塔嶺互通現澆箱梁施工方案

2021-10-29 01:48:29 字數 5064 閱讀 8893

一、工程簡介

由我公司負責施工的長湘高速(複線)第14合同段,起訖樁號k170+000~k176+527.15。在上跨已建成通車的潭邵高速公路後終點與在建的潭衡西高速公路(k2+600)相連,同時通過匝道與潭邵高速公路相連,使三條高速公路在此交匯。

本專案的施工難度在於上跨已通車的潭邵高速公路的現澆箱梁支架、模板的方案及計算,與具體實施。為指導施工特作此方案。

二、施工方案的編制依據

1、《湖南省長沙至湘潭高速公路(複線)第十四合同段施工設計圖》

2、《湖南省長沙至湘潭高速公路(複線)第十四合同段工程地質補充勘察報告》

3、《公路橋涵施工技術規範》(jtj041-2000)

4、《公路工程質量檢驗評定標準》(jtgf80/1-2004)

5、《路橋施工計算手冊》(周水興、何兆益、鄒毅松等編著)

6、《公路施工手冊(橋涵)》(交通部第一公路工程局)

7、《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》(廣州軍區工程科研設計所黃紹金、劉陌生編著)

8、《路橋施工常用資料手冊》(第二版楊文淵編著)

9、《常用鋼鐵材料手冊》(熊中實主編)

10、《裝配式公路鐵橋使用手冊》(中交公路規劃設計院****喻忠權編、蘇善根審)(內部發行)

11、《321型鋼橋幾何特性表》(郴州大川築路機械****)

三、氣候、水文、地質情況及交通情況

場地區屬中**帶季風性溼潤氣候區,四季分明,春末夏初多雨,年均氣溫16.8~17.3℃,年降雨量1358mm,無霜期260~276天。

橋位處上跨潭邵高速公路,屬於低丘地貌單元。地形起伏不大,最大相對高差不超過12公尺,地脈高程70~78m,兩岸橋台分別位於一低矮的小山頭上,未見基岩出露。

橋下為潭邵高速公路(已通車,日流量約2~3萬輛)相當繁忙。

四、現澆箱梁上部結構情況

現澆箱梁為大跨徑(28m+40m+28m)等寬直腹板,半幅橋寬12.75m的後張預應力箱梁,斷面為單箱雙室結構,且整橋平面位於r=2800的左偏圓曲線段內縱面位於i1=2%、i2=-2%、r=16000m的凸行豎曲線段內,橋面淨寬2*12.25m兩幅單向橫坡2%,橋面排水設定在半幅較低一側,間距5m,位於潭邵路及i匝道上方時的排水須引出路基集中排放。

五、現澆箱梁上部構造

1、主梁斷面:現澆箱梁斷面系等寬矩形截面,直腹板,為單箱雙室(半幅)斷面,全橋為等寬斷面且等高,高度均為2.2m。

2、現澆箱梁橋面縱坡很小,兩幅橫坡均為2%的單向橫坡通過墩頂墊石、梁底梁靴(楔形塊)來調整。

3、現澆箱梁的澆築可採用滿堂支架、貝雷梁支架(321公路鋼橋)等方案施工。但綜合考慮我們擬採用貝雷梁支架方案比較穩妥。澆築砼前必須對支架進行預壓,預壓強度為箱梁自重的100%以消除支架模板的彈性和非彈性變形。

箱梁施工程式,見「預應力現澆箱梁施工工藝流程圖」

預應力現澆箱梁施工工藝流程圖

六、貝雷支架(321公路鋼橋)施工方案

貝雷支架從第二世界大戰期間誕生以來,一直受到歐美國家的重視和應用,取得了重大成績。我國在上世紀五六十年代即引用,後經消化、吸收並改進成「321公路鋼橋「,在實際應用中取得很大成績,尤其應用在戰備施工和軍演中,後來在地方上得到了廣泛應用,尤其在我們公路橋梁建設中,更是發揮了獨特作用。本公司技術人員曾先後在雲南蒙新高速和廣州東沙至新聯高速公路現澆箱梁支架中成功採用,並取得良好效果,比滿堂支架或排架墩條形基礎施工效果都好,加上本專案如採用滿堂支架必然支撐在潭邵路的水泥砼路面上,路面行駛車輛的振動自然通過支架傳到支架、模板和現澆箱梁上,因而會使箱梁產生裂紋。

七、貝雷支架方案

本專案k2+254橋現澆箱梁為28m+40m+28m,現在潭邵路的**分隔帶設一條形基礎,兩邊各設三條,共七個條形基礎。或者兩邊各設一條形基礎,則兩邊分別用滿堂支架亦可。三條形基礎(或七條)因不與水泥砼路面相連,故對現澆箱梁不產生大的振動,而潭邵路兩邊則可採用滿堂架。

中間跨潭邵路分為2*18m(即分隔帶設一條形基礎),兩邊則各為2*15m(七條形基礎)三條形基礎之上分別按計算採用的不同高度豎立柱(鋼管)在主柱之上用工字鋼或h型鋼作底橫樑,再在橫樑上布放八組貝雷桁架元件作支架縱樑承受上部結構及模板鋼筋砼和施工載荷。在縱樑上布設每隔0.9m一組(2根)12.

6#或10#槽鋼的下橫樑以支承調整頂托、上橫樑、木枋、模板等,並將上部荷載分配到各縱樑貝雷桁架元件上。在下橫樑與調整頂托之間有墊片是起托起調整頂托,減小摩擦阻力,便於作用調整,同時也將壓力平分給兩下橫樑,在頂托之上的上橫樑是將底模板傳給木枋的力均勻地傳給調整頂托,以便頂托根據不同需要調整高低,箱梁的縱坡、橫坡及預拱度也由此調整。在上橫樑之上是間距為0.

3m的縱向木枋,其作用是將底模板傳下的荷載均勻分配給上橫樑,其次是防止底模板彎曲變形。

貝雷桁架(貝雷鋼橋)「自1938設計定型後,第二次大戰期間廣泛使用在歐洲、亞洲、非洲戰場,戰後這種器材被租賃用於搶修橋梁和作建橋的施工裝置,經半個多世紀的應用,除仍保留公尺字形桁架腹杆體系外,在製造、焊接工藝、材料、防腐等方面做了許多改進」。(引自《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊》用作現澆支架是切實可行的,且有很多典型性應用案例(見附圖)。

本施工方案經計算擬採用加強型貝雷支架(即在標準桁架上下各加一組加強弦杆以增強其抗彎能力),並將每兩榀用支撐架連線成一組,橫橋向在底橫樑上布設八組,再用鋼架管連線成乙個平台,在平台上再安裝調整支架及模板。

貝雷桁架具體尺寸為3m(縱向)*1.7m(高)*0.176m經組拼支撐架後橫向為0.

63m,八組桁架在底橫樑上按中距1.44m布置,則總寬約為10.7m(見附圖一),在其上布設的下橫樑(兩根一組)和調整頂托(按0.

9m*0.6m)布設(即按縱距0.9m,橫距0.

6m),再往上是頂橫樑、木枋(按縱放,橫距0.3m),再上面平鋪底模板(σ1.8cm層壓板或σ1.

2-1.5cm竹膠板)。

八、支架模板的預壓

支架模板搭設後,經外觀、結構尺寸及標高線形測量驗收合格後,還要對支架模板進行靜載(按箱梁重100%)預壓。這是支架驗收的乙個重要環節,也是消除支架模板的彈性和非彈性變形的主要手段,並觀測(測量)其沉降情況,同時做好詳細記錄。觀測時,整跨須先在底模板上標記出5-7個斷面(縱向)再在每個斷面均布五個點,即整個底平面必須均布多個測點,以便準確反映各處的沉降變化情況,並且沉降觀測須分幾個時段,即未載入前,載入30%,載入60%,載入100%,解除安裝後。

為真實、準確反映變化情況,擬採用水袋加砂袋預壓的方法進行,即在底、側模板上鋪帆布(整幅)或其他編織物,根據計算須另加的砂袋數量(須折算為質量)及布放位置進行合理配載,使之能取代現澆箱梁自重100%進行施工前的預壓試驗。(另附堆載預壓圖)觀測沉降基本穩定超過3天後解除安裝,解除安裝後仍須測量一次並記錄。

根據堆載預壓及解除安裝後觀測資料,認真細緻的分析各類沉降性質(是彈性變形還是非彈性變形)確定各點位的可調頂托是否要進行相應調整。

九、鋼筋骨架的製作安裝

中橫樑、端橫樑的鋼筋骨架應在支架模板預壓之前就先加工組焊完畢,待支架解除安裝調整後即用吊車吊上平台與縱向骨架、組焊骨架及架立筋安裝箱梁支座預埋鋼板安放,安裝預應力管道並用井字架固定,安裝螺旋筋、錨錠板,並用螺栓固定。安裝箱梁內模、齒塊模板及安裝過人孔鋼筋和模板,安後澆段隔離模板,腹板模板的對拉和支頂必須牢固可靠。混凝土輸送幫浦(車)就位,振搗及混凝土施工人員就位後就開始澆築現澆箱梁澆到腹板與翼板相交之處,留下後澆段不澆(即除開後澆段的三段)。

待砼終凝後,安裝內膜頂板、扎頂板、翼板鋼筋,並做好伸縮縫預留槽模板安裝定位後,澆箱梁、頂板、翼板砼。待第一段箱梁砼強度達到90%以上後,張拉第一段預應力索。澆第乙個後澆段砼,待其強度達到90%以上,張拉第二段預應力索,再澆第二個後澆段砼,同樣待砼強度達到90%以上時張拉餘下的預應力索。

然後拆除模板支架及安全防護網(必須在做好潭邵路的安全疏導情況下),再澆橋台背牆(為了張拉,施工留下未澆的)、耳牆、澆護欄、橋面鋪裝、安裝排水設施(跨潭邵路及匝道處須引流到路外),最後,安排做橋梁搭板和伸縮縫。

十、支架模板受力分析、計算

1、 現澆箱梁共c50砼2323.2m3/2幅

q1=1161.6m3*26kn/m3=30201.6kn公路橋涵施工技術規範》p309)

半幅全橋長96公尺(28+40+28),支架按15+15+18+18+15+15公尺跨布置。

則按最大跨18公尺進行計算,即q1=30201.6kn/96*18=5662.8kn

2、以下均按18公尺跨計算,層壓板自重(模板)63.66 m3*686kg/m3

q2=43670.76kg/96*18≈81.88kn路橋施工常用資料手冊》p79)

3、木枋自重75m3*600kg/m3≈450kn

q3=450kn/96*18=84.38kn

4、頂橫架10#槽鋼188*12.8*10kg/m=24064kg≈240.64kn

q4=240.64kn/96*18=45.12kn

5、可調頂托2276個*5kg/個=11380kg≈113.8kn/96*18

q5=21.34kn

6、架管

q6=3836.2kg≈38.36kn

7、下橫樑12.6#槽鋼42根*12.8m*12.32kg/m=6623.23kg

q7=6623.23kg≈66.23kn

8、貝雷桁架

q8=1447.36kn/96*18=120.61kn

9、人、機械、材料及其他臨時施工荷載取1.0kn/m2(翼板面積除外)

q9=1*8.75*18=157.5kn

10、混凝土衝擊、振搗荷載取2.0kn/m2(翼板面積除外)

q10=2*8.75*18=315kn

11、縱樑均布荷載組合

q=q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8+q9+q10

5662.8+81.88+84.38+45.12+21.34+38.36+66.23+120.61+157.5+315

=6593.22kn

十一、荷載計算

1、桁架內力為6593.22kn,按單跨簡支計算,所有力由8組貝雷桁架承受,則每組貝雷架承受的力為6592.22kn/8=824.15kn

換算成均布荷載q1=824.15kn/18m=45.79kn/m

貝雷桁架自重q2=6片*2*300/18m =200 kg.m≈20kn.m

q=q1+q2=45.79+20=65.79 kn.m

2、 貝雷架力學效能引數(摘自321型桁架容許內力表〈一〉〈二〉)

〔m〕=3375.0kn.m 〔i〕=1154868.8(cm4) (按加強型雙排單層)

e=2.1*105mpa 〔w〕=15398.3(cm3) 〔q〕=490.5(kn)

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