現澆砼箱梁鋼管支架施工方案及計算書

2021-03-04 09:57:33 字數 3450 閱讀 9585

河南省大河築路****焦海彥

一、 工程概況

河南新鄭市某大橋上部構造為現澆c50預應力砼箱梁。主橋長125公尺,三孔連續,即35m+55m+35m,箱梁為變截面,下緣為拋物線狀,樑高最小為1.8公尺,最厚處為3.

20公尺。梁寬度36m,分左右兩幅,左右幅之間簡易鉸接。其半幅斷面頂寬18m,底寬14m為三箱室構造。

全橋箱梁c50砼3954.6m3。

箱梁施工按照圖紙設計,採取碗扣式鋼管滿堂支架上澆施工,分左右兩幅,逐次澆築。由於該橋跨越水庫,橋位處水深2-4公尺,在下部結構施工時,已築島圍堰,填至高處水位1公尺以上在築島和隨後的承台基坑回填時,由於水位的影響,土的壓實效果不好,再加上回填土深3-5公尺,支架地基的承載力較為軟弱,在箱梁支架設計時必須重點考慮地基的問題。

二、 編制依據

1、設計圖紙

2、《公路橋涵施工技術規範》(jtj 041-2011)

3、《公路橋涵地基與基礎設計規範》(jtj 024-2007)

4、《建築施工碗扣式腳手架安全技術規範》(jgj 166-2008)

5、《建築施工扣件式腳手架安全技術規範》(jgj 130-2001)

6、《公路水泥混凝土路面設計規範》(jtg d40-2002)

三、 施工方案

1. 對地基的處理

針對支架地基土回填較厚、承載力低並且分布不均勻等特點,在承台基坑土回填時,必須分層壓實,先用挖掘機碾壓,待回填至一定厚度後,再用20t壓路機分層碾壓。土基頂控制標高為106.2。

支架下部承載層的結構為30cm厚c15砼+70cm厚的磚渣墊層,磚渣要分2層填築碾壓,砼面層標高控制在107.2。

2、碗扣式鋼管滿堂支架的搭設

採用φ48碗扣式鋼管搭設支架,按半幅施工,先施工左半幅,再施工右半幅。

支架縱向立桿間距主要分0.6m和0.9m兩種布局。橋墩佔前後由於梁體體積大,按縱向間距0.6m布置,而跨中梁體相比較小,按0.9m布置。

立桿橫向間距主要分0.6m、0.9m和1.2m三種布局。翼板下採用1.2m。箱室下採用0.9m,而箱室側牆下採用0.6m。

水平杆步距為1.2m,個別部位高度不足時,靈活調整。頂板以下翼板下段考慮到箱室外牆的水平側壓力,步距按0.

8m。並且從頂向下向內布置2道以上斜拉桿用扣件固定於立杆上,使支架橫斷面形式成幾何不變體增強橫向穩定性。

在縱向、橫向每隔4-5道立桿布置剪力撐,按w行布置,用扣件固定於相交的立桿,一道斜拉桿內固定不少4道的立桿使支架在縱、橫方向形成幾何不變體。

支架布置具體見附圖

鋼管支架施工完畢後,開始布設模板托架,在立桿頂部縱向布設扁鐵(100×50),在扁鐵上橫向布設100×100帶木,並用鐵絲固定於扁鐵上,在帶木上鋪設箱梁頂板,用鐵釘釘牢。

3、 支架預壓

按照設計要求,當支架及模板底板搭設完成後,逐孔進行支架預壓,用吊袋裝土,按梁重的1.2倍荷載,布載前後要安排技術人員對有代表性的立桿進行觀測,認真測量記錄布測點在布載前後的沉降值,預壓期為7天。

解除安裝後,根據預壓的沉降資料,對支架及托架進行相應的調整,並設定預拱度,以抵消支架的彈性變形。

4、 支架的拆除

在箱梁的預應力筋管道壓漿後,並且待水泥漿強度達到28mpa以後,才允許拆除支架

支架拆除必須從上到下逐層拆除,不允許交叉拆除,其它細則應按照《建築施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規範》作業。

四.支架計算書

1.選取①0#台前2m斷面、②2#墩前後斷面 、③跨中斷面為驗算點。

2.荷載

荷載分恆載及動載兩部分組成。

①恆載包括梁體砼重q1,模板及托架q2,支架自重q3 ,砼按25kn/m3計算,模板按0.5 kn/m2計算,支架按實際重量逐根計算。

②動載包括施工人員及機械荷載q4,振搗砼時產生的荷載q5和風荷載w,

q4按1 .0 kn/m2計算,q5按2.0 kn/m2計算,

水平風荷載標準值wk=0.7mz ms wo,其中mz為風壓高度變化係數,取1;ms為風荷載體型係數ms=0.8φ,其中φ為擋風係數,wo為基本風壓,鄭州地區取0.45 kn/m2

截面①φ=×0.048=0.143

截面②φ=×0.048=0.136

截面③φ=×0.048=0.102

⑶荷載組合

計算荷載q=1.2(q1+ q2+ q3)+1.4(q4+ q5),單立杆支撐力為n

⑷荷載計算結果表1

3.按照《建築施工碗扣式腳手架安全技術規範》對立杆計算

①水平風荷載對立杆產生的彎矩mw,

mw=1.4al02 wk/10

式中a為立桿縱距(m);l0為立桿計算長度,取1.2m, wk為風荷載標準值(kn/m2),見表1

②立桿壓彎強度

式中:φ為鋼管軸心受壓穩定係數,取0.744;а為鋼管截面積,取4.89cm2 =4.89×10-4 m2;γ為截面塑性發展係數,取1.15,β為有效彎矩係數,取1;

w為立桿截面模量w=5.08 cm3=5.08×10-6 m3;ne為尤拉臨界力ne=π2ea/λ2=171kn;f為鋼管抗彎拉強度設計值,取205mpa

③計算結果表2

4、地基承載力計算

以最危險的截面2進行地基承載力計算,從上計算得知,單根立桿壓力nw為29.09kn。

根據對現場試驗用輕型貫入試驗測得392mpa,土基回彈模量e0=30mpa,承載板試驗載入至50kn時,彈性沉降量1.95mm,其中承載板直徑為30cm,回填磚渣後測得磚渣頂回彈模量e0=123mpa,彈性沉降量(載入40kn)0.85mm。

按照《公路水泥砼路面設計規範》計算

①基本資料 c15砼彎拉強度fr=2.5 mpa,彎拉彈性模量ec=21gpa=21000mpa , 砼厚h=0.3m,地基頂當量模量et=123 mpa

2 計算

а.荷載應力

γ==0.537×0.3×(21000/123)1/3=0.894m

брs=0.0523γ0.49h-2=0.55mpa

бpr=kr kf kcбрs=1×1.2×1.64×0.55=1.08 mpa

式中γ為砼板的相對剛度半徑(m);kr為接縫傳折減係數,取1.0;kf為疲勞應力係數,取1.64;kc為綜合係數,取1.

2;брs為計算荷載下產生的應力(mpa);бpr為荷載引起的疲勞應力(mpa)

ь.濕度應力

σtm=(10-5×21000×0.3×88)/2×0.44=1.22 mpa

kt==

= ktбtm=0.579 ×1.22=0.71 mpa

式中為溫度疲勞應力(mpa);溫度翹曲應力(mpa),ac為砼的線膨脹係數,取10-5/℃;tg最大溫度梯度,查表取88℃;bx為綜合溫度應力係數,查表取0.44;a、b、c為回歸係數,查表取0.855,0.

041,1.355;kt溫度疲勞係數

с.計算砼板彎拉應力

確定目標可靠度係數γ=1.13,則

γ(σpt+σtr)=1.13×(1.08+0.71)=2.02mpa<fr=2.5mpa

從以上計算結果可知,在土基、磚渣墊層和混凝土面層的聯合作用下,混凝土面板在滿載時,荷載引起的彎拉應力小於設計標準值,滿足荷載要求。

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