某特大桥主桥箱梁施工组织设计

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某特大桥主桥箱梁施工组织设计

1.1结合现场实际情况,合理布局施工设备,规范场容,建立健全各项施工管理制度,文明施工措施落实、责任到人、执行到岗,有检查督促考核。

1.2施工现场围墙、围栏、围网规矩成线,现场广告宣传标识醒目,施工现场“三图二牌“齐全,即总体示意图、施工公告牌、工程概况图、施工进度图、安全记录牌,保证施工现场临时设施井然有序。

1.3施工现场材料、设备、整齐堆放,标识明确。

1.4施工现场的挂篮、支架等有验收合格牌,现场机械设备整洁,电器开关柜(箱)完整带锁,并配备安全保护装置,操作人员持证上岗,有岗位职责和安全操作规程标备有消防器材和防火消防制度。

1.5施工现场堆料场地硬化T/SCDA 020-2020 先张法预应力混凝土实心方桩(上海市工程建设团体标准图 集).pdf,钢材、砂石、水泥等挂牌标示。

1.6现场内排水设施完善,施工排水经沉淀过滤并符合有关标准后方可排放,以防污染。

1.7施工设置先进的砼拌和楼,防止粉尘和噪音污染,做到噪音、粉尘不拢民。

1.8妥善处理周围关系,为工程的顺利进展营造一个良好的环境。

2.1加强施工现场粉尘、噪音、废气的监测和监控工作,把它与文明施工现场管理一起检查、考核、奖罚,采取措施消除粉尘、废气、污水的污染。

2.2保护和改善施工现场的环境,要进行综合治理

2.3做好宣传教育工作,采取有效措施控制人为噪声、粉尘的污染,采取技术措施控制烟尘、污水、噪声污染。

2.4严格按照相关劳动保护的规章制度,对从事有噪声、粉尘等工作的施工作业人员采取防护措施,适当缩短其劳动时间。

2.6禁止在施工现场焚烧油毡、橡胶、塑料、皮革、树叶、枯草、各种包装袋等以及其他会产生有毒、有害烟尘及恶臭气体的物质。

2.7工地茶炉、火灶、锅炉等,尽量采作消烟除尘型炉具。

(一)0号块托架计算资料

XXX特大桥主桥桥跨布置为110米+200米+110米三跨一联的预应力混凝土连续刚构桥,主梁采用单箱单室、三向预应力混凝土箱型断面结构。主桥0#块件全长14.0米,根部高1150米,箱梁底宽7.0米,两侧悬臂长2.0米,全宽19.4米,两横隔板间顶板厚0.50米,底板厚1.5米,腹板厚1.2米。

由于主桥薄壁墩高达101米,0#块件砼体积为1120m3。0#块件现浇支架采用薄壁墩预埋型钢三角形托架,其上搭设工字钢横分配梁及模板的方案。本方案考虑砼分二层浇注,第一层浇注底板及部分腹板、侧板砼,高度6.0米,砼方量约为600m3;第二层浇注部分的腹板、侧板砼,高度为5.5米,砼方量约为520m。

悬臂端砼支架采用10组2I25b作为牛腿水平杆,每根工字钢水平杆对应一根[20斜杆。在牛腿上布置卸架型钢,在卸架型钢上再布置横向2I25b分配梁,在分配梁上安装大块钢模板作为底模。内模均采用组合钢模。

施工时支架按钢结构设计加工规范安装制作,严格控制模板和支架标高为砼浇注时的变形观测。

第二次浇注砼不需要支架,模板直接放置在第一次模板的顶端,采用大块钢模作外模,组合钢模作为内模。

2.第一次施工托架受力验算

施工托架只考虑承受0#块件第一次砼浇筑时悬臂端砼、模板自重、施工荷载重量。第一层砼达到设计强度后进行第二层砼浇注,二层砼重量考虑由第一层砼承担,并进行验算,施工托架不考虑参与第二层砼浇注受力。

①第一次浇筑箱梁底板砼重量(按每立方米26KN/m3计算):

Gd=1.94m×7.0m×2.0m×26KN/m3=706.16KN

横向荷载集度q1=706.16/2.0/7.0=50.44KN/m

②一侧腹板砼重量(按每立方米26KN/m3计算):

Gf=4.5m×1.2m×2.0m×26KN/m3=249.6KN

横向荷载集度q2=249.6/1.2/2.0=104KN/m

③模板重量(按每平方米2.0KN/m2计算):

底模:Gdm=2.0m×7.0m×2.0KN/m2=28KN

荷载集度q3=2KN/m

一侧腹板侧模:Gcm=2.0m×6m×2.0KN/m2=24KN

④施工荷载(按每平方米2.5KN/m2计算):

Gs=2.0m×7.0m×2.5KN/m2=105KN

荷载集度q5=2.5KN/m

⑤冲击荷载(按每平方米4.0KN/m2计算):

Gc=2.0m×7.0m×4.0KN/m2=64KN

荷载集度q6=4KN/m

⑥振捣荷载(按每平方米2.0KN/m2计算):

Gz=2.0m×7.0m×2.0KN/m2=28KN

荷载集度q7=2KN/m

2.2浇注第一层砼0号块悬臂端施工托架受力计算

2.2.1墩身侧横向I40b分配梁计算

荷载1(底板荷载):q1=59.56KN/m

荷载2(腹板荷载):q2=56.91KN/m

横向I40b分配梁布置图:(单位:m)

(1)一根I40b分配梁受力图示

利用sap2000程序计算内力

最大弯矩M=71.68KN·m

最大剪力Q=118.92KN

最大支承反力:N=237.84KN

最大挠度在1、2点的跨中

2.2.2悬臂侧横向I40b分配梁计算

荷载1(底板荷载):q1=36.97KN/m

荷载2(腹板荷载):q2=76.02KN/m

横向I40b分配梁布置图:(单位:m)

(1)一根I40b分配梁受力图示

利用sap2000程序计算内力

最大弯矩M=39.00KN·m

最大剪力Q=83.12KN

最大支承反力:N=139.98KN

由于内力均比墩身侧工字钢小,验算此处省略,只是得到支承反力以计算牛腿。

2.2.3纵向牛腿计算

纵向牛腿采用2I36b为一组,每根工字钢对应一根[20斜杆,布置图如下:(单位:cm)

跨中处牛腿受力最大,取此处牛腿计算,计算内力时取一根I36b牛腿,集中荷载F(墩身侧)=N/2=237.84/2=119.82KN

F(悬臂侧)=N/2=139.98/2=70KN

利用sap2000程序计算内力

最大弯矩在1号点处,M=49.01KN·m

最大剪力在1号点:Q=113.27KN

(3)水平杆I36b内力验算

2.2.3斜撑焊缝应力计算

斜杆与预埋钢板焊缝应力计算:

为简化计算,该处按贴角双面焊缝连接,焊缝厚度hf=8mm,焊缝长度lf=2×200=400mm,受力如下图所示:

3、浇注第二层砼第一层砼受力计算

浇注第二层7.0米高砼时,悬臂端腹板荷载则考虑全部由第一层已达设计强度的4.5米高悬臂端腹板砼承担,按平均宽度1.2米、4.5米高、悬臂2米素砼梁受弯构件进行强度计算,托架在本次计算不考虑参与受力。

(1)第一层腹板混凝土重量(按每立方米26KN/m3计算):

Gc=2m×4.5m×1.2m×26KN/m3=280.8KN

(2)第二层一侧侧板砼重量(按每立方米26KN/m3计算):

Gc=2m×7.0m×1.2m×26KN/m3=436.8KN

(3)模板重量(按每平方米1.50KN/m2计算):

Gcm=2m×7m×1.5KN/m2×2=42KN

(4)施工荷载(按每平方米2.5KN/m2计算):

Gs=2m×1.2m×2.0KN/m2=4.8KN

(5)冲击荷载(按每平方米4.0KN/m2计算):

Gc=2m×1.2m×4.0KN/m2=9.6KN

(6)振捣荷载(按每平方米2.0KN/m2计算):

Gz=2m×1.2m×2.0KN/m2=4.8KN

总荷载:G总=(Gc+Gcm+Gs+Gc+Gz)

=280.8+42+4.8+9.6+4.8+436.8

C50砼设计抗拉强度:[σ50]=2.0MPa

该工况在以素砼梁进行计算,并在不考虑托架参与受力情况下都能满足结构要求。

4、第二次施工支架受力验算

4.1上下游翼缘砼浇注

顶板翼缘砼利用在第一次砼预埋的型钢三角牛腿上布置扣管支架,在支架上横桥向布置[10分配梁,在分配梁上顺桥向布置组合钢模。

4.1.1扣管脚手架计算

钢筋混凝土自重:26KN/m3

模板自重:1.5KN/m2

振动荷载:2KN/m2

施工荷载:1KN/m2

利用sap2000程序计算,挠度及应力均满足要求,这里略去。

支承反力最大值:23.31KN。

立杆计算长度附加系数k取1.155,立杆计算长度系数μ取1.55,长度L取1.2米,则立杆的长细比λ=kμL/i=136

由λ值查得构件的稳定系数φ=0.367

N/φA=23.31×103/0.367/489=130N/mm2

4.2.2纵向分配梁计算

利用2组墩身模板I40b作为纵向分配梁。

⑴荷载:取1根I40b计算

最大荷载集度:q=23.31KN/m

利用sap2000程序计算内力。

最大弯矩为75.11KN·m

最大支承反力:125.48KN

牛腿水平杆采用2I36b,斜杆采用2[20,计算时取一根水平杆与斜杆的组合,由于荷载布置形式与箱梁第一次砼悬臂端相同,且荷载小于箱梁悬臂端牛腿荷载,牛腿计算此处略。

4.3箱梁内顶板砼浇注

箱梁内顶板砼在箱梁底板砼上拼装扣管支架,在支架上横桥向布置[10分配梁,在分配梁上顺桥向布置组合钢模。钢管选用外径48mm,壁厚3.5mm的高频焊接管,立杆间距按0.8米×0.8米间距布置,立杆步距为1.2米。

钢筋混凝土自重:26KN/m2

模板自重:0.5KN/m2

施工荷载:1KN/m2

振动荷载:2KN/m2

Q=29.5KN/m2

立杆计算长度附加系数k取1.155,立杆计算长度系数μ取1.55,长度L取1.2米,则立杆的长细比λ=kμL/i=136

由λ值查得构件的稳定系数φ=0.367

N/φA=29.5×0.8×0.8×103/0.367/489=105N/mm2

(二)边跨现浇段支架计算资料

边跨现浇段支架采用巫山桥扣塔钢管砼立柱,每岸边跨2个现浇段,设4根钢管砼立柱,该立柱钢管为φ610mm×10mm,砼强度等级为C60。立柱高度方向纵桥向与横桥向均设置六道横撑。根据合龙段施工工艺的需要,边跨合龙段需要同步进行合龙。一个交界墩共设置4根钢管砼立柱。计算时以8号墩为例,8号墩支架高度为83米。

支架自重=钢管砼支架自重+底模及底模平台自重=KN

一个现浇段块件长8.870m(交界墩盖梁部分长2.89m,悬出部分5.98m),砼数量124m3(盖梁部分长67m3,悬出部分57m3)。钢管砼支架承受的荷载为悬出部分,荷载为:57m3×26KN/m3=1482KN。

按《建筑结构荷载规范》,取2.0KN/m2。

按《公路桥涵设计通用规范》,计算纵桥向风力,用公式:W=K1K2K3K4W0进行计算。

有关荷载系数根据《建筑结构荷载规范》及相应的施工规范,荷载分项系数取值如下:

⑴考虑箱梁现浇段砼浇注时模板安装误差、变形等因素的超载系数取1.05;

⑵浇注砼时的动力系数取1.1;

⑶支架自重的荷载分项系数取1.2;

⑷砼、人群和施工机具重量及风载的荷载分项系数取1.4;其中人群和施工机具重量取可变荷载组合值系数0.9,风载取组合值系数0.6。

●工况1:浇筑边跨现浇段时,计算底平台纵梁、横梁

荷载组合:1.2×支架自重+1.4×1.05×1.1×现浇段砼重量+1.4×0.9×人群和施工机具重量+1.4×0.6×风载;

●工况2:浇筑边跨合拢段时,计算钢管立柱局部及整体稳定性

荷载组合:1.2×支架自重+1.4×1.05×1.1×(现浇段砼重量+合拢段砼重量)+1.4×0.9×人群和施工机具重量+1.4×0.6×风载;

按照《钢管砼结构设计与施工规程》(CECS28:90)中规定的方法验算钢管局部与整体稳定性,箱梁底模分配梁计算采用有限元结构分析程序SAP2000进行。

①底板纵向分配梁I40b

底板纵向分配梁一个底板布置6根,横向间距为90cm,计算时考虑顶、底板荷载:

挠度5.6mm〈5000/400=8mm,满足要求。

应力为88.5MPa〈190MPa,满足要求。

②腹板纵向分配梁2I40b

腹板纵向分配梁一个腹板布置2根,荷载如下:

挠度为7.8mm〈5000/400=8mm,满足要求

应力为116.1MPa〈190MPa,满足要求。

③钢管立柱顶2I56b横梁受力分析

应力为141.7MPa〈190MPa,满足要求。

挠度为13mm〈6400/400=16mm,满足要求。

合拢吊架重量400KN。

作用在钢管砼立柱的合拢吊架重量:400KN/2/2×1.2=60KN

作用在钢管砼立柱的合龙段砼荷载:22.64m3×26×1.05×1.1/2/2×1.4=237.96KN

加上边跨现浇段荷载,钢管砼立柱最大荷载=940.23+237.96=1178KN

一根钢管砼立柱+横联自重=764KN

一根钢管砼立柱最大荷载=1178+764=1942KN

式中:Nu——钢管混凝土轴心受压短柱的承载力,

No=0.273×32.5×(1+0.817+0.667)=22039KN

As、fs——钢管的横断面积和抗拉设计强度值;As=0.0188m2,fs=315MPa

Ac、fc——核心混凝土的横断面积和抗压设计强度值;Ac=0.273m2,32.5MPa

——考虑受压构件长细比影响的承载力折减系数;

公路桥涵工程施工工艺标准规范应用大全(十二分册)——考虑偏心率影响的承载力折减系数。这里取1

受压构件的等效计算长度:

其中L为受压构件的实际长度,这里取25m;

k为考虑柱身弯矩梯度影响的等效长度系数。这里k=1,经计算:Le=29.6m

●钢管砼立柱承载力计算:

GB50500-2013 建设工程工程量清单计价规范(1)Nu=No=22039×0.232×1=5119KN

安全系数=5119/(1178+800)=2.59,满足要求。

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