特大桥道岔连续梁支架预压专项施工方案

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特大桥道岔连续梁支架预压专项施工方案

地基使用30cm的C20混凝土进行硬化处理,单根立杆最大荷载为31.68kN,使用150mm×150mm的底托,经过混凝土的扩散(扩散角按45度计算),其σ=N/(A)=31680N/450mm×450mm=156kpa<{σ0}250Kpa。(处理后的承载应力)

考虑到不均匀系数及安全系数:基承载力必须达到150KPa以上,否则要进行地基处理。

根据XX特大桥施工图中的设计地质情况,地面下为全风化花岗闪长岩,基础承载力较好,支架搭设时,按超出箱梁横向投影区2.4m范围内清除地面腐殖土,利用推土机或人工翻晒并找平后,用18t振动压路机进行振动压实,压实度达95%以上,坡度控制在1%内,地基首先采用原状土70cm范围内整平、碾压检测地基承载力不得小于150KPa,回填30cm砂砾石土并碾压密实承载力不得小于250KPa,在其上浇筑30cmC20混凝土,并做明沟排水,以防止其不均匀沉降。

为保证雨水和养生用水从支架底部及时排出,防止雨水长期浸泡使支架下沉,在硬化地基旁设置排水沟,排水沟要保证没有积水形成。

为避免在连续梁砼施工时支架不均匀下沉,消除支架和地基的非弹性变形,准确测出支架和地基的弹性变形量,为支架、模板预留变形量设置提供依据,首先对支架进行预压。预压时采用砂袋,按照上部砼重量分布情况进行布载隐蔽工程验收质量通病防止措施(17),加载重量按照梁砼重量和施工荷载的120%进行加载。

由于本桥地形条件较好,地质条件较高(钻孔桩施工时留取的钻孔渣样分析可知从地面向下约23m为全风化花岗闪长岩),桥下无障碍,地基具有较好的承载力和均匀性。碗扣支架具有单个杆件轻、由人工操作、极少使用吊机、拆卸轻便、快捷、周转灵活、承载力高等优点。而万能杆件、贝雷支架、型钢支架一般为桥下架空或跨越设置,这类杆件具有承载能力大、稳定性好,能承受一定的水平力。根据本桥所处的地形地质条件和本项目的实际情况,经综合研究决定现浇箱梁支架采用碗扣式满堂支架。

6.1满堂支架体系检算

根据设计图纸分析箱梁自重对支架最不利位置为梁端断面部位,其底板受力最大。

①底模采用12mm厚竹胶板。

②顶托上采用[10槽钢双拼作为横向分配梁,其上采用[8槽钢作为横向分配梁间距15cm。

剪刀撑采用φ48×3.5mm钢管,横向每隔两米设置一道,其搭接长度不小于60cm,与地面夹角不小于45度。纵向每隔3m设一道。

(单位:cm),中部:①1.2m2②3.6m2③4.3m2

(1)翼缘板下部受力检算

q1=1.0m×1.2m2×26KN/m3/(2.65m×1m)=11.77KN/m2=0.01177N/mm2

考虑1.2倍的安全系数后,荷载组合:

⑤q=q1+q2+q3+q4=0.0237N/mm2

(2)腹板下部受力检算

q1=1.0m×3.6m2×26KN/m3/(1.551×1m)=60.4KN/m2=0.060N/mm2

考虑1.2倍的安全系数后,荷载组合:

⑤q=q1+q2+q3+q4=0.0816N/mm2

(3)底板下部受力检算

q1=1.0m×4.3m2×26KN/m3/(3.5927×1m)=31.1KN/m2=0.031N/mm2

考虑1.2倍的安全系数后,荷载组合:

⑤q=q1+q2+q3+q4=0.0468N/mm2

按照受力横断面计算确认腹板位置为最不利情况,按此位置相应材料的计算。

竹胶板规格采用2.44m×1.22m×0.012m,考虑竹胶板处于湿状,由《桥路工程常用数据资料与计算手册》查得竹胶板力学性能指标取。取宽竹胶板为单元体,则:

W=bh²/6=1×12²/6=24mm³,I=bhm³/12=144mm4。

横向[8槽钢间距采用20cm,净距12cm,竹胶板的计算按简支梁计算,则:

M=ql2/8=0.088×1×200²/8=440N.mm

δ=440/24=18.3<{δ}=35Mpa强度满足要求。

f=5ql4/(384EI)=5×0.088×1×1204)/(384×5×10³×144)=0.33mm<L/400=200/400=0.5mm。

F=0.22Υct0β1β2V1/2A

F=0.22Υct0β1β2V1/2A=0.22×26×9×1.2×1.15×0.71/2×0.6×0.8=28.53KN

F=ΥcHA=26×6.115×0.6×0.8=76.3KN

新浇筑混土对模板侧向压力F取值28.53KN

查对拉螺栓力学性能表得:螺栓直径20mm容许拉力38.2KN>28.53KN,故采用直径20mm对拉螺栓满足要求。

(2)横向[8槽钢检算:

根据路桥施工计算手册,[8槽钢弹性模量E=2.06×10^5N/mm^2,弯强度为[σ]=145MPa;

横向槽钢间距,最大跨度为,槽钢按简支梁计算,q=0.088×0.2×0.6=0.011N/mm2则:

M=ql2/8=(1×0.011×200×6002)/8=99000N.mm

σ=M/W=99000/4150=23.85MPa<[σ]=145MPa强度满足要求。

fmax=5ql4/384EI=5×0.011×200×6004/384×2.06×105×1.66×104=1.08mm<l/400=600/400=1.5mm

(3)检验横向槽钢受力

采用2[100mm热轧槽钢,间距取600mm,跨度为600mm。荷载为F=31.68KN。

已知:I=2×198.3×=396.6×mm4,W=2×39.4×=78.8×mm3,E=2.1×MPa,f=145MPa。

M=FL/4=31.68KN×0.6m/4=4.752KNm

σ=M/W=4.752KNm/(78.8×)=60.03MPa<[σ]=145MPa

ξ=F/48EI=31.68×N×/48×2.1×1011×396.6×10-8=0.33mm

ξ/L=0.33/0.6×=0.55<[600/400]=1.5mm,刚度符合要求。

(4)碗扣支架受力检算:

每根碗扣允许承载最大荷载[P]=40Kpa

腹板的组合荷载为q=q1+q2+q3+q4=0.088N/mm2,按照碗扣在腹板下的布置,纵向最大跨度60cm,横向最大间距60cm,则每根立杆承受的荷载p=88kN/㎡×0.6m×0.6m=31.68KN<[P]=40Kpa,满足使用要求。

碗扣钢管采用钢管,截面积,

回转半径,长细比λ=600/15.78=38.02,按照《钢结构设计规范》得ψ=0.893,则立杆的压应力为:

σ=N/(ψ×A)=31680N/(0.893×489.1mm2)=72.53MPa<205Mpa

每段底模安装完毕后,布置预压观测点,进行预压施工。观测点布置于底模板底部,横桥向在两处翼板中部,两处腹板中部及底板中布置5处观测点,详细布置见横向观测点位布置图;纵桥向观测点布置于每跨的端部、1/4、1/2、3/4、端部,详细布置见连续梁纵向观测断面布置示意图。

按混凝土分段浇注顺序进行分段预压,预压一段浇注一段。支架预压采用砂袋进行,人工配合吊车逐层规整的堆放在箱梁底模上进行预压,加载高度由实际预压砂袋数量累计确定。加载顺序按照底模及侧模铺设顺序,由大里程20#台到小里程19#墩由下到上逐层加载。

消除非弹性变形值后,根据底模弹性变形曲线叠加预应力张拉梁体变形曲线得到预拱度曲线,作为底模板安装控制高程的依据。

8.1在预压加载过程中,必须对称、分层、均匀、满铺加载,同时设置专人进行支架的变形观测,若出现异常情况必须立即停止加载并查明原因。卸载时也必须对称、分层、均匀卸载。当沉降量不超2mm/天视为沉降稳定并以最后一天的观测结果作为加载稳定后的高程值。

8.2卸载完毕安排专人检查支架下沉情况,对底部漏空的钢管重新调整底托,保证每根立杆均与底部垫木接触紧密;同时检查钢管连接是否有松动现象并进行调整;支架调整后利用上顶托调整模板顶面高程、平整度;最后对模板拼缝的完好性进行检查并调整。

8.3预压程序及观测方法:

预压荷载的堆放要基本与梁体各部位重量的比例相对应,应按各节段翼板、腹板及底板重量拆合成砂袋数量进行预压分配。

预压加载顺序为:0—50%—100%—120%。预压前对观测点进行测量,取得初始值,加载至50%时,静止2小时后观测,之后即可加载,加载至100%后观测3次,每次间隔2小时,120%时每六小时观测一次,静止一天,当沉降小于2mm/天时,即视为稳定,进行卸载作业。

观测方法:按上述各测点在底模板下及其相对应的地面布置测量点,底模板下的测量点可以以油漆或铁钉进行,地面处的测量点可埋设或栽植短钢筋的方法进行。预压量测时,先采用水准仪进行地面测量点的高程观测,看数值是否变化,再采用经检校的钢卷尺量取底模底标记点与地面观测点之间的距离,看数值是否变化,经对上述两组数据的观测即可以计算出,每次预压加减荷载后地基及支架的变形值。

预压卸载顺序为120%→80%→60%→30%→0.由人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载。卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据观测记录。整理出预压沉降结果。调整碗扣支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。(空格要删除)

预压完毕后,根据观测计算得出的支架弹性变形数值,考虑预拱度,调整梁底立模标高,然后再开始安装侧模、绑扎钢筋、灌注混凝土等作业。

连续梁铺设底模板后测量H1,并做好相应的记录

布载结束后立即进行观测各测量点的标高值H2,并做好相应的记录。

维持布载24小时后、卸载前测量各测量点标高值H3。

卸载后测量出各测量点标高值H4,此时就可以计算出各观测点的变形如下:

另外,根据H2和H3的差值,可以大体看出持续荷载对支架变形的影响程度。

对于已进行预压区段,根据如下调整底模标高:

其中:Hs=底模设计标高;

Y=ax2+b(a、b数值由现场测量数据得出)

预压前将梁底标高提高4cm以消除因预压产生的沉降。

1)总沉降量大于8cm,则说明地基处理不合理,拆除模板及支架,重新进行地基处理。

2)总沉降量在8~4cm内,则实际梁底标高比设计梁底标高低4~0cm,采用在方木上垫钢板或木楔,钢板厚度根据实际沉降量确定。

3)总沉降量小于4cm,则实际梁底标高比设计梁底标高高4~0cm,采用卸木楔的方法调低标高至设计标高。

10.预压施工注意事项

1、铺设底模板后测量H1前应加强对支架的全面检查,确保支架在荷载作用下无异常变形。

2、由于加载重量较大,因此在加载及卸载过程中必须派专人对支架情况进行观测,以免发生意外。

3、在预压过程中要安排专人对模架各部位进行观察,发现异常情况时马上进行卸载。

4、加载及卸载过程应加强施工现场安全保卫工作,确保各方面的安全。

5、对砂袋的重量根据一批15袋进行过磅称量,取平均值算出每一袋砂袋重量,防止过载或压载不足。

6、预压完成后,根据支架变形情况及地基沉降程度,采取必要的措施对薄弱环节进行加强,确保施工安全和工程质量。

7、托架周围必须满铺跳板,搭设栏杆,挂好安全网。

8、起吊砂袋吊篮必须有足够的强度。

9、砂袋必须分层码密实,中间不得留有空隙。

山水小学施工组织设计.doc10、起吊作业必须由专人指挥且信号明确。

11、雨天停止堆载作业,已堆好的砂袋必须覆盖,避免不必要的附加荷载。

12、堆载作业时,特别是堆载完成阶段,作业半径10米范围内禁止任何人员长时间逗留,由专人把守。

13、由于堆载预压均属高空作业,各部位人员均应注意安全,并有相应的防护措施。

14、上下传递各种物品时利用绳索进行,不得直接抛扔.

15、吊装堆载物时GTCC-113-2019 电气化铁路接触网棒形复合绝缘子,吊钩及移动模架下严禁人员停留。

16、卸载时,砂袋等物品不得随意乱扔。(字体不一致)

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