许挠度为3mm 。 外楞q =51. 96⨯0. 6=31. 18N /mm ,,
W =10⨯102/6=1. 67⨯105mm 3,I =10⨯103/12=8. 33⨯106mm 4 M 0. 10⨯31. 18⨯6002
==6. 72N /mm 2
挠度验算:
ql 431. 18⨯6004
ω===0. 016mm
根据以上计算结果,纵向内楞50×100木方的间距为300mm ;横向100×100外楞间距为600mm 。
5)模板支架立杆荷载标准值(轴力
):
高支板模稳定性荷载计算单元
静荷载标准值:
a .钢管脚手架的自重(kN):
纵距l=0.6m,横距b=0.6m,步距h=1.20m
结构自重标准值gk=0.1033
NG1 =0.1033×5=0.517kN(钢管的自重计算参照《建筑施工手册(第四版)》表5-8)
b. 模板的自重(kN):
NG2 =0.3×0.6×0.6+0.0812=0.189kN
c. 钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25×1.65×0.6×0.6=14.85kN
经计算得到,静荷载标准值
NG=0.517+0.189+14.85=15.56kN。
d. 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载:
经计算得到,活荷载标准值 :
NQ=3.00×0.6×0.6=1.08kN
e. 立杆的轴向压力设计值计算公式:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×15.56+1.4×1.08=20.18KN
6)立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ=N ≤[f ] ϕA
N =20.18kN;i=1.60cm;A=3.98cm2;[f]=205.00 N/mm2;立杆计算长度:
h 02. 1⨯102
h 0=h +2a =1. 2+2⨯0. 45=2. 1m ,λ=i =1. 6=131,查《建筑施工手册(第四版)》表5-18,得ϕ=0. 429;
σ=20180=118N /mm 2
f 安全系数:K =σ=205=1. 74(满足要求) 118
根据以上计算,脚手架纵距600mm ,横距均为600mm ,步距为1200mm ,满足施工要求。
(2)支架90cm 纵距Ⅱ-Ⅱ断面验算
支撑体系采用碗扣满堂架支撑体系,水平和竖直方向均设剪刀撑。模板采用18mm 厚覆膜胶模板;纵向内楞采用50×100木方,间距300mm ;横向外楞采用100×100木枋,间距900mm ;脚手架纵距900mm ,横距均为600mm ,步距为1200mm 。
Ⅱ-Ⅱ断面图如下:
1)参数信息
荷载参数:换算混凝土板厚:20400/200=1020mm,①混凝土自重选用25kN/m3,②模板自重采用0.3kN/m2,③施工均布荷载选用1kN/m2,④振捣混凝土荷载0.5kN/m2。
木方参数:木方50mm ×100mm ,木方的弹性模量E=9500N/mm2,
234抗弯强度取13N/mm,截面惯性矩I=5.00×10.00/12=416.67cm,木方的截面抵抗矩
W=5.00×10.002/6=83.33cm3。
面板参数:面板板厚为18mm ,抗剪强度取1.4N/mm2,抗弯强度取13N/mm2,弹性模量E=9500N/mm2,截面惯性矩I=100×1.803/12=48.60cm4,截面抵抗矩W=100×1.802/6=54.00cm3
2)内楞间距计算
面板为受弯结构, 需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板取1米板带的按照三跨连续梁计算。
计算简图
静荷载标准值:q1=(①×1.02+②)×1=25×1.02×1+0.3×1=25.8kN/m 活荷载标准值:q2=(③+④)×1=(1+0.5)×1=1.50kN/m
荷载设计值:q=1.2×25.8+1.4×
1.50=33.06N/mm
(按强度要求)
l 强度
≤11. 4⨯/33. 06=461mm
(按刚度要求)
l 刚度≤15. 3I /q =15. 3⨯48. 6⨯104/33. 06=375mm
取两者中的较小值375mm ,实际选用300mm 。
3) 内楞跨度计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
计算简图
钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=①×1.02×0.30=25×1.02×0.3=7.65kN/m
模板的自重线荷载(kN/m):
q2=②×0.30 =0.3×0.3=0.09kN/m
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
q3 =(③+④) ×0.30=(1+0.5)×0.3=0.45kN/m
荷载设计值:q=1.2×(7.65+0.09)+1.4×
0.45=9.918kN/m
(按强度要求)
l 强度
≤11. 4⨯/9. 918=1045mm
(按刚度要求)
l 刚度≤15. 3I /q =15. 3⨯416. 67⨯104/9. 918=1146mm
取两者中的较小值1045mm ,实际选用900mm 。
4)外楞验算
外楞100mm ×100mm 木枋,抗弯强度取13N/mm2。木枋的容许挠度为1.5mm 。 外楞q =33. 06⨯0. 9=29. 754N /mm ,,
W =10⨯102/6=1. 67⨯105mm 3,I =10⨯103/12=8. 33⨯106mm 4 M 0. 10⨯29. 754⨯6002
==6. 414N /mm 2
挠度验算:
ql 429. 754⨯6004
ω===0. 015mm
根据以上计算结果,纵向内楞50×100木方的间距为300mm ;横向100×100木枋间距为900mm 。
5)模板支架立杆荷载标准值(轴力
):
高支板模稳定性荷载计算单元
静荷载标准值:
a .钢管脚手架的自重(kN):
纵距l=0.6m,横距b=0.9m,步距h=1.20m
结构自重标准值Gk=0.1127
NG1 =0.1127×5=0.564kN(钢管的自重计算参照《建筑施工手册(第四版)》表5-8)
b. 模板的自重(kN):
NG2 =0.3×0.6×0.9+0.113=0.275kN
c. 钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25×1.02×0.6×0.9=13.883kN
经计算得到,静荷载标准值
NG=0.564+0.275+13.883=14.722kN。
d. 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载:
经计算得到,活荷载标准值 :
NQ=3.00×0.6×0.9=1.62kN
e. 立杆的轴向压力设计值计算公式:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×14.722+1.4×1.62=19.935KN
6)立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
N =19.935kN;i=1.60cm;A=3.98cm2;[f]=205.00 N/mm2;立杆计算长度:
h 02. 1⨯102
h 0=h +2a =1. 2+2⨯0. 45=2. 1m ,λ===131,查《建筑施工手册(第i 1. 6
四版)》表5-18,得ϕ=0. 429;
σ=19935=117N /mm 2
f 安全系数:K =σ=205=1. 75(满足要求) 117
根据以上计算,脚手架横距600mm ,纵距均为900mm ,步距为1200mm ,满足顶板施工要求。
三、箱梁内模板支撑体系
箱梁浇筑混凝土是先浇筑底板和腹板,然后浇筑顶板混凝土。箱梁内模板
对应底板下的支架和木方相同的布设,以上已经对箱梁底板下全部荷载验算合格,那么支撑顶板的内模板支撑体系就不再验算。
四、门洞验算
1、门洞组成
TK11+980天桥支架已经验算合格,现对在天桥跨中的门洞进行验算。小天桥的门洞高度4.5m 宽度4m(计算宽度4.5m) ,采用32b 工字钢做横梁,25b 工字钢做纵梁,采用4根Φ33cm 壁厚1cm 的钢管做立柱。门洞横断面及纵断面图如下:
两条主梁各为1根6m 长的32b 工字钢,次梁为单根25b 工字钢在主梁上以支架间距布置垂直于主梁,支架在次梁上搭设。立柱下浇筑C30钢筋混凝土条形基础,基础上预留钢板预埋件与立柱焊接固定。钢管立柱与主梁之间、主梁与次梁之间、次梁两端都用10#槽钢焊接连成整体。
门洞顶梁的横断面图如下:
2、次梁验算
次梁的受力模型如图:
25b 工字钢的参数:
Ix=5280cm4 Wx=423cm3 Sx=248cm3 A=53.541cm2 d=10.0mm q=42.03kg/m 抗拉强度f l = 210N/mm2 抗剪强度f j =120N/mm2
结合图纸算得
荷载参数:换算混凝土板厚:16881/200=844mm,①混凝土自重选用25kN/m,②模板自重采用0.3kN/m2,③施工均布荷载选用1kN/m2,④振捣混凝土荷载0.5kN/m2。
静荷载标准值:
a .钢管脚手架的自重(kN):
NG1 =0.4(钢管的自重计算参照《建筑施工手册(第四版)》)
b. 模板的自重(kN):
NG2 =0.3×0.6×4.5+0.0812=0.89kN
c. 钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25×0.844×0.6×4.5=56.97kN
经计算得到,静荷载标准值
NG=0.4+0.89+56.97=58.26kN。
d. 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载:
经计算得到,活荷载标准值 :
NQ=3.00×0.6×4.5=8.1kN
e. 压力设计值计算公式:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×58.26+1.4×8.1=81.252KN
所以q=81.252/4.5=18.06kN/m
(1)抗弯强度验算
3
次梁跨中最大弯矩为 Mmax=0.125*18.06*4.5=45.7 kN.m
次梁最大拉应力为 45.7/(1*423)=108N/mm2
(2)抗剪强度验算
次梁跨端最大剪切力 V=0.5*18.06*4.5=40.64kN
次梁最大剪应力为 40.64*248/(5280*10)=19.1N/mm2
(3)刚度验算
查规范得最大挠度不得超过L/400=4500/400=11.25mm
根据公式l=5ql4/384EIx 计算主梁跨中最大挠度 :
(5*18.06*45004)/(384*2.1*105*0.528*108)=8.7mm
3、主梁验算
主梁的受力模型如图:
q
32a 工字钢的参数:
Ix=11100cm4 Wx=692cm3 Sx=404cm3 A=67.156cm2 d=9.5mm q=52.717kg/m 抗拉强度f l = 210N/mm2 抗剪强度f j =120N/mm2
结合图纸算得
荷载参数:换算混凝土板厚:16881/200=844mm,①混凝土自重选用25kN/m3,②模板自重采用0.3kN/m2,③施工均布荷载选用1kN/m2,④振捣混凝土荷载0.5kN/m2。
静荷载标准值:
a .钢管脚手架的自重(kN):
NG1 =0.8(钢管的自重计算参照《建筑施工手册(第四版)》)
b. 模板的及次梁自重(kN):
NG2 =0.3×2×4.5+0.42×4.5×4=10.26kN
c. 钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25×0.844×2×
4.5=189.9kN 2
经计算得到,静荷载标准值
NG=0.8+10.26+189.9=200.96kN。
d. 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载:
经计算得到,活荷载标准值 :
NQ=3.00×2×4.5=27kN
e. 压力设计值计算公式:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×200.96+1.4×27=278.952KN
所以q=0.5×(278.952/2)+0.52=70.26kN/m
那么主梁每根工字钢的均布荷载为70.26kN/m
(1)抗弯强度验算
主梁跨中最大弯矩为 Mmax=0.125*70.26*22=35.13kN.m
主梁最大拉应力为 35.13/(1*692)=50.8N/mm2
(2)抗剪强度验算
主梁跨端最大剪切力 V=0.5*70.26*2=70.26kN
主梁最大剪应力为 70.26*404/(11100*9.5)=26.9N/mm2
(3)刚度验算
查规范得最大挠度不得超过L/400=2000/400=5mm
根据公式l=5ql4/384EIx 计算主梁跨中最大挠度 :
(5*70.26*20004)/(384*2.1*105*1.11*108)=0.63mm
4、立柱及基础验算
临时立柱采用直径33cm 壁厚1cm 的钢管。
每根钢管顶端的轴向压力为:N=(278.952+0.52*6*2)/4=71.3kN 钢管截面积A=1.0048*104mm 2
钢管高度3.5m ,回转半径i=(332+312)0.5/4=11.32cm
长细比λ=h/i=350/11.32=30.9
查表得Φ=0.846那么钢管的抗压承载力限值:
【N 】=0.846*10048*200=1700kN
所以N
钢管下采用C30混凝土条形基础,钢管通过预埋钢板0.4*0.4与条形基础焊接。
每根钢管重力为G=7.9*10*3.5*100.48*10-4=2.78kN
每根钢管底基础的压力为F=71.3+2.78=74.08kN
条形基础顶的压应力σ=74.08/(0.4*0.4)=0.463MPa
一、编制说明
1.1编制依据
1、吴楚大道工程(西段)第3标段C 段施工设计图纸及工程地质勘察报告;
2、吴楚大道工程(西段)第3标段C 段《施工组织设计》;
3、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规;
4、工程所涉及的主要国家或行业规范、标准、规程、法规及图集等:
5、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》 (CJJ 2-2008)
6、《公路桥涵施工技术规范》 (JTG TF50-2011)
7、《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
8、《路桥施工计算手册》
1.2编制原则
1、在充分考虑项目现有的技术水平、施工管理水平和机械配套能力的基础上,围绕确保质量、安全、工期、降低造价、环保及文明施工等目标并结合本工程现场施工条件来编制本施工方案;
2、严格按照现行国家和部颁等施工规范、验收标准的规定进行编制;
3、施工组织设计的编制坚持施工控制安全第一、质量第一的原则;
4、在实事求是的基础上力求技术先进、科学合理、经济适用的原则;
5、遵守招标合同文件各项条款要求,认真贯彻落实业主、和监理工程师的指令和要求。
6、自始至终对施工现场实施全员、全过程、全范围严密监控,坚持动静结合、科学管理的原则。
1.3编制范围
鄂州市吴楚大道工程(西段) 第3标段C 段TK11+980人行天桥。
二、工程概况
2.1工程简介
TK11+980人行天桥包含一座天桥,两座坡道桥和两座梯道桥。
天桥为三跨变高度连续箱梁,跨径组成:1.75m (悬臂)+22m+32.5m+20m+1.75m(悬臂),全长78m 。坡道桥为五跨等高度连续实心板梁,跨径组成:12.6m+3×13.9m+11.4m,全长65.7m 。梯道桥为三跨等高度连续实心板梁,跨径组成:5.17m+5.3m+5.11m,全长15.58m 。天桥主梁采用预应力混凝土变高度连续箱梁,单箱单室直腹板截面。支点梁高190cm ,跨中梁高100cm ,梁底按圆曲线变化。箱梁顶板宽400cm ,底面宽200cm ,悬臂长100cm ;顶板厚20cm ,底板厚20cm ,腹板厚35cm 。箱梁共设置两道中横梁、两道端横梁,其中中横梁厚100cm ,端横梁因设置牛腿厚425cm 。主梁采用纵向预应力体系。纵向预应力钢束分为顶板束、腹板束两种,均采用9-Фs15.2钢绞线,金属圆形波纹管制孔。纵向预应力均采用两段张拉。坡道桥主梁采用等高度连续实心板梁,梁高60cm 。梁顶面宽350cm ,底面宽150cm ,悬臂长100cm 。梯道桥主梁采用等高度连续实心板梁,梁高40cm 。梁顶面宽350cm ,底面宽150cm ,悬臂长100cm 。天桥主梁下部结构采用板式墩,坡道桥和梯道桥下部结构采用柱式墩。
2.2水文地质情况
本区地下水的主要补给来源是大气降水。本场区地下水按赋存条件,可分为上层滞水、弱孔隙承压水和基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于人工填土层中,水位不连续,无统一的自由水面,据勘察,地下水位埋深于0.6m-6.0m ,主要接受地表水与大气降水补给,其水量不大,易于疏干,但不容忽视。结合实际情况和水样的水质分析实验结果,沿线场地地下水对钢筋砼及砼中的钢筋具微腐蚀性。
地层岩性:
据勘察,拟建场地地层自上而下主要由6个单元层组成:(1)人工填土层及沟湖底淤泥层;(2)第四系全新统冲积形成的一般性黏土层、砂土层;(3)第四系上更新统冲洪积形成的老黏性土层、砂土层;
(4)层为基岩残基层;(5)白垩-下第三系泥质粉砂岩;(6)白垩-下第三系砾岩。
2.3水文气象情况
鄂州市位于长江中游南岸,属亚热带季风气候,具有冬冷夏热、四季分明、雨水充沛、光照充足的气候特征,年平均降水量为
1353.0mm 。冬夏温差大,年平均气温17℃,极端最低气温-12.4℃,极端最高气温40.7℃。历年最低气温为12、1、2月,并有霜冻和降雪发生。秋、冬两季主导风向是偏北风,春、夏两季主导风向是偏东风。
2.4工程数量
三、施工部署
3.1施工总体部署
3.1.1施工通道
本工程位于华容区临江乡,东临316国道,经临胡公路,下穿武九铁路往南500m 直达施工区域,大型施工机械及施工材料可以通过此路线再经施工便道到达各个作业点。
3.1.2施工供电
本工程现场临时用电电源由变压器接取380V 三相四线制低压电,采取TN —S 接零保护,三级配电、二级漏电保护和动照分设原则。总线采取三相五线制电缆,放射式多路主干线送至各用电区域,然后在每个供电区域内再分级放射式或链式构成配电网络,同时对重点工程如预制梁厂、施工现场等自备发电机以备应急供电,以防停电和供电不足影响施工的连续性。生活用电从附近变压器引进或直接采用农电。
3.1.3施工供水
本地区降水较丰富,现场施工及养护用水优先采用水塘、鱼塘中自然降水,搅拌站及梁场施工用水采用打井取水,优先考虑地下水,对砼不具侵蚀作用,能够满足施工要求。项目部生活用水设采用自来水。
3.1.4原材及试验室准备
1、材料要求
水泥、沙、石料、钢筋等原材试验及砼配合比已完成并得到监理工程师批准。
2、配合比
天桥主梁采用C50混凝土,坡道桥和梯道桥板梁采用C40混凝土。
施工用砼由商品砼站集中拌合,通过砼罐车输送。砼搅拌前,检测骨料含水量,据此调整水的用量。严格按设计配合比进行投料,控制投料精度,保证水灰比、水泥用量、塌落度等技术指标,进而保证满足混凝土质量及施工和易性要求。
C50碎石普通混凝土配合比为:
3.2施工组织机构
为了加强管理,更好地按业主要求优质地完成该工程的施工任务,项目施工采取直线职能制,分三个层面:第一层是项目经理部领导层,对施工的质量、安全、进度、成本等生产经营活动进行全面的管理、组织指挥和内外协调;第二层是专业职能管理部门,负责内部专业管理业务,下设配备技术员、施工员、质检员、材料员、安全员;第三层为操作层,是项目的具体施工操作队伍。
本着专业化和机械化施工、便于组织协调的原则,针对本工程工期短、任务紧的特点,结合现场实际情况,现浇箱梁工程投入1个施工队。施工队设队长一名,副队长一名,技术人员二名,下设各施工班组:钢筋班、模板班、脚手架班、混凝土班、张拉班、电工班等多个专业班组,采取平行流水的施工方法组织施工。
3.3施工计划
3.3.1劳动力计划
根据业主对工期的要求,结合本工程的实际情况,上部结构施工期间,初步拟定配备施工人员47人,其中管理人员5人,钢筋班12人,混凝土班8人,木工班10人,架子工8人,张拉工4人,并根据需要调整劳动力。各作业人员由具有类似工程施工经验的专业施工人员抽调组成,并由项目部配备相应的工程技术人员指导施工。
3.3.2主要机械设备计划
本着经济合理、加快进度的原则,配备施工机械设备,主要有挖掘机、压路机、发电机、吊车、钢筋加工机具以及混凝土机械等设备。
3.3.3材料供应计划
3.3.4施工进度计划
根据项目部总体施工进度计划,以及目前天桥下部结构的施工进度,TK11+980人行天桥主梁计划2014年6月1日~2014年7月25日,工期55天;坡道桥梁板和梯道桥梁板计划。
1、天桥主梁分项工程进度计划如下:
1)地基处理:2014年6月1日~2014年6月3日;7
2)支架搭设及预压:2014年6月4日~2014年6月18日;20
3)底板侧模安装:2014年6月16日~2014年6月25日;12
4)钢筋安装:2014年6月21日~2014年6月30日;20
5)内膜安装:2014年6月26日~2014年7月2日;
6)底板砼浇筑:2014年7月3日~2014年7月4日;1
7)顶板模板安装:2014年7月5日~2014年7月10日;
8)顶板钢筋安装:2014年7月8日~2014年7月12日;
9)顶板砼浇筑:2014年7月13日~2014年7月14日;
10)砼养生:2014年7月15日~2014年7月22日;10
11)张拉压降:2014年7月23日~2014年7月25日;2
2、坡道桥
四、现浇梁施工方案
4.1总体施工方案
现浇箱梁采用满堂式支架法进行施工,箱梁混凝土浇筑采用二次浇筑法。支架采用碗扣式钢管支架,支架上搭设纵横方木作为承重梁
和分配梁,箱梁底模板、侧模板及内模板均采用高强度胶合板。
为保证道路畅通和不影响其它工程施工,在第二跨中间预留一个门洞作为行车通道。预留门洞横向净宽4.0米,门洞净高4.5米。
箱梁混凝土浇筑汽车泵泵送,第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处,第二次浇筑顶板及翼缘板,待箱梁混凝土强度达到90%时进行预应力张拉。
4.2现浇梁施工工艺流程
地基处理→支架搭设→底模安装→支架预压→调整标高→支座安装→底腹板钢筋绑扎→浇筑底板砼、腹板砼→砼养生→安装顶板模板→安装顶板钢筋→浇筑顶板砼→砼养生→钢绞线穿束→张拉压浆→封锚→模板支架拆除
4.3现浇箱梁施工方法
4.3.1地基处理
现浇箱梁支架体系关键部位是桥下地基处理,桥梁施工范围内地基承载力应满足所承受的全部荷载,确保地基不发生沉陷现象。
1、桥宽范围内路基填筑至路床顶,且主路床0.8m 范围换填6%生石灰土,辅路上路床0.3m 范围换填6%生石灰土,灰土压实度控制标准不低于96%。
2、浇筑10cm 厚C20砼进行表面硬化处理,砼垫层范围按周边比箱梁投影线每边大50cm 进行控制。为保证地基不受雨水浸泡,地基处理和场地硬化时,表面设置1%的双向横坡。
3、在地基周边外侧1m 处设置排水沟,同时在排水沟表面抹1cm 厚砂浆,以防止面层下的地基被水浸泡。每集水坑隔50米设一个,每个集水坑设置水泵一台,便于桥区集中对外排水。施工时,人员和材料通行处设置盖板以保护排水沟不被破坏。
4.3.2支架搭设
1、支架搭设设计
根据场地实测数据,该桥的箱梁支架搭设高度为5.0~5.9m 范围,设计采用φ48×3.5mm 钢管支架。
支架在横桥向方向搭设宽度为4.2m 。
具体支架搭设布置为:
满堂支架顺桥向立杆间距一般部位为0.9米,其中Z2和Z3墩顶中心线两侧共10米范围加密为0.6米,Z1和Z4墩两侧共4米范围加密为0.6米。
横桥向立杆布置间距为0.6米,单幅布置为:7×0.6=4.2m。 水平横杆布置为:底板以下按照1.2米步距布置,底板以上按照0.6米布置。
在支架两侧面自上而下设剪刀撑,横桥方向每4m 左右设置一道剪刀撑,顺桥向每4m 左右设置一道剪刀撑,另外3.6米横杆处设置水平剪刀撑,上顶托及下底托处必须各设一道水平剪刀撑,斜撑通过扣件与支架立杆连接,每根钢管上扣件不少于4个,安装时扣件尽量布置在框架结点上, 在支架底部纵横向设置扫地杆,以保证支架的整体稳定性。
利用水准仪进行顶托的高度调整设计高程后,在其上安放10cm ×15cm (纵向)的方木作为纵梁,在纵梁上间距30cm 安放10cm ×10cm 的方木横梁,横梁长度随桥梁宽度而定。安装纵横方木时,应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开,且任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。最后在横梁上铺设厚度1.5cm 的防水胶合板作为箱梁面板。
2、支架材料的选用和质量要求
支架规格采用φ48×3.5mm 钢管,扣件和钢管脚手架应有产品标识及产品质量合格证。进场应派专人检查验收,合格后方可使用。
(1)钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀;禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。
(2)可调构件,螺纹部分完好,无滑丝现象,无严重锈蚀,焊缝无脱开现象;
(3)支架钢管的厚度应满足设计方案要求;
(4)可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于6扣;顶底座钢板厚度不得小于5mm ;
(5)立杆最大弯曲变形矢高不超过L /500,横杆斜杆变形矢高不超过L /250。
(6)扣件应按现行国家标准《钢管支架扣件》(GB15831)的规定选用,严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测
单位的测试报告和产品质量合格证,当对扣件质量有怀疑时,应按现行国家标准《钢管支架扣件》的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。
3、现场搭设方法
支架高约5.0~5.9m ,支架搭设前按施工方案弹线定位。采用全站仪放出箱梁的中线、高程,然后用白灰标出梁底外放1m 轮廓线,确定支架安装位置,自中线向两侧对称布设碗扣支架。
根据立杆位置布设立杆底托,下底托放置应平整牢固,底部无悬空现象。底托处设调节丝杆,分段落将支架钢管调整到同一标高,丝杆的调节高度控制在20cm 以内。
根据立杆和横杆的设计组合,在放置底座后,从底部向顶部依次安装立杆、横杆,再安装斜杆的顺序搭设。立杆应采用不同的长度组合,以避免立杆接头处于同一水平面上;立杆安装完成后,安装上顶托,顶托上设置两层方木,顺桥向10cm ×15cm (纵向)的方木设于下层,直接布置在顶托上;横桥向10cm ×10cm 的方木布置于上层,其中心距为30cm 。
支架安装完成后,在排架外一侧搭设人行马道,马道采用之字型斜道。人行马道宽度为0.9m ,坡度为1:2。拐弯处设置平台,其宽度不小于马道宽度。马道采用方木和竹胶板制作,马道脚手板上应每隔300mm 设置一根防滑木条,木条厚度宜为20~30mm 。马道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板,栏杆高度为1.2m ,挡脚板高度为200mm ,并安装安全网。
4、支架安装技术要求
(1)排架的底层支架最为关键,其组装质量直接影响排架整体质量,要严格控制组装质量。在安装完最下两层水平杆后,首先检查并调整水平框架的方正和纵向直顺度;其次应检查水平杆的水平度,并通过调整立杆可调底座使水平杆的水平偏差小于L/400。
(2)搭设时,应注意调整服从架的垂直度,要求整架垂直度小于1/500L ,最大允许偏差为100mm 。横杆的水平度应小于L /400。
(3)排架底层纵、横向水平杆作为扫地杆,距地面高度不大于
35cm ,立杆接长除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。
(4)立杆上端包括可调螺杆伸长顶层水平杆的长度不大于70cm ,上、下托丝扣伸出钢管口都不大于20cm ,插入立杆内的长度不得小于150mm 。
(5)剪刀撑斜杆应采用旋转扣件固定在与之相交的立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm 。除两端扣紧外,中间尚需增加2-4个扣节点。斜杆的最下面一个连接点距地面应小于500mm ,以保证排架的稳定性。斜杆的接长宜采用对接扣件连接。当采用搭接连接时,搭接长度不小于400mm ,并用两只旋转扣件扣牢,螺栓拧紧力矩不应小于50KN•M。
(6)应逐个检查立杆底脚,并确保所有立杆不悬空和松动;当底层架子符合搭设要求后,检查所有碗扣接头并锁紧,在搭设过程中应随时注意检查上述内容,并予以调整。
4.3.3门洞设计
1、门洞支墩基础
门洞支墩基础采用C20混凝土条形基础,基础宽0.8m ,高度0.5m, 长度6m 。
2、门洞支墩
采用钢管柱和工字钢的形式搭设门洞支架,横桥向两道条形基础上各设置5根钢管柱,钢管柱顶放置工字钢作为枕梁。
3、门洞纵梁
门洞纵梁采用Ⅰ32a 工字钢,工字钢长5.7m 以上,其间距和立杆横向间距相同。
4、纵梁顶支架布置
在纵梁工字钢上,其立杆布置和与一般箱梁断面支架布置相同,其横杆按步距0.6m 布置。支架顶上托纵横布置方木与一般箱梁同相同。
4.3.4模板安装
模板分为底模、侧模、内模和端模,所有模板均采用胶合板制作。
1、底模安装
根据设计尺寸和标高安装箱梁底模,底模采用122cm*244cm*1.5cm胶合板,铺设模板时,胶合板长边按顺桥向布置,胶合板之间采用粘贴海绵密封条进行违者封闭,防止漏浆。
底模板宽度与设计梁宽度一致,以便于侧模直接在底模侧面。
2、侧模安装:
侧模板安装时,根据测量放样定出箱梁底板边缘线,然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋,受力小楞采用9cm*9cm方木,中心间距与底模间距相同,为30cm ,竖直方向用水平钢管和方木及扣件与支架连接,用以支撑固定侧模板,并每隔3米用16mm 对拉拉杆拉紧以防止胀模。
3、内模安装:
由于箱梁混凝土分两次浇筑,箱室模板分两次安装。第一次用胶合模板做内模板,用方木和钢管做横撑,同时用定位筋进行定位固定,并拉通线校正模板的位置和整体线型。第二次安装内模时,测量确定顶板底标高,划线标示,用以控制内模安装时的高度。安装内模时,先用方木搭设小排架,在排架上铺设胶合板,然后在板面接缝处上铺一层油毛毡,以防漏浆。为保证腹板的厚度,外侧模与内侧模之间设置内支撑钢筋。
内模安装完成后,测量检查其标高并予以调整。为方便内模的拆除,在顶板上预留人孔。人孔留在每跨的1/4处,对称交错预留。拆完模后用吊模法补浇预留人孔。
模板尺寸允许偏差和检验方法
4.3.5支架预压
钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行支架预压,以消除模板支架、支撑方木的非弹性变形和地基的压缩沉降影响,同时取得支架弹性变形的实际数值,作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。
1、预压方式
根据设计要求,对支架按120%荷载进行预压,预压采用砂袋法进行。所使用的砂袋应逐包称重计量,准确加载。砂袋称量后安装到位,应立即采用覆盖防雨布等防水措施。砂袋总重量应等于箱梁的梁体自重、模板重量和施工荷载之和。预压过程中,尽量模拟箱梁施工过程中荷载的特点进行布置,分级进行加载预压,按20%、50%、100%、120%荷载加载。加载时,纵向应从跨中开始向支点处进行对称布载;横向应从结构中心线向两侧进行对称布载。
预压过程中,设专人指挥加载的数量和部位;加载过程中设专人对支架、地基进行观察,发现异常情况如明显沉降、支架明显变形时要立即停止加载,调查原因并采取相应的措施后可方继续加载;加载前测量员要为参加施工人员指明各测量标志的位置,加载过程中注意保护不得碰动,一但碰动要及时通知测量员。
2、预压观测
(1)观测点布置
布置测量标高点并记录每点的初始标高值H1。在底模上顺桥向在L/4、L/2、3L/4和支点处设测量断面,每一断面在两侧边缘和中线位置布3个观测点。同时,在支架下部设立观测点,以检测地基的沉降
变形。上下观测点应对应布设。
考虑到布载后不易布点和进行后续测量,可将每一断面两侧的两个点布置在底板顶面,采用正立尺法测量相关标高,将中间的一个点布置在底板底面,采用倒立尺法测量相关标高。测出各点的初始标高值H1并记录入表格。为了便于布载后及卸载前各点标高的测量,应在测量点位置钉铁钉立尺。
(2)观测方案
预压变形观测采用水准仪进行,水准仪应检定后方可使用;预压时,精确测量每个观测点的预压前标高h1、预压后标高h2和卸载后标高h3。
根据钢管支架预压技术规程的规定,采用分级加载,每级加载完成后,应每间隔3~5h对支架沉降量进行监测;当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2mm 时,方可继续加载。
全部荷载施加完毕后,每间隔3~5h观测一次,记录各测点标高;当支架预压满足:各测点沉降量24h 平均值小于1mm 或连续三天各测点沉降量平均值累计小于3mm 要求之一时,可认定支架满足要求,停止预压。
支架预压满足规定后可一次性卸载,支架两侧应对称、均衡、同步卸载。
(3)底模板标高调整
预压完成后,要根据预压的观测数据对施工预拱度的设置进行调整计算,因预压已基本消除支架、地基的非弹性形变,调整时主要考虑观测所得支架和地基的弹性变形。支架地基弹性变形=h3-h2。按二次抛物线法重新计算各放样点的预拱度值。跨中预拱度值最大,至支点处预拱度值为零。
底模板已在预压以前安装完成,根据调整后的施工预拱度重新计算底模板各点的标高,并对底模板的标高、坐标进行复测,调整消除预压引起的底模板变化,使之符合重新调整计算后的标高,要求与计算值偏差小于5mm 。底模板标高通过调整上顶托进行调整,使底模标高等于设计标高加预拱度值。调整后底模竹胶板与方木支撑必须紧密贴合。
4.3.6支座安装
人行天桥设计全部采用板式橡胶支座,包括双向和固定支座,支座安装前应进行相关试验。
支座安装在已完成的垫石上进行,并在墩顶底模安装前完成。支座垫石的混凝土强度等级为C40,垫石顶面四角高差不得大于2mm 。
支座安装时,固定支座和活动支座的位置和方向必须符合设计要求,并检查活动支座内硅脂油的情况。整孔桥梁的支座应均匀受力,支座配件应齐全无损伤,螺栓螺母应拧紧无松动;支座锚栓的规格、质量、埋置深度和外露长度,必须符合设计要求和相关标准。
4.3.7钢筋安装
箱梁钢筋加工及安装顺序:横梁钢筋→底板、腹板钢筋→波纹管安装→顶板、翼板钢筋。
钢筋在加工场内集中制作,运至现场安装。钢筋加工时,应按照设计要求尺寸进行下料、成型,钢筋安装时控制好间距、位置及数量,并设置钢筋保护层垫块,垫块设置密度按4个/m2控制,垫块采用塑料垫块,其尺寸应满足保护层厚度的要求。
预应力管道采用金属波纹管,波纹管安装前,应检查波纹管的规格、质量,如有孔洞和变形应予以处理。预应力管道安装时,应严格按照钢束坐标进行定位,并采用定位架对波纹管准确定位,直线部位每隔100cm 、曲线部位每隔50cm 设置一道定位钢筋,定位钢筋与骨架钢筋电焊固定。波纹管接长采用接头连接,被接的两根波纹管的接头要顶紧,以防穿束时在接头处的波纹管被束头带出而堵塞管道,并用宽胶带包缠,以防漏浆。
在进行电焊作业时,在波纹管上覆盖湿麻袋或薄铁皮等覆盖物,防止灼伤波纹管。梁端锚具垫板尺寸正确,波纹管中心线要与锚具垫板严格垂直,螺旋筋应与锚垫板贴紧。
浇筑混凝土前,对波纹管进行全面检查后,插入通长内衬硬塑料管,内衬塑料管的外径比波纹管内径10~15mm 。在混凝土初凝前将橡胶管来回抽动,在混凝土终凝后抽出。
钢筋安装位置与预应力管道或锚件位置发生冲突时,应适当调整钢筋位置,确保预应力构件位置符合设计要求。同时对设计的预留孔
道及预埋件进行设置,设置位置要正确、固定牢固。顶板人孔钢筋应错开切断,并保证接头搭设长度。
4.3.8浇筑混凝土
混凝土采用商品砼,混凝土运输采用5台8m 3混凝土运输车运送,现场采用1台泵车浇注混凝土,并安排1台泵车以备用。
混凝土设计强度C50,混凝土配合比通过设计和试验配制确定,充分考虑到施工条件与试验条件的差别,以保证配制的混凝土满足施工所需的和易性、流动性和可靠性等技术要求,施工中严格控制水泥用量,防止因混凝土水化热过高引起开裂。根据箱梁混凝土数量和施工难度并结合技术要求,将箱梁混凝土的初凝时间定为8小时左右,坍落度控制在16~18cm 左右。为此,在混凝土中掺加高效减水剂,粗骨料采用5~25mm 连续级配的碎石。
箱梁混凝土分两次浇筑,第一次浇筑底板和腹板,浇注至腹板顶部,第二次浇筑顶板和翼板,两次浇筑接缝按施工缝处理。混凝土浇筑从低处向高处呈梯状分层连续浇筑,按照纵向分段、水平分层、左右对称的原则,上层与下层前后浇筑距离保持3m 左右,在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。在混凝土浇筑过程中,注意使混凝土入模均匀,避免大量集中入模,灌注中不得用振动棒推移混凝土以免造成离析。混凝土浇筑必须保证连续不间断进行。
混凝土振捣采用50型插入式振捣棒,每班安排4台振捣棒进行振捣作业。振捣混凝土时,振捣棒移动间距不超过作用半径的1.5倍。在靠近模板处和钢筋密集处,应仔细振捣,必要时可先安排人工进行插振。灌注混凝土中,避免振动棒对波纹管的过度振动。振捣上层混凝土时,振捣棒要插入下层混凝土中10cm 左右。对每一部位的混凝土的振捣,以混凝土停止下沉、不再冒气泡、表面平坦泛浆为止。
浇筑腹板时,混凝土易从下梗肋冒出底板,因此振捣特别小心,必要时在内模下梗肋与底板交接处设置水平压板,防止混凝土大量冒出,超过底板。冒出的混凝土,亦不宜过早铲除,待腹板混凝土稳定时再处理,避免底部扰动造成腹板区段出现空洞等质量问题。
浇筑腹板混凝土时,其顶部宜高出翼板1cm 左右;浇筑顶板混凝土时,在腹板上设立二道纵向滑道,以控制桥面高程和平整度。
混凝土振捣完毕,应安排专人进行表面收浆。顶板收浆可使用滚杆和铝合金刮杠初平,再用木抹精平,然后用钢抹压光,最后采用钢丝刷刷毛。达到一定强度后,及时覆盖并洒水养生。
箱梁混凝土浇筑过程中,派设专人模板进行看护,在浇筑过程中仔细检查模板的稳定情况,有无漏浆等现象。并在现场存放一定的支撑杆,以备应急用。
浇筑过程中专门安排测量人员观测整个箱梁的沉降及支架位移情况,梁跨下设专人对支架、模板有无侧移进行检查。每侧翼板下设人对桁架进行检查。发现有异常情况,应及时上报,并暂停砼浇筑,处理后方可继续进行砼筑。
混凝土浇筑前,应了解天气情况,选择良好天气情况下进行施工。并安排人员对进场道路详细勘查,保证砼运输道路畅通。
对备用发电机进行检查,并备好足够使用的燃油,以防出现停电情况时能及时供电。
由于一次浇筑砼量较大,浇筑时间较长,需要晚间作业,因此,现场应备好充足的照明设施,计划安排10支1kW 移动式照明灯,以保证作业现场有足够的亮度。
4.3.9混凝土养护
混凝土浇筑、振捣完毕,为了防止混凝土表面出现收缩裂纹,加强新浇筑混凝土表面的收浆抹面工作。混凝土浇筑后,及时抹面,并根据混凝土的硬化情况进行二次抹面,在混凝土初凝前完成收浆抹面工作,以消除收缩裂纹,并使平整度满足要求。收浆抹面后要及时采用塑料薄膜和土工布、草帘等覆盖进行潮湿养护,防止水分蒸发产生收缩裂纹。
混凝土接近初凝时(即根据混凝土表面不粘手、不粘土工布时为宜)桥面采用土工布覆盖,注意不得污染桥面;土工布块与块之间应设10cm 左右的搭接宽度。土工布进行保温养护覆盖时,横向两边要留不少于10cm 长度,以便用角铁或其他物体压住,防止刮风裹起。
4.3.10预应力施工
全桥预应力管道均采用金属波纹管成孔。预应力一次张拉完成,张拉控制应力为0.75fpk=1395MPa,张拉应在梁体混凝土强度达到设
计值的90%.
预应力应采用两端同步张拉,并左右对称进行,张拉顺序先腹板束,后顶板束。预应力采用双控措施,预应力值以油压表读数为主,以预应力筋伸长值进行校核。
1、预应力材料
设计采用15.2mm ,强度等级为1860MPa 的钢绞线。预应力材料全部从业主指定的厂家采购。每一批材料进场均要求提供出厂合格证,检验报告。严格验货程序,并按试验规范取样检验。
预应力材料集中垫高堆放,离地高度不低于50厘米,用防雨布四周包裹,防止淋雨生锈,并树立标示牌标识明确,派专人管理。
预应力材料随用随领,未用完的及时退回,不得私自保管,防止施工现场电焊搭火,影响预应力材料性能。
2、预应力钢束编束、穿束
(1)钢绞线下料成束
1)下料采用砂轮机切断,禁止用电焊或氧气切断,也不得使预应力筋经受高温、焊接火花或接地电流的影响。切断钢绞线之前,先在切割线左右两端各3-5cm 处用扎丝扎一道,防止切断后散头。
2)钢绞线下料长度按设计图,并考虑千斤顶张拉端的工作长度。工作长度按照设计要求的80cm 。
3)为使钢绞线成束时不致互相绞扭紊乱,采用圆钢仿锚板孔做成梳型将各根钢绞线梳理顺直,每2m 用一道20号扎丝捆扎成束,编束后,应系上标签,注明束号、束长,束内用白胶布缠贴编号,分别存放在防雨棚内待用。
4)钢绞线束在储存、运输、制作、安装过程中,应防止钢束锈蚀,沾上油污及损坏变形。
(2)穿束
穿束前应将锚下垫板面上灰浆除净,检查锚下垫板下混凝土是否密实,垫板与孔道是否垂直,如有问题应及时处理。检查预应力孔道,发现被堵要及时排堵。箱梁锚垫板与锚板接触处的焊渣、毛刺、砼残渣要及时清理干净。
整体穿束时,牵引方向应与管道出口端的轴线保持一致,以减小
牵引阻力。钢绞线拖拉束套用于钢丝绳与钢绞线束的连接,通过同钢绞线束之间的摩擦力将牵引力传递至钢绞线束上。拖拉束套采用φ2mm 钢丝束编制而成,呈渔网状,在束套前端设置导向设备。导向设备由钢管加工而成,呈“子弹头”形状,外径小于预应力孔道内径10~15mm ,捆绑扎头埋入钢绞线束内。钢丝绳通过管道内预设铁线拖拉至穿束入口,与束套连接。钢绞线束拖拉端头处理如下图。
3、张拉设备
千斤顶:张拉千斤顶额定吨位宜为张拉力的1.2倍,根据计算,拟采用400T 千斤顶;千斤顶最大行程,对于伸长量不大的预应力束张拉,应按预应力筋的伸长量加初始张拉的预留行程
油压表:油压表的选用要与油泵及张拉千斤顶配套,油压表最大读数应为最大张拉油压的1.5倍以上,以保证油压表能较长时间使用和工作的准确度。油压表精度不低于0.4级压力表;油表盘直径应大于15cm ,读数分格应不大于1MPa ;油表应为防震油表。
油泵:ZB4/500型电动高压油泵。
张拉设备与工具配备:①电动高压油泵(含压力表两只)2台(套);②锚具配套,纵向预应力千斤顶2台;③限位板2只;④打紧器2个;⑤工具锚及夹片2套(与锚系列配套);⑥钢片尺、木把螺丝刀100×各2把;⑦压风机一台。
4、张拉机具的标定
(1)张拉机具应与锚具配套使用,应在进场时进行检查和检验。千斤顶与压力表配套检验,以确定张拉力与压力表读数间的关系曲线。
(2)张拉机具应由专人使用和管理,有下列情况之一时需对油表、千斤顶配套检验:a 设备停用后再次使用时;b 油泵、千斤顶、油表之中有一件是新进场或修复后第一次使用时;c 在运输和操作过程中出现异常(如油表受到激烈振动、指针不能归零、读数产生误差等)后;d 校正有效期为一个月且不超过200次张拉作业,拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正;或在千斤顶使用过程中出现不正常现象时。
5、张拉施工
附:支架模板计算书
一、侧模板体系验算
1)模板侧压力计算
新浇混凝土墙模板最大侧压力可参照《建筑施工手册》取下列二式计算,取其较小值:
F=0.22γt 0β1β2V 12
F=γ∙H
式中:F 为新浇混凝土对模板产生的最大侧压力(KN/m2);γ为混凝土比重(KN/m3);t0为混凝土初凝时间,按t0=200/(T+15)(T为入模温度) 计算;V 为浇注速度(m/h);H 为侧压力至混凝土面顶的高度;β1为外加剂掺加系数,不掺时取1.0,掺加时取1.2;β2为塌落度系数,当塌落度为<3cm ,5-9cm ,11-15cm 时分别取0.85,1.0,1.15。
本工程取:γ=25KN/m3,T=30℃,β1=1.2,β2=1.0,V=2.5m/h,则:
F=25×1.9=47.5
取两者中较小值,即F=46.4KN/m2。
考虑到墙厚及加强内部振捣要求,附加水平荷载取4.0KN/m2,即F=46.4+4.0=50.4KN/m2。有效压头高h=F/25=2.0m。
2)内楞间距计算
侧模板受到新浇混凝土侧压力,支撑于内楞上,每一支撑桁架单元体的模板一般可按三跨连续梁计算,内楞间距( 可按强度和刚度要求计算,取其较小值,即:
计算简图
(按强度要求
)
(按刚度要求)
式中:M 为墙侧模版计算最大弯矩(N ﹒mm );q1为作用于模板上的侧压力(N/mm),按b=1.0m计算,q1=F/b=50.4N/mm;l 为侧板计算跨度(mm );b 为侧板宽度,取b=1.0m;h 为侧板厚度,取18mm ;
13N/mm2;为侧板挠度(mm );为木材抗弯强度设计值,取为侧板容许挠度,取l /400;E 为弹性模量,
。 木材取9.5×103N/mm2;I 为侧板截面惯性矩(mm4),
经计算可分别得出按强度和刚度要求计算的l 值,即:
取两者中的较小值325mm ,实际选用300mm 。
3)内楞跨度计算
内楞承受荷载的作用,按多跨连续梁计算,内楞跨度(即外楞间距)可按下式计算,取其中较小值:
(按强度要求
)
(按刚度要求)
式中:M 为内楞计算最大弯矩(N ﹒mm );q2为作用于内楞上的荷载(N/mm);W 为内楞截面抵抗矩(mm3),;l 为内楞计算跨度(mm );为木材抗弯强度设计值,取13N/mm2;为侧板挠度(mm );为侧板容许挠度,取l /400;E 为弹性模量,木材取9.5×103N/mm2;I 为内楞截面惯性矩(mm4),
内楞。 (木
依照上述每300mm 布置一根内楞,每根内楞上的荷载q 2=50. 4⨯0. 25=12. 6KN /m 。经计算可分别得出按强度和刚度要求计算的值,即:
l 强度≤11. 4⨯1⨯50⨯1002/12. 6=927mm 6
l 刚度≤15. 3I /q 2=15. 3⨯50⨯1003/12⨯12. 6=1058mm
取两者中的较小值927mm ,选用400mm 、500mm 、600mm 均合适,实际施工过程中根据侧模板高度不同选用不同间距,在梁高大于1.2m 范围内选用400mm+400mm+400mm,在梁高小于1m 范围内选用400mm+400mm。
4)外楞及对拉螺杆验算
外楞为双拼Φ48钢管,钢材抗拉强度设计值:Q235钢为205N/mm2,普通螺栓为170N/mm2。钢材抗弯强度设计值:Q235钢为205N/mm2。钢楞的容许挠度为3mm 。
外
楞
I =2⨯10. 193⨯104mm 4 ,33W =2⨯8. 494⨯10mm , ,
M 0. 10⨯25. 2⨯2502
22==9. 27N /mm
ql 425. 2⨯2504
==0. 02mm
M14止水螺杆按500mm ×500mm 间距布置。查《建筑施工手册(第四版)》表8-4,,M14对拉螺栓净截截面A=105mm2,容许拉力N=17.8KN。
对对拉螺栓的拉力:N =50. 4⨯0. 5⨯0. 5=12. 6KN
根据以上计算结果,内楞间距300mm ,外楞间距最下面三排间距400mm ,中间三排间距500mm ,上部间距600mm ,对拉螺杆的横向间距为500mm ,竖向间距根据外楞确定(400-600mm ),满足要求。但设置对拉螺杆时要注意最下面一排对拉螺杆距底模的距离要不小于20cm 。
二、梁底模板支撑体系验算
满堂支架顺桥向立杆间距一般部位为0.9米,其中Z2和Z3墩顶中心线两侧共10米范围加密为0.6米,Z1和Z4墩两侧共4米范围加密为0.6米。横桥向立杆布置间距为0.6米,单幅布置为:7×0.6=4.2m。支架顶托上安放横向10cm ×10cm 方木的外楞,外楞间距即为支架纵向间距60cm 和90cm 。在外楞上安放5cm ×10cm 方木的内楞,内楞间距为30cm 。在内楞上为1.8cm 模板,模板用钉子固定在内楞上。该桥准备分两次浇筑混凝土,第一次浇筑底板和腹板混凝土,第二次浇筑顶板混凝土,而且桥梁荷通过模板和内楞以及外楞传递到支架,计算时以桥梁荷载在横断面上为均布荷载分布来计算。
根据该桥的图纸,计算桥梁自重荷载的纵向分布图如下图。从下图中可以清楚的看出支架在纵向上承受的荷载分布,然后可以清晰的在支架纵距为90cm 和60cm 两种情况下,各取一个最大荷载断面进行验算。支架纵距为60cm 的区域选取Ⅵ-Ⅵ断面进行验算,支架纵距为90cm 的区域选取Ⅱ-Ⅱ断面进行验算。
天桥纵断面图、横断面图和荷载纵向分部图
(1)支架60cm 纵距Ⅵ-Ⅵ断面验算
支撑体系采用碗扣满堂架支撑体系,水平和竖直方向均设剪刀撑。模板采用15mm 厚覆膜胶模板;纵向内楞采用50×100木方,间距300mm ;横向外楞采用100×100木枋,间距600mm ;脚手架纵距600mm ,横距均为600mm ,步距为1200mm 。
Ⅵ-Ⅵ断面图如下:
1)参数信息
荷载参数:换算混凝土板厚:33000/200=1650mm,①混凝土自重选用25kN/m3,②模板自重采用0.3kN/m2,③施工均布荷载选用1kN/m2,④振捣混凝土荷载0.5kN/m2。
木方参数:木方50mm ×100mm ,木方的弹性模量E=9500N/mm2,抗弯强度取13N/mm2,截面惯性矩I=5.00×10.003/12=416.67cm4,木方的截面抵抗矩W=5.00×10.002/6=83.33cm3。
面板参数:面板板厚为18mm ,抗剪强度取1.4N/mm2,抗弯强度取13N/mm2,弹性模量E=9500N/mm2,截面惯性矩I=100×1.803/12=48.60cm4,截面抵抗矩W=100×1.802/6=54.00cm3
2)内楞间距计算
面板为受弯结构, 需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板取1米板带的按照三跨连续梁计算。
计算简图
静荷载标准值:q1=(①×1.65+②)×1=25×1.65×1+0.3×1=41.55kN/m 活荷载标准值:q2=(③+④)×1=(1+0.5)×1=1.50kN/m
荷载设计值:q=1.2×41.55+1.4×
1.50=47.46kN/m=51.96N/mm
(按强度要求)
l 强度
≤11. 4⨯/51. 96=368mm
(按刚度要求)
l 刚度≤15. 3I /q 2=15. 3⨯48. 60⨯104/51. 96=332mm
取两者中的较小值332mm ,实际选用300mm 。
3) 内楞跨度计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
计算简图
钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=①×1.65×0.3 =25×1.65×0.3= 12.375kN/m
模板的自重线荷载(kN/m):
q2=②×0.3 =0.3×0.3=0.09kN/m
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
q3 =(③+④) ×0.3=(1+0.5)×0.3=0.45kN/m
荷载设计值:q=1.2×(12.375+0.09)+1.4×
0.45=15.588kN/m
(按强度要求)
l 强度
≤11. 4⨯/15. 588=834mm
(按刚度要求)
l 刚度≤15. 3I /q 2=15. 3⨯416. 67⨯104/15. 588=985mm
取两者中的较小值834mm ,实际选用600mm 。
4)外楞验算
外楞100mm ×100mm 木枋,抗弯强度取13N/mm2。木枋的容许挠度为3mm 。 外楞q =51. 96⨯0. 6=31. 18N /mm ,,
W =10⨯102/6=1. 67⨯105mm 3,I =10⨯103/12=8. 33⨯106mm 4 M 0. 10⨯31. 18⨯6002
==6. 72N /mm 2
挠度验算:
ql 431. 18⨯6004
ω===0. 016mm
根据以上计算结果,纵向内楞50×100木方的间距为300mm ;横向100×100外楞间距为600mm 。
5)模板支架立杆荷载标准值(轴力
):
高支板模稳定性荷载计算单元
静荷载标准值:
a .钢管脚手架的自重(kN):
纵距l=0.6m,横距b=0.6m,步距h=1.20m
结构自重标准值gk=0.1033
NG1 =0.1033×5=0.517kN(钢管的自重计算参照《建筑施工手册(第四版)》表5-8)
b. 模板的自重(kN):
NG2 =0.3×0.6×0.6+0.0812=0.189kN
c. 钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25×1.65×0.6×0.6=14.85kN
经计算得到,静荷载标准值
NG=0.517+0.189+14.85=15.56kN。
d. 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载:
经计算得到,活荷载标准值 :
NQ=3.00×0.6×0.6=1.08kN
e. 立杆的轴向压力设计值计算公式:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×15.56+1.4×1.08=20.18KN
6)立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ=N ≤[f ] ϕA
N =20.18kN;i=1.60cm;A=3.98cm2;[f]=205.00 N/mm2;立杆计算长度:
h 02. 1⨯102
h 0=h +2a =1. 2+2⨯0. 45=2. 1m ,λ=i =1. 6=131,查《建筑施工手册(第四版)》表5-18,得ϕ=0. 429;
σ=20180=118N /mm 2
f 安全系数:K =σ=205=1. 74(满足要求) 118
根据以上计算,脚手架纵距600mm ,横距均为600mm ,步距为1200mm ,满足施工要求。
(2)支架90cm 纵距Ⅱ-Ⅱ断面验算
支撑体系采用碗扣满堂架支撑体系,水平和竖直方向均设剪刀撑。模板采用18mm 厚覆膜胶模板;纵向内楞采用50×100木方,间距300mm ;横向外楞采用100×100木枋,间距900mm ;脚手架纵距900mm ,横距均为600mm ,步距为1200mm 。
Ⅱ-Ⅱ断面图如下:
1)参数信息
荷载参数:换算混凝土板厚:20400/200=1020mm,①混凝土自重选用25kN/m3,②模板自重采用0.3kN/m2,③施工均布荷载选用1kN/m2,④振捣混凝土荷载0.5kN/m2。
木方参数:木方50mm ×100mm ,木方的弹性模量E=9500N/mm2,
234抗弯强度取13N/mm,截面惯性矩I=5.00×10.00/12=416.67cm,木方的截面抵抗矩
W=5.00×10.002/6=83.33cm3。
面板参数:面板板厚为18mm ,抗剪强度取1.4N/mm2,抗弯强度取13N/mm2,弹性模量E=9500N/mm2,截面惯性矩I=100×1.803/12=48.60cm4,截面抵抗矩W=100×1.802/6=54.00cm3
2)内楞间距计算
面板为受弯结构, 需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板取1米板带的按照三跨连续梁计算。
计算简图
静荷载标准值:q1=(①×1.02+②)×1=25×1.02×1+0.3×1=25.8kN/m 活荷载标准值:q2=(③+④)×1=(1+0.5)×1=1.50kN/m
荷载设计值:q=1.2×25.8+1.4×
1.50=33.06N/mm
(按强度要求)
l 强度
≤11. 4⨯/33. 06=461mm
(按刚度要求)
l 刚度≤15. 3I /q =15. 3⨯48. 6⨯104/33. 06=375mm
取两者中的较小值375mm ,实际选用300mm 。
3) 内楞跨度计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
计算简图
钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=①×1.02×0.30=25×1.02×0.3=7.65kN/m
模板的自重线荷载(kN/m):
q2=②×0.30 =0.3×0.3=0.09kN/m
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
q3 =(③+④) ×0.30=(1+0.5)×0.3=0.45kN/m
荷载设计值:q=1.2×(7.65+0.09)+1.4×
0.45=9.918kN/m
(按强度要求)
l 强度
≤11. 4⨯/9. 918=1045mm
(按刚度要求)
l 刚度≤15. 3I /q =15. 3⨯416. 67⨯104/9. 918=1146mm
取两者中的较小值1045mm ,实际选用900mm 。
4)外楞验算
外楞100mm ×100mm 木枋,抗弯强度取13N/mm2。木枋的容许挠度为1.5mm 。 外楞q =33. 06⨯0. 9=29. 754N /mm ,,
W =10⨯102/6=1. 67⨯105mm 3,I =10⨯103/12=8. 33⨯106mm 4 M 0. 10⨯29. 754⨯6002
==6. 414N /mm 2
挠度验算:
ql 429. 754⨯6004
ω===0. 015mm
根据以上计算结果,纵向内楞50×100木方的间距为300mm ;横向100×100木枋间距为900mm 。
5)模板支架立杆荷载标准值(轴力
):
高支板模稳定性荷载计算单元
静荷载标准值:
a .钢管脚手架的自重(kN):
纵距l=0.6m,横距b=0.9m,步距h=1.20m
结构自重标准值Gk=0.1127
NG1 =0.1127×5=0.564kN(钢管的自重计算参照《建筑施工手册(第四版)》表5-8)
b. 模板的自重(kN):
NG2 =0.3×0.6×0.9+0.113=0.275kN
c. 钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25×1.02×0.6×0.9=13.883kN
经计算得到,静荷载标准值
NG=0.564+0.275+13.883=14.722kN。
d. 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载:
经计算得到,活荷载标准值 :
NQ=3.00×0.6×0.9=1.62kN
e. 立杆的轴向压力设计值计算公式:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×14.722+1.4×1.62=19.935KN
6)立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
N =19.935kN;i=1.60cm;A=3.98cm2;[f]=205.00 N/mm2;立杆计算长度:
h 02. 1⨯102
h 0=h +2a =1. 2+2⨯0. 45=2. 1m ,λ===131,查《建筑施工手册(第i 1. 6
四版)》表5-18,得ϕ=0. 429;
σ=19935=117N /mm 2
f 安全系数:K =σ=205=1. 75(满足要求) 117
根据以上计算,脚手架横距600mm ,纵距均为900mm ,步距为1200mm ,满足顶板施工要求。
三、箱梁内模板支撑体系
箱梁浇筑混凝土是先浇筑底板和腹板,然后浇筑顶板混凝土。箱梁内模板
对应底板下的支架和木方相同的布设,以上已经对箱梁底板下全部荷载验算合格,那么支撑顶板的内模板支撑体系就不再验算。
四、门洞验算
1、门洞组成
TK11+980天桥支架已经验算合格,现对在天桥跨中的门洞进行验算。小天桥的门洞高度4.5m 宽度4m(计算宽度4.5m) ,采用32b 工字钢做横梁,25b 工字钢做纵梁,采用4根Φ33cm 壁厚1cm 的钢管做立柱。门洞横断面及纵断面图如下:
两条主梁各为1根6m 长的32b 工字钢,次梁为单根25b 工字钢在主梁上以支架间距布置垂直于主梁,支架在次梁上搭设。立柱下浇筑C30钢筋混凝土条形基础,基础上预留钢板预埋件与立柱焊接固定。钢管立柱与主梁之间、主梁与次梁之间、次梁两端都用10#槽钢焊接连成整体。
门洞顶梁的横断面图如下:
2、次梁验算
次梁的受力模型如图:
25b 工字钢的参数:
Ix=5280cm4 Wx=423cm3 Sx=248cm3 A=53.541cm2 d=10.0mm q=42.03kg/m 抗拉强度f l = 210N/mm2 抗剪强度f j =120N/mm2
结合图纸算得
荷载参数:换算混凝土板厚:16881/200=844mm,①混凝土自重选用25kN/m,②模板自重采用0.3kN/m2,③施工均布荷载选用1kN/m2,④振捣混凝土荷载0.5kN/m2。
静荷载标准值:
a .钢管脚手架的自重(kN):
NG1 =0.4(钢管的自重计算参照《建筑施工手册(第四版)》)
b. 模板的自重(kN):
NG2 =0.3×0.6×4.5+0.0812=0.89kN
c. 钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25×0.844×0.6×4.5=56.97kN
经计算得到,静荷载标准值
NG=0.4+0.89+56.97=58.26kN。
d. 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载:
经计算得到,活荷载标准值 :
NQ=3.00×0.6×4.5=8.1kN
e. 压力设计值计算公式:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×58.26+1.4×8.1=81.252KN
所以q=81.252/4.5=18.06kN/m
(1)抗弯强度验算
3
次梁跨中最大弯矩为 Mmax=0.125*18.06*4.5=45.7 kN.m
次梁最大拉应力为 45.7/(1*423)=108N/mm2
(2)抗剪强度验算
次梁跨端最大剪切力 V=0.5*18.06*4.5=40.64kN
次梁最大剪应力为 40.64*248/(5280*10)=19.1N/mm2
(3)刚度验算
查规范得最大挠度不得超过L/400=4500/400=11.25mm
根据公式l=5ql4/384EIx 计算主梁跨中最大挠度 :
(5*18.06*45004)/(384*2.1*105*0.528*108)=8.7mm
3、主梁验算
主梁的受力模型如图:
q
32a 工字钢的参数:
Ix=11100cm4 Wx=692cm3 Sx=404cm3 A=67.156cm2 d=9.5mm q=52.717kg/m 抗拉强度f l = 210N/mm2 抗剪强度f j =120N/mm2
结合图纸算得
荷载参数:换算混凝土板厚:16881/200=844mm,①混凝土自重选用25kN/m3,②模板自重采用0.3kN/m2,③施工均布荷载选用1kN/m2,④振捣混凝土荷载0.5kN/m2。
静荷载标准值:
a .钢管脚手架的自重(kN):
NG1 =0.8(钢管的自重计算参照《建筑施工手册(第四版)》)
b. 模板的及次梁自重(kN):
NG2 =0.3×2×4.5+0.42×4.5×4=10.26kN
c. 钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25×0.844×2×
4.5=189.9kN 2
经计算得到,静荷载标准值
NG=0.8+10.26+189.9=200.96kN。
d. 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载:
经计算得到,活荷载标准值 :
NQ=3.00×2×4.5=27kN
e. 压力设计值计算公式:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×200.96+1.4×27=278.952KN
所以q=0.5×(278.952/2)+0.52=70.26kN/m
那么主梁每根工字钢的均布荷载为70.26kN/m
(1)抗弯强度验算
主梁跨中最大弯矩为 Mmax=0.125*70.26*22=35.13kN.m
主梁最大拉应力为 35.13/(1*692)=50.8N/mm2
(2)抗剪强度验算
主梁跨端最大剪切力 V=0.5*70.26*2=70.26kN
主梁最大剪应力为 70.26*404/(11100*9.5)=26.9N/mm2
(3)刚度验算
查规范得最大挠度不得超过L/400=2000/400=5mm
根据公式l=5ql4/384EIx 计算主梁跨中最大挠度 :
(5*70.26*20004)/(384*2.1*105*1.11*108)=0.63mm
4、立柱及基础验算
临时立柱采用直径33cm 壁厚1cm 的钢管。
每根钢管顶端的轴向压力为:N=(278.952+0.52*6*2)/4=71.3kN 钢管截面积A=1.0048*104mm 2
钢管高度3.5m ,回转半径i=(332+312)0.5/4=11.32cm
长细比λ=h/i=350/11.32=30.9
查表得Φ=0.846那么钢管的抗压承载力限值:
【N 】=0.846*10048*200=1700kN
所以N
钢管下采用C30混凝土条形基础,钢管通过预埋钢板0.4*0.4与条形基础焊接。
每根钢管重力为G=7.9*10*3.5*100.48*10-4=2.78kN
每根钢管底基础的压力为F=71.3+2.78=74.08kN
条形基础顶的压应力σ=74.08/(0.4*0.4)=0.463MPa