整体式承台施工方案

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整体式承台施工方案

⑵对所有参加施工的机械设备和辅助工具进行作业前检查,发现隐患及时整改,禁止设备带故障运行。

⑶承台模板必须按设计要求加工,焊接质量必须符合钢构件加工技术规范要求。

⑷承台底模半成品搬运时,严格执行《吊装安全技术规程》,在转运过程中,采取可靠的防护措施。

⑸承台模板必须有可靠稳固的抗风措施GB/T 39933-2021 滚塑成型 低温冲击试验.pdf,非施工人员禁止进入承台模板施工范围,防止碰撞伤人。

⑹安装承台模板时,所有施工人员必须系安全带。

⑺在模板起吊和安装过程中,吊物上面和下方禁止站人,模板安装过程中做到专人统一指挥。

⑻承台模板安放到位后,及时进行限位和牵固,防止模板受到外力晃动与移位。

⑼承台模板拆除时,施工人员必须系安全带和穿救生衣。

为了保障象山港大桥5合同工程施工的顺利进行,保证从业人员在施工过程中的安全与健康,保护施工海域内的生态环境,最大限度地控制危险源和不良环境因素,尽可能地减少事故造成的人员伤亡和财产损失,遏止环境污染和资源浪费,认真落实国家、地方安全/环保法律法规以及相关方要求,按照项目部编制,并经监理办和指挥部审批实施的《防台预案》,以及《应急预案》予以实施,各项安全预案和措施均从组织机构及物质配备上作了具体的部署和准备,具备极强的应急、处理能力。

八、文明施工与环境保护

⑴制定严格的文明施工管理制度、条例、办法等,主要条款书写在标牌上挂在工区内醒目位置,时刻提醒职工认真遵守。

⑵施工基地严格按标准化工地进行建设。

⑶组织职工经常进行文明教育,以良好精神风貌积极投入工程建设中。

⑷利用广播、张贴标语、报纸、电视等加强宣传工作,为象山湾跨海大桥工程、业主和本企业树立良好形象。

⑸驻地和施工现场管理人员一律佩证上岗;作业区、办公室等悬挂标识牌,以示标识。

⑹施工管理坚持以人文本,开展丰富多彩的文体娱乐活动,活跃职工精神生活。

按照《中华人民共和国环境保护法》以及象山港大桥指挥部的要求,环境保护坚持“预防为主、防治结合”的方针,严格执行合同中的环保条款。对全体职工进行全面教育,认真学习法律法规,增强全体施工人员的环保意识,形成全员全过程环保局面。同时与地方部门签定环保协议,并认真执行。做好环保调查,了解当地环保内容与要求,严格执行建设单位与当地环保部门签订的有关协议,建立环保检查制度,把环保措施层层落实,做到责任到人,奖惩分明。

8.2.1环保组织机构

⑴实行环境目标责任制。

⑵加强检查和监控工作。

⑶保护和改善施工现场的环境,进行综合治理。

⑴对使用的工程机械和运输车辆加强维修保养,提高尾气排放标准,降低运行噪音,按照有关要求排放。

⑵按需要配备洒水车,对现场和运输便道进行洒水湿润,防止扬尘。

⑷与海事局保持密切联系,提前通报水上施工安排,争取航运部门的配合支持。设置警示灯标,维护船舶航行安全和施工船舶作业安全。

九、加强多边合作与协调工作

⑴加强与业主之间的合作,充分理解业主对工程质量、工程进度方面的具体要求和创优目标,做到使业主满意。

⑵加强与设计单位的联系和沟通工作,充分理解设计意图和设计变更,尤其在施工技术方案选择上,充分尊重设计单位意见,做到优秀设计,优质施工。

⑶加强与监理工程师的合作,尊重并支持监理工程师工作,为监理工程师履行其职责提供有利条件,共同做好工期、质量、投资控制。

⑷加强同协作单位的密切联系,为大桥的顺利建设相互合作、协调共进,按期、优质完成工程施工任务。

⑸全面有效地履行合同,服从业主安排,配合业主做好各标段之间的协调工作。

⑹加强与地方政府、海事管理部门及当地有关部门之间的合作,与当地治安部门组织社会治安联防,共同维护施工期间工区附近的社会治安。

1、《宁波象山港公路大桥施工图设计第三分册跨径60m引桥下部结构》

4、《新编钢结构设计手册》

5、《海港工程设计手册》

6、指挥部下发的《参考资料》

三)、相关荷载基本计算

最大流速:1.63m/s

波浪要素T=5.99s,H=0.4m。

风速高度10m,20年一遇的风速为37.8m/s。

四)、相关基本荷载计算

套箱自重:每平方米模板自重160kg,总重486.6kN

预制块自重:钢筋混凝土自重25kN/m3,总重1205.6kN

封底上厚0.5m混凝土自重:素混凝土自重24kN/m3,总重1929kN

封底混凝土总重:3134.6kN

3、封底砼对护筒黏结力

封底砼厚度0.8m,接触面积A=8×3.14×2.3×0.8=46.2m2,粘结系数经验取值:200KPa。此值无规范可查,试验做出的结果一般为350KPa~400KPa。

F=200×46.2=9244kN

Gc=572.5×25=14312.5kN

5、桩头范围承受部分承台砼自重计算

Gz=8×(3.14×1.15×1.15)×3×25=2491.6kN

水流力选用公式为:Fs=(krV2×A)/(2g)

其中:Fs-水流力(KN)

V-计算流速(m/S)V=1.63m/s

K-水流力系数;按套箱形状查相关表取K=1.3

r-水的重度(KN/m3)

g-重力加速度(m/s2)

A-计算构件在与水流流向垂直平面上的投影面积(m2)

Fs=(1.3×10×1.632×42.064)/(2×9.8)=74.1KN

pmax=Cm(π3/2)(γ/g)(D2H/T2)coshk(d+z)/sinhkd=24.2KN/m

式中有:Cm-惯性力系数,为2.2;

D-直径,D=(4ab/π)0.5等效取8m;

T-周期取5.99s;

k-波数,k取0.140;

作用与整个套箱上单位面积上最大流浪力:Pmax=24.2KN/m2

Fwh=k0k1k3WdAwh

Wd=(γVd2/2g)=0.0129×37.82/2×9.8=0.9KN/m2

Fwh=0.75×0.8×1.00×0.9×48.756=26.3KN。

因为风力荷载远小于波浪荷载,所以不考虑。

套箱下沉,浇筑封底砼前

封底砼浇筑、强度未形成

底模重、套箱重、封底砼重、水压、砼侧压力

封底强度形成、抽水,施工承台钢筋(高潮位时)

底模重、套箱重、封底砼重、浮力、封底砼与护筒间粘结力、水压、砼侧压力

浇筑承台砼(底潮位时)

底模重、套箱重、封底砼重、承台砼重、封底砼与护筒间粘结力,水压、砼侧压力

注:风压、波浪力等表中未列出

对以上施工工况进行分类,底模验算工况为工况一和工况二,最不利工况为工况二;套箱验算工况为工况二、三、四;抗浮验算工况为工况三。针对以上工况分别对底模、套箱及抗浮进行验算。

六)、底板验算及抗浮验算

预制板块从安装到转化成底模整体受力,共3个工况。

(1)内力计算(按简化过的计算)

q=0.3×2.15×25=16.125KN/m(按不挖空保守考虑)

M=16.125×5.0252/8=50.1KN.m

75cm悬臂弯距小于跨中弯距,按50.1KN.m配筋。

(2)、配筋(受力按挖完后考虑)

砼采用C25,采用单面配筋。

fcdbx=fsdAS

计算得As=574mm2

下缘配筋:配Ф16间距250mm,则面积为804mm2,满足要求。

上缘配筋:配构造筋采用100cm范围内配置4Ф8钢筋网。

由于板搁置在I25a、I20a工字钢网上,预制块未连接前搁置在钢管上的焊接的十字架上,最大跨径没有吊装时候大,固不再验算。

3)转化成底模整体受力

转化成底模整体受力后,荷载为50cm封底混凝土自重、套箱自重、施工荷载和预制30cm钢筋混凝土自重的组合。边界条件的形式是底模型钢底框和钢护筒的焊接点,为固结。采用madis对底模型钢框架和底模混凝土进行整体建模计算,其中所需要得到的底模混凝土内力图,型钢应力图和支点反力、弯距图等如以下系列图示所示:

图二:底模混凝土内力弯距图

图三:I25a工字钢应力图

图四:I20a工字钢应力图

图五:I25a工字钢支点反力图

图六:I25a工字钢支点弯距图

图七:I20a工字钢支点反力图

图八:I20a工字钢支点弯距图

图九、I25a工字钢位移图

图十:I20a工字钢位移图

由以上图一计算所得,30cm底模每米宽最大弯距为106KN.m,出现在左2、左3、右2、右3护筒靠近桥梁中心侧护筒中间50×80cm的区域内出现,其余每米宽最大弯距为40KN.m。先分别对这两种情况进行计算和配筋。

底模采用C25混凝土,钢筋等级为HRB335,保护层厚度为35mm。C25的混凝土强度设计值为11.5MPa,HRB335的设计抗拉抗压强度为280MPa。

fcdbx=fsdAS

(1)根据每米宽最大弯距为106KN.m计算所得配筋为As=1536mm2。

下缘配筋:配Ф16间距125mm,则面积为1609mm2,满足要求。

上缘配筋:配构造筋采用100cm范围内配置4Ф8钢筋网。

(2)根据每米宽最大弯距为40KN.m计算所得配筋为As=555mm2。

下缘配筋:配Ф16间距250mm,则面积为804mm2,满足要求。

上缘配筋:配构造筋采用100cm范围内配置4Ф8钢筋网。

1)、上缘每米范围内配置4Ф8钢筋网,间距为25cm,下缘每米范围内配置4Ф16,钢筋间距为250mm。每个护筒周围配两层Ф8箍筋,其中左2、左3、右2、右3沿护筒中心向桥梁跨中方向宽50cm,长80cm的局部范围内下缘每米范围内配置8Ф16,钢筋间距为125mm。

2)混凝土保护层全部采用35mm。

3)每块混凝土上下钢筋网采用Ф8、Ф16。

3、工字钢及工字钢与钢护筒焊接计算:

根据以上图三、图四、图九、图十的应力和位移图得出一下表格:

根据以上表格所得底模型钢框架的应力和位移都满足设计要求。

2)工字钢与钢护筒焊接计算

根据以上图五~图八所示:

I25a的支点反力V=255KN,端弯距为118KN.m

I20a的支点反力V=101KN,端弯距为37.4KN.m

根据以上情况,工字钢与钢护筒的焊接计算根据(1)的值计算。

①I25a梁焊缝强度计算:

h=250mm,b=116mm,tw=8mm,t=13mm。

焊脚尺寸取hf=6mm(一般1.2t≥hf≥1.5t0.5),则焊缝有效厚度为he=0.7×6=4.2mm。

焊条型号采用E43,焊缝容许强度=160MPa,正面角焊缝强度增大系数βf=1.22,下同。

全部焊缝有效截面对中心轴的惯性矩:

Iw1=116×4.23/12+116×4.2×129.22=813.3cm4

Iw2=2×(52×4.23/12+52×4.2×107.82)=507.7cm4

Iw3=4.2×215.63/12=350.7cm4

Iw=2(Iw1+Iw2+Iw3)=3343.4cm4

σf1=Mh1/2Iw=118×106×258.4/(2×33434000)=456MPa>βf=195MPa。

在以上不满足的情况下,在I25a工字钢下翼缘加焊三块厚度为12mm,尺寸为100mm×100mm的等边三角形。间距为50mm,焊脚尺寸同上。

则Iw4=6×100×4.23/12+100×4.2×179.22=8094.6cm4

σf1=Mh1/2Iw=118×106×258.4/(2×33434000+80946000)=133.3MPa<βf=195MPa。

腹板焊缝中由于弯距引起的最大正应力:

σf2=σf1×h2/h1=133.3×215.6/258.4=111.2MPa<βf=195MPa。

腹板焊缝中由于剪力引起的平均剪应力:

τf=V/=225×103/(2×4.2×203.6+6×4.2×83.8)=58.9MPa。

=108.5MPa</1.2=133.3MPa。

②I20a梁焊缝强度计算:

h=200mm,b=100mm,tw=7mm,t=11.4mm。

焊脚尺寸取hf=6mm(一般1.2t≥hf≥1.5t0.5),则焊缝有效厚度为he=0.7×6=4.2mm。

焊条型号采用E43,焊缝容许强度=160MPa,正面角焊缝强度增大系数βf=1.22,下同。

全部焊缝有效截面对中心轴的惯性矩:

Iw1=100×4.23/12+100×4.2×104.22=456.1cm4

Iw2=2×(44×4.23/12+44×4.2×84.42)=263.3cm4

Iw3=4.2×168.83/12=168.3cm4

Iw=2(Iw1+Iw2+Iw3)=1775.4cm4

σf1=Mh1/2Iw=37.4×106×208.4/(2×17754000)=219.5MPa>βf=195MPa。

在以上不满足的情况下,在I20a工字钢下翼缘加焊二块厚度为12mm,尺寸为100mm×100mm的等边三角形。间距为80mm,焊脚尺寸同上。

则Iw4=4×(100×4.23/12+100×4.2×154.22)=3994.9cm4

σf1=Mh1/2Iw=37.4×106×258.4/(2×33434000+2×39949000)

=65.8MPa<βf=195MPa。

腹板焊缝中由于弯距引起的最大正应力:

σf2=σf1×h2/h1=65.8×168.8/208.4=53.3MPa<βf=195MPa。

腹板焊缝中由于剪力引起的平均剪应力:

τf=V/=101×103/(2×4.2×156.8+4×4.2×83.8)=64MPa。

=77.5MPa</1.2=133.3MPa。

封底砼的作用主要为:1、作平衡重主体;2、防水渗漏;3、抵抗水浮力。根据以上工况分析,抗浮验算时水位按+4.19m计算,整个钢套箱的浮力为4.8×160.75×10=7716KN,封底混凝土自重+钢套箱自重+封底对护筒粘结力=3134.6+486.6+9244=12865.2kN>7716KN。安全系数K=12865.2/7716=1.667>1,安全储备较强。

浇筑承台主体时,当混凝土初凝前,承台主体自重,模板自重,封底自重由模板底框、封底高度的桩头粘结力和桩头承受的部分砼自重以及浮力承受。因为在验算封底时,底框能满足封底砼自重和套箱自重,所以封底对护筒粘结力+桩头承受部分砼自重+2m高浮力=9244+2491.6+3215=14941KN>14312.5KN,满足要求,浇筑砼时可以在底潮位时开始,浇筑时间约10小时,待浇筑到最后,潮位上来,浮力对浇筑有利。

因此,封底混凝土厚度能够满足施工要求。

八、套箱验算(包括内撑梁)

工况二:封底浇筑过程中施工工况,无潮水时最不利。

式中:Pmax-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kPa);

h-为有效压头高度(m);

当v/T=0.373/16=0.0233≤0.035,h=0.22+24.9×0.0233=0.1276。

v-混凝土浇筑速度(m/h),v=60/160.77=0.373m/h。

t0-新浇筑混凝土初凝时间(h),可按实测来确定;取10h。

γ-混凝土的容重(KN/m3)

K1-外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0,掺缓凝作用的外加剂时取1.2;

K2-混凝土坍落度影响修正系数,取1.15。

Pmax=0.22γt0K1K2v1/2=0.22×24×10×1.2×1.15×0.3730.5=

Pmax=γh=24×0.1276=3.0624KPa。

根据以上计算取Pmax=44.5KPa。

算上振捣混凝土产生的荷载2.0KPa和振捣混凝土时对侧面模板的压力4.0KPa,P=44.5+2+4=50.5KPa。

该工况下最大压强:P=50.5KPa。

工况三:封底完成后进行承台钢筋施工工况

此时封底砼范围内套箱承受的水静压力靠封底砼抗压强度平衡,套箱的最大水静压力:P1=rh=10×4.3=43KN/m2。

阻水面单位面积水流力:P2=1.76KN/m2。

作用在整个套箱上单位面积上最大波浪力:P3=24KN/m2。

作用在整个套箱上单位面积上最大风力:P4=0.9KN/m2。

有风压的时候必须是波浪和水流力不作用的时候,所以风力不考虑。

该工况下最大压强:P=68.76KN/m2。

工况四:承台砼浇筑施工工况,无潮水时最不利

新浇筑砼侧压力:P=50.5KPa。

根据以上工况得出,只要工况三满足,其它也满足。以下是midas计算结果,具体如下:

图十一、套箱模型和荷载

双钢筋叠合板钢筋绑扎施工工艺.doc图十二I16型钢竖肋组合应力云图(102MPa<145Mpa)

图十三20#槽钢双拼横肋组合应力云图(117MPa<145Mpa)

图十四5mm钢板组合应力云图(69.4MPa<145Mpa)

图十五I32a型钢组合应力云图(26.8MPa<145Mpa)

图十六整体套箱变形云图(最大容许变形为7.2mm)

套箱最大变形为4.46mm,最不利跨径为2.88mDB29-110-2010 预应力混凝土管桩技术规程.pdf,4.46/2880=1/646<1/400,满足要求。

综以上计算结果及分析,可得出结论:套箱侧模结构满足规范规定强度、刚度、稳定性的要求。

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