绵阳市二环路三期工程第一合同段组合高支架现浇箱梁专项施工方案

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绵阳市二环路三期工程第一合同段组合高支架现浇箱梁专项施工方案

本方案编制主要指导绵遂互通立交C、D匝道桥现浇箱梁支架高度H>20m部位施工,方案编制(适用)部位为:C匝道桥第1联、第2联,D匝道桥第2联预应力混凝土连续箱梁。

根据设计图纸、施工技术规范、水文、地质情况,并充分结合现场的实际施工状况,以满足业主合同要求为主导,为便于该区段连续箱梁的施工,保证箱梁施工的质量、进度、安全,编制合理、经济的施工方案。

绵阳市二环路三期工程第一合同段绵遂互通立交设计图纸及设计交底、图纸会审意见。

8、路桥施工计算手册(周水兴等编著,2006年5月版)

9、公路桥涵施工技术规范实施手册(刘吉士等编著悦榕泉旅游温泉度假村施工方案,2002年1月版)

10、桥梁施工常用数据手册

11、国家相关规范及标准

1、编制方案完成报送监理、业主单位审核确认。

2、方案必须经专家论证审查通过。

3、专家审查通过后将最终修改版方案报市质监站、城建监察备案。

4、方案实施前必须对各施工班组进行技术交底。

(2)、上部结构设计要点:上部结构采用4×25m+3×25m预应力混凝土连续箱梁。梁体为单箱双室、两向预应力混凝土结构,桥宽10.5m。梁体高度1.5m;顶板厚为22cm,底板厚为22cm,腹板厚度45cm,腹板竖直,顶、底板横坡同桥面横坡,采用搭架现浇施工;连续梁中横梁宽度为3m,端横梁宽度为2m。每边悬臂宽2m,悬臂端部厚20cm、根部厚45cm。

(3)、下部设计要点:下部结构高墩采用3.5m×3.0m独柱方墩接预应力盖梁,其中6#墩采用1.6m配1.8m桩柱形式,7#墩采用1.4m配1.5m桩柱形式,3#桥墩采用墩梁固结,桩基采用钻孔桩基础;

(4)、地质情况:桥址区位于丘陵区涪江河III级阶地—沟谷地形上,沟谷呈宽缓的“U”字型,沟底开阔平坦,并为第四系全新统冲洪积可塑状粉质粘土(Qal+pl/4)覆盖,层厚为0.0~11.3m。根据《工程地质报告》C匝道桥第二联第6、7跨覆盖层厚为0.0~2.0m。可塑状粉质粘土建议地基承载力基本容许值[fa0]=130kpa。

(2)、上部设计要点:上部结构采用两联3×25米预应力混凝土连续箱形梁;梁体为单箱双室、两向预应力混凝土结构,第一联桥宽从9.84米渐变至10.5米,第二联桥宽为10.5米。梁体高度1.5m;顶板厚为22cm,底板厚为22cm,腹板厚度45cm,腹板竖直,顶、底板横坡同桥面横坡,采用搭架现浇施工;连续梁中横梁宽度为3m,端横梁宽度为2m。每边悬臂宽2m,悬臂端部厚20cm、根部厚45cm。

(3)、下部设计要点:下部结构桥墩采用柱式圆墩、钻孔灌注桩基础,起点桥台采用肋板式桥台,止点与E匝道桥相接;

(4)、地质情况:桥址区位于丘陵区涪江河III级阶地—沟谷地形上,沟谷呈宽缓的“U”字型,沟底开阔平坦,并为第四系全新统冲洪积可塑状粉质粘土(Qal+pl/4)覆盖层厚为0.0~5.6m。根据《工程地质报告》D匝道桥第二联第1~5跨覆盖层厚为0.0~4.0m。可塑状粉质粘土建议地基承载力基本容许值[fa0]=130kpa。

2.2现浇箱梁细部尺寸

现浇段桥梁单孔跨径均为25m,梁体为单箱双室、两向预应力混凝土结构,梁体高度1.5m;顶板厚为22cm,底板厚为22cm,腹板厚度45cm,腹板竖直,顶、底板横坡同桥面横坡,采用搭架现浇施工;连续梁中横梁宽度为3m,端横梁宽度为2m。每边悬臂宽2m,悬臂端部厚20cm、根部厚45cm。(具体尺寸见下图)现浇箱梁采用纵向、横向预应力结构,预应力钢绞线分别布置在腹板、底板、顶板内。预应力材料采用Φs15.20钢绞线和配套锚具。

1、C匝道桥箱梁现浇部分全桥共有现浇C50混凝土1225.8m3,钢筋约395.7641t,钢绞线60.965t,波纹管5888m,锚具570套。

2、D匝道桥箱梁现浇部分全桥共有现浇C50混凝土1110.4m3,钢筋约339.6122t,钢绞线52.8067t,波纹管4952.7m,锚具472套。

第3章工程总体施工部署

3.1现浇箱梁总体施工方案简述

现浇连续箱梁D匝第1联支架高度小于20m,采用碗扣式满堂支架施工,具体支架方案详见已报审的“绵遂互通立交现浇箱梁碗扣式满堂支架”。

现浇箱梁D匝道第2联、C匝道第1联、C匝道第2联支架高度大部分大于20m,支架采用采用组合高支架,高支架组合形式为:独立基础+钢管立柱+纵横工字钢梁+碗扣满堂调坡脚手架。

支架搭设完成后对其采用预压,预压用砂袋按桥梁重量的1.2倍预压(一期恒载+施工荷载),在预压过程中,消除非弹性变形与基础沉降后即可卸除荷载,调整支撑。

箱体外模一次性立模成型,底模采用1.5cm厚竹胶板,内模采用木工板。底模下横桥向采用4cm×6cm钢方木或10*10cm方木,间距20cm,钢方木下面纵桥向为10cm×15cm大方木,与支架一起组成现浇梁支撑体系。

钢筋制作在钢筋加工场地集中弯制、在梁顶现场绑扎的方法施工;砼在拌和站集中拌和,混凝土搅拌运输车运输,泵送入模,梁体砼一次连续浇注成型,浇注砼时在顶板预留天窗,作为底板混凝土下料及内模拆除用的通道口。

施工工艺详见附图:连续箱梁施工工艺框图

3.2质量、安全目标及工期目标

本工程的质量达到图纸、招标文件要求,并达到国家现行施工质量验收规范中的合格标准。

根据合同工期及全桥施工进度安排,现浇预应力砼连续箱梁支架施工顺序整体安排:先行采用碗扣式满堂支架施工D匝道桥第1联(第1~3跨),后采用组合高支架施工C匝道第1联及第2联。由于支架高度均大于20m,支架搭设的难度较大,搭设速度不宜过快,D匝道第2联、C匝道第1联、C匝道第2联的工期安排按照60天1联速度进行施工。详见施工进度横道图。

(1)、认真研究施工图纸,参加技术交底,熟悉合同规定要求以便在施工中对可能发生的问题做到防患于未然;编制、完善施工组织设计,施工组织设计要向班组认真讲解。

(2)、施工场地准备:消除现场障碍,搞好场地平整和围护工作;搞好水电线路的布置与安装;作好临时道路和现场的排水设施。

3.3.2施工人员组织和安排

(1)、施工组织机构设置

根据工程项目特点,项目部成立一个现浇箱梁施工队,全部由有施工经验的骨干人员组成:责任人为项目经理,下设施工管理组、材料管理组、技术管理组、技术人员及现场管理人员10人、主要负责现浇连续箱梁的施工,现浇箱梁施工队下设:支架班组、模板班组、钢筋班组、混凝土班组、预应力班组、杂项班组,对人员进行分班组管理,按工序进行流水作业,责任到人。每个班组的技术管理工作由技术人员和班长共同负责,施工过程中派专人值班,现场全面监督和检查,实行先交底后施工的原则。(具体见施工组织机构图)。

按照工期要求结合本工程结构形式特点,计划投入支架3联、底模3联、外侧模板3联。施工机械和机具要及时运到施工现场,提前作好机械设备安装、调试、试运转,确保施工中正常运行,准备200KW的发电机,以防停电,影响正常施工;做好钢筋、砼等主要材料的用量计划和货源安排,并提前做好检测工作。

第4章组合高支架设计与计算

(1)设计勘察图对现场地质情况的描述

(2)现场实地勘查情况

桥址区桥墩已基本成型,地表多处于原始覆盖层地貌,为施工方便,现场依山开挖之字形上坡道路。开挖出的地质特征与设计勘察基本吻合,地表土覆盖层较薄,为保证箱梁支架地基承载力,基础放置区域须挖除表层覆土才能作为基础地基层。

4.1.2支架设计说明

本次支架设计主要针对绵遂互通立交C匝道全桥及D匝道第2联现浇箱梁,此部分现浇箱梁大部分净空高度大于20m,支架设计按照特殊支架进行。

本支架设计以科学合理、按规按章、结合现场实际、便于施工的原则进行设计。

(3)设计参考规范及技术标准

1)绵阳市二环路三期工程第一合同段绵遂互通立交施工图设计。

5)路桥施工计算手册(周水兴等编著,2006年5月版)

6)公路桥涵施工技术规范实施手册(刘吉士等编著,2002年1月版)

7)桥梁施工常用数据手册

8)国家相关规范及标准

(4)支架功能区划分及材料组成

1)本支架由如下几部分组成:下部基础、支撑立柱、立柱整体连接装置、主梁、分配梁、满堂调坡层等六部分组成,如下图所示。

2)调坡层:箱梁整体横坡由支架满堂调坡层来进行调整,调坡层同时将箱梁荷载通过立杆均布传递到分配梁上。调坡层按照满堂脚手架标准进行搭设,高度在2m左右,材料为一般碗扣式钢管及扣件。

3)分配梁:分配梁横向放置与主梁上,按照调坡层的纵向间距(90cm)进行排布,将调坡层传递下来的力均匀分散到主梁整个截面上,保证主梁受力方式为均布荷载。分配梁采用结构型钢I25b工字钢,单根长度12m。(如下图所示)

分配梁I25b工字钢断面图

4)主梁:主梁置于支架立柱上,纵向放置。将次梁传递下来的力传递到支架立柱上,主梁横向放置4排,均采用结构型钢I56b工字钢。如下图所示。

主梁I56b工字钢断面图

5)支架立柱:支架立柱采用螺旋立柱钢管,规格为D720mm*8mm。上层立柱与下层立柱之间通过法兰盘进行连接。

6)立柱整体连接装置:为保持支架立柱的整体受力性能,纵横向立柱间分布设置水平连接杆和斜撑,采用无缝钢管,规格为D108mm*4mm。连接杆与立柱之间采用刚性焊接连接。如下图所示。

7)支架下部基础:下部基础采用整体垫层+独立基础的方式进行设计,为保证每排基础传递至地面的力分散均匀,每一跨设置5排基础垫层,每排基础垫层规格为:11.3m*3.5m*0.4m(长*宽*高),如下图所示。独立基础采用钢筋混凝土方形基础,规格为2.5m*2.5m*0.4m,基础内配置钢筋骨架,并且预埋有立柱连接法兰盘和螺栓。

(5)支架设计的合理性与先进性

本支架针对C匝道和D匝道特点对支架进行合理设计,主要考虑因素如下:

1)支架本身高度高,且梯度高差较大,各立柱受力不均匀,因此加设了基础垫层。

2)箱梁底部宽度仅6.5m,支架高度达到了40m,宽度与高度比值为0.16,相对较小,需考虑风荷载作用下的整体抗倾覆性,因此横向设置了4根立柱进行整体连接,对横向抗风荷载能力进行了加强。

3)匝道桥桥面横坡较大,为减小支架偏心受压,支架顶部设置碗扣式满堂调坡层进行横坡调整,同时结合碗扣式脚手架的传力特点减少了支架偏心受压。

4)整个支架主体采用较大截面的型钢和钢管进行组装,整体抗弯、抗剪、抗压等性能较强,安全度有保障。

本支架适用于支架搭设高度大于20m的现浇箱梁支架,支架的稳定性和支架的抗倾覆性是本支架设计的要点。

立柱2/3区域失稳后挠度最大,因此在进行支架立柱稳定性设计时在立柱计算高度2/3区域设置加固层,增加支架立柱的稳定性能。

2)支架的抗倾覆性设计方案

由于支架宽高比较小,支架相对“单薄”,为减小支架根部弯矩破坏,采用横向4根立柱对支架进行“加厚”处理,从而提高支架的抗倾覆能力。同时,结合墩身宽度特点,单排支架横向中间2根在通过桥墩时可设置抗横向滑移装置,对支架横向移动进行限制,从而提高支架的抗倾覆能力。(如下图所示)

支架墩柱位置抗倾覆措施示意图

支架主梁纵向放置与立柱顶端中心,整垮连通,立柱顶端与主梁之间通过加斜撑来进行稳定,使主梁与立柱顶端平面垂直。主梁底部与立柱顶面之间空隙通过填塞钢板,保证主梁与立柱受力方式为面对面受力,而非点对点受力。主梁横向间距同立柱横向间距为2.6m。

支架分配梁按照90cm间距放置于主梁上端,靠近墩顶段区域分配梁可适当加密,单根分配梁长12m,因此,放置时以箱梁轴线为对称线排列。

分配梁上按照90*60*120规格设置满堂调坡层脚手架,脚手架根部离分配梁顶面20cm位置设置纵横向扫地杆,纵向90cm间距,横向60cm间距,竖向120cm间距进行脚手架搭设。脚手架纵横向设置竖向和水平剪刀撑或斜撑,确保脚手架整体受力。脚手架立杆与分配梁之间设置抗滑挡块,抗滑挡块焊接在分配梁上,以防止脚手架因外力而滑移。

满堂调坡层顶端安放顶托,以调节方木高度对箱梁进行坡度调整,顶托上方纵向放置10*15cm大方木,大方木串联后应进行整体连接,确保整体受力。

4.2.2支架结构验算

本计算书以验算最不利原则,以C匝道桥第1联第1跨预应力混凝土连续箱梁支架最大高度42米为例,对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。

A、基础垫层C20砼:设计抗压强度fcd=11MPa,弹性模量E=2.6*104MPa。

B、独立基础C40砼:设计抗压强度fcd=23MPa,弹性模量E=3.3*104MPa.

(1)q1——箱梁自重荷载DLT1429-2015 电站煤粉锅炉技术条件,新浇混凝土密度取26KN/m3。

(2)q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载,按均布荷载计算,经计算取q2=1.0kPa(偏于安全)。

(3)q3——施工人员、施工材料和机具荷载,按均布荷载计算,当计算模板及其下肋条时取2.5kPa;当计算肋条下的梁时取1.5kPa;当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。

(4)q4——振捣混凝土产生的荷载,对底板取2.0kPa,对侧板取4.0kPa。

某地区地下管道工程施工方案(5)q5——新浇混凝土对侧模的压力。

(6)q6——倾倒混凝土产生的水平荷载,取2.0kPa。

(7)q7——支架自重,根据不同布置取值不同。

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