预应力连续空腹式刚构施工方案

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预应力连续空腹式刚构施工方案

3.1碗口式钢管脚手架的构造要求及技术措施

(1)全桥采用碗扣式钢管满堂支架。立杆间距根据不同位置选用不同间距,如下:

A、翼缘板间距均为:0.9(横桥向)×0.9m或0.6m(顺桥向);

T/CECS10100-2020 用于水泥和混凝土中的铜尾矿粉.pdfB、V撑与主梁的结合部间距为:0.6(横桥向)×0.45m(顺桥向);

C、V撑下的支架间距为:0.6(横桥向)×0.6m(顺桥向);

D、V撑上的主梁以及其它部位主梁间距为:0.6(横桥向)×0.9m(顺桥向);

全桥横杆步距1.2m。排架外侧立面与横向排架增设剪力撑加固,以使排架结构稳定。

(2)梁底模板、V撑低模板采用122mm×244cm×10mm竹胶合板,其它部位采用聚氨脂木模板,模板侧面进行细刨,以保证结合严密。

(3)模板底纵桥向铺10cm宽×10cm的小木方支撑,间距不等,下模板与木方间用钉子钉牢,板顶高程均挂线调整,复测核实,以确保模板高程准确。

(4)小木方下横桥向为10cm宽×10cm的大木方支撑,间距同立杆的顺桥向间距。立杆高程依靠可调顶托与可调底托进行调整。

(5)箱梁腹板侧模支撑体系从上至下依次为:10mm竹胶合板——纵桥向10cm×10cm小木方——横桥向10cm×10cm大木方间距同排架间距——横杆碗扣件。

(6)箱梁翼板下模板支撑体系由上至下依次为15mm聚氨脂木模板——纵桥向10cm×10cm小木方——横桥向10cm×10cm大木方间距同排架间距——横杆碗扣件。

(7)在腹板下排架沿桥纵向各设一道剪力撑,横向每隔2排设剪刀力二道,以保证排架结构静定及排架的整体稳定性。

(8)在高出操作面搭设1.2m高的防护栏杆,外侧挂密目网,操作面对应的架体上满铺脚手架板,不好满铺的应绑扎兜网,确保操作面安全。

(9)在V撑段支架搭设段为了考虑的V撑及v撑上箱梁的作用产生的水平应力对脚手架的影响,在v撑3/4处预留10个50mm的小孔用于穿钢绞线张拉消除其水平应力,用16#槽钢作为钢绞线的锚固。(见附图)v撑下的脚手架做好斜撑支架。

在碾压密实的地基上浇筑一层厚25cm的C20混凝土,作为支架基础。

贝雷片基础采用2排Φ120钢筋混凝土桩基础共14根,避免基础沉降对桥梁上部结构造成影响,桩基采用冲击成孔,混凝土采用C30,该桩基施工工艺与桥墩台桩基础相同。

满堂脚手架的每根立杆下都座落在专用的可调底托上,可调范围0~60cm(调节高度尽量控制在25cm以内防止整体失稳),调节地基不平的影响。细部微调采用可调顶托进行控制。

3.1.5剪刀撑、斜撑

本工程的剪刀撑和斜撑采用扣件式脚手架进行搭设,横桥向每隔4.8m设置一道,顺桥向设置4道,最外两侧设置2道连续的剪刀撑,中间设置2道连续的斜撑,抵制实体板浇筑过程之中的水平分力,防止架体的整体失稳。

剪刀撑斜杆与地面的夹角在45°~60°之间。斜杆相交点处于同一条直线上,并沿架高连续布置,剪刀撑的斜杆扣在立杆上,两端分别用旋转扣件固定,在其中间增加2~4个扣结点。剪刀撑斜杆采用对接扣件连接(保证钢管和对接扣件的质量和必要日常检查)。

操作面脚手板采用松木,厚度不小于5cm,宽23~25cm,长度不小于3.5m的硬木板,两端设直径为4mm的镀锌铁丝箍两道。在作业层下部加设一道水平兜网。脚手板设置在三根横向水平杆上,并在两端8cm处用直径14#镀锌铁丝箍绕2~3圈固定。

脚手板应平铺、满铺、铺稳,接缝处设两根小横杆,各杆距离接缝的距离均不大于15cm。不能满铺脚手板的部位,下面应设置连续的水平兜网。

①扣件式钢管支架自重,包括立柱、纵向水平杆、横向水平杆、支承杆件、扣件等,可按表1查取。

表1扣件式钢管截面特性

②新浇砼容重按26kN/m3计算,

翼缘板:8.5KPa,V撑与主梁的结合部:78KPa,V撑下的支架:43.1KPA,V撑上的主梁以及其它部位主梁:17.1KPA。

③模板自重(含内模、侧模及摸内支架):1.0kPa

④施工人员、施工料具堆放、运输荷载:2.0kPa

⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载:2.0kPa

⑥振捣混凝土产生的荷载:2.5kPa

计算强度:q=1.3×(②+③)+1.4×(④+⑤+⑥)

计算刚度:q=1.3×(②+③)

说明:翼缘板荷载简称“翼缘板”,V撑与主梁的结合部荷载简称“结合部”,V撑下的支架荷载简称“V撑”,V撑上的主梁以及其它部位主梁荷载简称“其它”。

底模采用δ=10mm的竹胶合板,直接搁置于小木方上,结合部和V撑小木方中对中间距为20cm,翼缘板和其它部分小木方中对中间距为30cm,实际结构类似于连续梁,验算按简支梁考虑安全系数更大,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。

翼缘板:q=1.3×(8.5+1)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=21.45kN/m

结合部:q=1.3×(78+1)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=111.8kN/m

V撑:q=1.3×(43.1+1)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=66.4kN/m

其它:q=1.3×(17.1+1)+1.4×(2.0+2.0+2.5)=32.6kN/m

2、竹胶合板截面参数及材料力学性能指标

W=bh2/6=1000×102/6=1.67×104mm3

I=bh3/12=1000×103/12=8.33×104mm3

聚氨脂木模板容许应力[σ]=20MPa,E=7.5×103MPa。

竹交合板放置在小木方上,小木方中对中间距为0.3m,而竹交合板净跨径只有0.2m,故l=0.2m

Mmax=ql2/8=21.45×0.2×0.2/8=0.11KN×m

σmax=Mmax/W=0.11×106/1.67×104=6.6MPa≤[σ0]=20MPa合格

荷载:q=1.3×(8.5+1)=12.35kN/m

f=5ql4/(384EI)=5×12.35×2004/(384×7.5×103×8.33×104)=0.41mm≤[f0]=200/400=0.5mm合格

竹交合板放置在小木方上,小木方中对中间距为0.2m,而竹交合板净跨径只有0.1m,故l=0.1m

Mmax=ql2/8=111.8×0.1×0.1/8=0.14KN×m

σmax=Mmax/W=0.14×106/1.67×104=8.4MPa≤[σ0]=20MPa合格

荷载:q=1.3×(78+1)=102.7kN/m

f=5ql4/(384EI)=5×102.7×1004/(384×7.5×103×8.33×104)=0.21mm≤[f0]=100/400=0.25mm合格

因为“V撑”小木方间距与“结合部”一致,“结合部”荷载大于“V撑”荷载,现“结合部”底模强度和刚度能够满足要求,那么“V撑”的底模强度和刚度也能满足要求。

竹交合板放置在小木方上,小木方中对中间距为0.3m,而竹交合板净跨径只有0.2m,故l=0.2m

Mmax=ql2/8=32.6×0.2×0.2/8=0.16KN×m

σmax=Mmax/W=0.16×106/1.67×104=9.8MPa≤[σ0]=20MPa合格

荷载:q=1.3×(17.1+1)=23.53kN/m

f=5ql4/(384EI)=5×23.53×2004/(384×7.5×103×8.33×104)=0.48mm≤[f0]=200/400=0.5mm合格

翼缘板:q=(1.3×(8.5+1)+1.4×(2.0+2.0+2.5))*0.3=6.4kN/m

结合部:q=(1.3×(78+1)+1.4×(2.0+2.0+2.5))*0.2=22.36kN/m

V撑:q=(1.3×(43.1+1)+1.4×(2.0+2.0+2.5))*0.2=13.3kN/m

其它:q=(1.3×(17.1+1)+1.4×(2.0+2.0+2.5))*0.3=9.78kN/m

2、截面参数及材料力学性能指标

W=b*h2/6=100*1002/6=1.67×105mm3

I=b*h3/12=100*1003/12=8.33×106mm4

Mmax=q1l2/8=22.36×0.452/8=0.57KN.m

σmax=Mmax/W=0.57×106/(1.67×105)=3.4MPa≤[σ0]合格

荷载:q=1.3×(78+1)*0.2=20.6kN/m

f=5ql4/(384EI)=5×20.6×4504/(384×9×103×8.33×106)=0.15mm≤[f0]=350/400=0.87mm合格

Mmax=q2l2/8=13.3×0.62/8=0.6KN×m

σmax=Mmax/W=0.6×106/(16.7×104)=3.6MPa≤[σ0]合格

荷载:q=(1.3×(43.1+1))*0.2=11.5kN/m

f=5ql4/(384EI)=5×11.5×6004/(384×9×103×8.33×106)=0.25mm≤[f0]=450/400=1.13mm合格

Mmax=q2l2/8=9.78×0.92/8=0.99KN×m

σmax=Mmax/W=0.99×106/(16.7×104)=5.9MPa≤[σ0]合格

荷载:q=(1.3×(17.1+1))*0.3=7.06kN/m

f=5ql4/(384EI)=5×7.06×9004/(384×9×103×8.33×106)=0.81mm≤[f0]=750/400=1.87mm合格

计算同“其它”,计算结果合格,计算过程省约

大木方规格为120×120mm的方木,底板部位支架横向间距除翼缘板为0.9m外其它部分均为0.6米。实际为一连续梁结构,为计算简便将其模拟为简支梁进行验算,安全系数更高。

小方所传递给大方的集中力为:

翼缘板:q1=6.4kN/m*0.9m=5.76kN

结合部:q2=22.36kN/m*0.45m=10.1kN

V撑:q3=13.3kN/m*0.6m=7.98kN

其它:q4=9.78kN/m*0.6m=8.81kN

大楞方木自重:g=6×0.15×0.15=0.14kN/m

2、截面参数及材料力学性能指标

W=bh2/6=120×1202/6=2.88×105mm3

I=bh3/12=120×1203/12=1.728×107mm4

按最大正应力布载模式计算:

支座反力R=(10.1×3+0.14×0.6)/2=15.2KN

σmax=Mmax/W=2.54×106/2.88×105=8.8MPa≤[σ0]合格

集中荷载:P=10.1×3=30.3kN/m

集中荷载位移量f1=Pl3/(48EI)=30.3×1000×6003/(48×9×103×1.728×107)=0.88mm

木方自重均布荷载移量f2=5ql4/(384EI)=5×0.14×6004/(384×9×103×1.728×107)=0.01mm

f=f1+f2=0.881≤[f0]=600/400=1.5mm合格

(2)“翼缘板”、“V撑”、“其它”的计算与“结合部”一致,计算合格,计算过程省约。

每根立柱所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算,忽略方木小楞自重不计,每根立杆受力为:

翼缘板:q=21.45*0.9*0.9=17.37KN

结合部:q=111.8*0.45*0.6=30.19KN

V撑:q=66.4*0.6*0.6=23.92KN

其它:q=32.6*0.9*0.6=17.60KN

满堂式碗扣支架按6米高计,其自重为:

g=6×0.235=1.41KN

单根立杆所承受的最大竖向力,及为结合部立杆受力为:

N=30.19+1.41=31.6kN

横杆步距为1.2m,故立杆计算长度为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76,

查表《材料力学(等三版下)148页》得出稳定系数φ=0.604,

立杆允许压力:[N]=φ*A*[σ]=0.604×489×205=60.5kN

σa=N/Aji=31.6×1000/489=64.6MPa≤[σa]=205MPa合格

(3).地基承载力验算:

立杆底托(15×15cm)直接放在25cm的C20混凝土上,由于地基不均匀沉降会对混凝土产生剪切应力,现对混凝土剪切进行分析。

由前面计算得知:单根立杆的最大竖向力为31.6KN,最不利混凝土受剪面积为:100×250=2.5×104mm2

C20混凝土允许抗剪切力为1.6mPa

最大剪切应力为:t=31.6×1000/2.5×104=1.26mPa≤[t]=1.6mPa

故厚25cmC20混凝土能承受箱梁重量。

五、满堂支架的预压试验

5.1根据本桥现浇箱梁的结构特点,在施工过程中将涉及到的荷载形式:

在满堂脚手架搭设、底侧模安装完毕后,为进一步检验支架的整体稳定性和安全性,测算出较合理的变形沉降值,选择进行荷载预压,并在箱梁跨度的1/4L、1/2L、3/4L等处三排设置36个观测点,每排的内外侧各设置2个点(在箱梁腹板模板上方地基以上50cm立杆处分别布设)

5.3.1、采用人工装填沙袋作为预压材料,进行全桥预压,保护主梁和V撑。预压荷载按钢筋砼的自重和施工人员以及设备、材料荷载总和考虑。具体预压荷载采用箱梁自重的1.2倍。箱梁砼+钢筋总荷载为12131T;荷载试验需要的材料重为:14557t。由于在桥正上方有110KN高压电线,不宜使用吊车,沙袋人工装填好后,只能用装载机运输到桥台旁边,采用人工搬运和卸装。

5.3.2、预压前在底模上铺设一层彩条布,然后铺设方木,防止钢筋、沙袋磨损底模表面。

5.3.3、加载及卸载材料使用吊车起吊。加载及卸载顺序按0→40%→70%→100%→120%→100%→70%→40%→0分级进行。

5.3.4、在压载过程中采用水准仪全天候跟踪观测支架的变形情况并作好记录,待支架不在发生下沉,预压过程随之而结束。在加载过程中,要边进行压载边观测支架变形情况,发现异常情况应立即停止加载,及时查找原因,处理正常后再加载。

5.3.5预压观测成果分析:

   卸载完成后,再次复测各控制点的标高,得出支架和地基的弹性变形量(等于卸载后标高减去持荷后标高),用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量,地基以上50cm立杆处的观测点主要观测地基是否均匀沉降,预压完成后根据预压成果调整施工预抬值

脚手架最上端通常挂一道密目安全网,密目网采用1.8×6.0m规格,用网绳绑扎在横杆外侧。作业层安全网应高于作业面1.2m,并在作业层下部挂一道水平兜网。

满堂架搭设水平杆要保证水平,立杆要垂直,间距要符合方案规定,立杆垂直偏差纵向不大于H/500,且不大于10cm,每个横立杆交接处的扣碗必须打紧,剪刀撑、斜撑的数量、间距、位置要正确,连接要牢固,无松动现象。

6.1.1脚手架搭设应对基础进行验收,并按本设计要求放线定位。

6.1.2脚手架必须配合施工进度搭设,每次搭设长度不影响后续工序施工。

6.1.3开始搭设立杆时,应先座底每跨架体的两直角边,然后成三角形阶梯状搭设。

6.1.4搭设过程中,应随时校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。

6.1.5凡是参加外架搭设的人员,必须是经过专业技术培训,并考核合格取得蹬高作业操作证的人员,非持证人员不得参加操作。

6.1.6、凡经医院检查,证明患有高血压、贫血、冠心病、心脏病以及其他不能从事高空作业的同志不得参加操作。

6.1.7进入施工现场必须正确戴好安全帽,高空作业时必须按要求正确系好安全带且应系紧挂牢。

6.1.8搭设时必须遵守操作规程,按安全技术交底的要求实施,不得图方便,偷工省料。

6.1.9操作时,手应抓紧抓牢,所用板手应用绳链系挂在腰部,扛管时应注意前后左右的行人,架子操作还应注意下方有无其他人员操作,行走或停留,以免发生事故。

6.1.10钢管,脚手板、扣件时应分规格、类型进行,一次上管集中堆放使用,严禁长短不一的钢管混吊和散吊。施工前在地面上划好高空作业区,并派专人监护。

6.2.1拆除脚手架时,必须经过项目总工和监理工程师同意后方可拆除,未经批准的脚手架不得擅自拆除。拆除时周围应设置警戒区域,并有专人负责监视。

6.2.2拆除脚手架的方法和顺序,应从桥跨的中间向两边墩柱对称松顶托卸荷后,再呈成阶梯状拆除。

6.2.3拆除下来的脚手管应用人工传递,严禁乱扔,事前必须在地面上划好作业区,并派专人监护,作业区内不准人员行走或停留,拆下的钢管应按长短分规格堆放到指定位置,而且要堆放整齐,扣件按种类型号堆放到指定地点,保持现场整洁和文明施工。

七、脚手架验收及维护与使用

7.1满堂脚手架采用分段验收的办法,每搭设完一段由项目经理组织施工员、安全员等检查验收,符合要求办理验收单后再使用。

7.2满堂脚手架必须按照规定和设计要求进行搭设,施工中的脚手架,不准堆放大量的钢管,模板木楞、钢筋等材料,总而言之,每平方不得超3000kg,操作前应先检查扣碗等焊接有无松动,发现情况应及时处理,不留隐患,雪霜雨后应将雨水、霜雪清扫干净,任何人不得擅自拆除脚架管和安全网拿作他用,不得任意拆除脚手架上的任何部位的扣件和其他附件及锁卡装置。以免造成事故。对安全网要定时清洗,保持清洁。

8.1脚手架必须经过安全员验收合格后方可使用,作业人员必须认真戴好安全帽、系好安全带。

8.2脚手架的验收和日常检查按照以下规定进行,检查合格后,方允许使用或继续使用:

③施工中中途停止使用超过15天,在重新使用之前;

④在受到暴风或大雨、地震等强力因素作用之后;

⑤在使用过程中发现显著变形、沉降、拆除杆件和拉结及安全隐患存在的情况时。

8.3操作架上严禁集中堆放不必要的施工材料或重大荷载。

8.4在架子的使用过程中,要做好日常的维护、保养工作,派专门人员定期检查钢管、扣件、脚手板及安全网的使用情况,遇有问题及时解决。

安全网总体颜色应当一致,每一立面安全网的颜色不得出现过大色差,安全网挂设必须紧凑,表面绷紧。

9.1材质及其使用的安全技术措施

9.1.1碗扣钢管脚手架的杆件,均采用Q235A钢制作的¢48mm钢管,在立杆上每隔600mm安装一套碗扣接头,下碗扣焊在钢管上,上碗扣套在钢管上。因此对杆件及配件的质量要求应满足以下要求:

⑴杆件的钢管应无裂缝、凹陷、锈蚀现象。

⑵焊接质量要求焊缝饱满,没有咬肉、夹渣、裂缝等。

⑶立杆最大弯曲变形小于1/500,横杆、斜杆的最大变形要求1/250。

⑷碗扣式钢管脚手架其他材料的质量要求同扣件式钢管脚手架。

9.1.2钢管有严重锈蚀、压扁或裂纹的不得使用,禁止使用有脆裂、变形、滑丝等现象的扣件。

9.1.3严禁将立杆外径48mm与51mm的钢管混合使用。

9.1.4支架的斜撑必须对称设置,不得随意拆除。

9.2脚手架搭设的安全技术措施

9.2.1脚手架的基础必须经过碾压处理满足承载力要求,做到不积水、不沉陷。

9.2.2脚手架搭设以3~4人为一组,其中1~2人递料,另2人各负责一端,共同配合组装。

9.2.2搭设过程中划出工作标志区,禁止行人进入,统一指挥、上下呼应、动作协调,严禁在无人指挥下作业。

9.2.3在搭拆过程中应由安全员、架子班长现场旁站并保持记录,搭拆完毕后经安全员等相关人员进行检查、验收和签证。每段验收一次,达到设计施工要求后挂合格牌。

9.3脚手架上施工作业的安全技术措施

9.4脚手架拆除的安全技术措施

9.4.1脚手架搭拆人员必须是经过考核的专业架子工,并持证上岗。

9.4.2拆架前,全面检查待拆脚手架,根据检查结果,拟订出作业计划,报请批准,进行技术交底后才准备工作。

9.4.3架体拆除前,必须察看施工现场环境,包括架空线路、地面的设施等各类障碍物、电器装置情况,凡能提前拆除的尽量拆除掉。

9.4.4拆除时应划出作业区,周围设绳绑围栏或树立警示标志,地面设专人围护,禁止非作业人员进入。

9.4.5拆除时统一指挥、上下呼应、动作协调,当解开与另一人有关的扣件时必须先告诉对方并得到允许,以防坠落伤人。

9.4.6拆架时不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。

9.4.7每天拆架下班时,不应留下隐患部位。

9.4.8拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线,以防触电事故。

9.4.9在拆除过程中,凡松开连接的杆、配件应及时拆除运走,避免误扶、误靠已松脱的杆件。拆除的杆、配件严禁向下抛掷,应吊至地面,同时做好配合协调工作,禁止单人进行拆除较重杆件等危险性作业。

9.4.10六级风以上(含六级)时停止拆除脚手架施工。

根据脚手架施工的特殊性,结合公司职业健康安全管理手册、程序文件,要求施工时做到:

10.1进入施工现场的人员必须戴好安全帽,高空作业系好安全带,穿好防滑鞋等,现场严禁吸烟。

10.2严禁酗酒人员上架作业,施工操作时要求精力集中、禁止开玩笑和打闹。

10.3脚手架搭设人员必须是经考试合格的专业架子工,上岗人员定期体检,体检合格者方可发上岗证。凡有高血压、贫血病的、心脏病及其它不适宜高空作业者,一律不得上脚手架操作。

10.4上架子作业人员上下均应走人行梯道,不准攀爬架子。

10.5护身栏、脚手板、挡脚板、密目安全网等影响作业班组支模时,如需要拆改时,应由架子工来完成,任何人不得任意拆改。

10.6脚手架验收合格后任何人不得擅自拆改,如需作局部拆改时,须经技术总工同意后由架子工操作。

10.7不准利用脚手架吊运重物;作业人员不准攀登架子上下作业面;不准推车在架子上跑动;塔吊起吊物体时不能碰撞和拖动脚手架。

10.8不得将模板支撑、泵送混凝土及砂浆的输送管等固定在脚手架上,严禁任意悬挂起重设备。

10.9在架子上的作业人员不得随意拆动脚手架的所有拉接点和脚手板,以及扣件棒扎扣等所有架子部件。

10.10拆除架子而使用电焊气割时,派专职人员做好防火工作GB50150-2016标准下载,配备料斗,防止火星和切割物溅落。

10.11脚手板使用时间较长,因此在使用过程中需要进行检查,发现地基下沉、杆件变形严重、防护不全、拉接松动等问题要及时解决。

10.12施工人员严禁凌空抛掷杆件、物料、扣件及其它,材料、工具用吊车和绳索运输,不得乱扔。

10.13使用的工具要放在工具袋内,防止掉落伤人;登高要穿防滑鞋,袖口及裤口要扎紧。

10.14脚手架堆放场做到整洁、摆放合理、专人保管,并建立严格领料手续。

10.15施工人员做到活完料净脚下清,确保脚手架施工材料不浪费。

10.16运至地面的材料应按指定地点随拆随运,分类堆放,当天拆当天清,拆下的扣件和铁丝要集中回收处理,应及时整理、检查,按品种、分规格堆放整齐,妥善保管。

10.17六级以上(含六级)大风、大雪、大雾、大雨天气停止脚手架作业。在雨季要经常检查脚手板、斜道板、跳板上有无积水等物,若有则应随时清扫GBT 50561-2019 建材工业设备安装工程施工及验收标准,并要采取防滑措施。

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