永川市經開區紅旗河橋梁工程三星橋工程現澆箱梁採用滿堂支架澆築施工,兩幅箱梁採用流水作業同時施工。支架基底為風化頁岩,用30㎝厚c20混凝土封閉處理。支架採用組合萬能桿件。
支架下墊邊長20cm,厚0.8㎝小鋼板,立桿底設可調底托支於小鋼板上,立桿上設可調頂托,頂托上方鋪設10×12㎝橫向方木(松木)。縱向鋪設50×6㎝木板,外模板採用12~15㎜厚膠合模板釘於木板上,內模採用組合鋼模,區域性尺寸變化採用木模。
箱梁混凝土分兩次澆築完成。
一)、地基處理
用人工對箱梁下方寬度範圍內泥漿坑、鬆軟地段全部挖除並鑿平,30㎝厚c20混凝土封閉處理,防止頁岩風化。並設定橫向單向橫坡,坡度控制在1%範圍內,便於及時排除雨水,如縱向坡度過大,採取設定台階方式,便於底托支墊平整。
上游靠近圍堰處開挖水溝排水,降低水位標高。以防止雨水和其它水流入支架區,引起支架下沉。
二)、支架布置
1、支架材料規格
支架採用組合萬能桿件,立桿主要採用3.0m、2.4m、1.
8m等幾種,立桿接長錯開布置,頂桿長度為1.5m、1.2m、0.
9m,橫桿採用0.9m、0.6m、0.
3m三種組成,頂底托採用可調托撐。
組合萬能桿件的主構配件的規格尺寸
構件名稱品種長度(mm)重量(kg)
立桿:lg-300300017.31
lg-240240014.02
lg-180180010.67
頂桿:dg-15015008.7
dg-12012006.65
dg-909005.5
立桿墊座:dz-11.7
立桿可調座:tz-210.1
立桿粗細調座:tz-36.1
橫桿:hg-240240019.3
hg-180180015.3
hg-120120011.3
hg-909007.8
hg-606006.85
hg-303005.9
斜桿:xg-30030008.6
xg-25525507.5
xg-21621606.6
xg-16916905.4
可調橫托撐:hc-17.3
橫托撐:hc-2
托撐:tc-24.1
可調托撐:tc-18.7
2、支架布置
箱梁下立杆縱距0.45m,橫距0.45m,翼板下立杆縱距0.6m,橫距0.6m,橫向及縱向橫桿步距0.9m。
支架布置見後附圖,支架安裝嚴格按照圖紙布置位置安裝,組合萬能桿件為定型支架,安裝時先確定起始安裝位置,並根據地面標高確定立桿起始高度安裝預製塊,利用可調底托將標高調平,避免區域性不平導致立桿不平懸空或受力不均,安裝可採取先測量所安裝節段地面標高,根據所測資料計算出立杆底面標高,先用可調底托將四個角標立桿高調平後掛線安裝其它底托,後安裝立桿。
3、支架布設注意事項
(1)、當立杆基底間的高差大於60cm時,則可用立桿錯節來調整。
(2)、立桿的接長縫應錯開,即第一層立桿應用長2.4m和3.0m的立桿錯開布置,往上則均採用3.0m的立桿,至頂層再用1.5m和0.9m兩種長度的頂桿找平。
(3)、立桿的垂直度應嚴格加以控制:30m以下架子按1/200控制,且全高的垂直偏差應不大於10cm。
(4)、在無荷載情況下逐個檢查立桿底座有否鬆動或空浮情況,並及時旋緊可調座和小鋼板調整墊實。
(5)、斜撐的網格應與架子的尺寸相適應。斜撐桿為拉壓杆,布置方向可任意。一般情況下斜撐應盡量與腳手架的節點相連,但亦可以錯節布置。
(6)、斜撐桿的布置密度,當腳手架高度低於30m時,為整架面積的1/2~1/4,斜撐桿必須對稱布置,且應分布均勻。斜撐桿對於加強腳手架的整體剛度和承載能力的關係很大,應按規定要求設定,不應隨意拆除。
4、設計計算
箱梁總長為30公尺,與公路斜交角45度,分左右兩幅,單幅箱梁寬17m,底寬13m,樑高1.6m;採用碗扣腳手滿堂支架現澆,竹膠合板作底模和側模。
單幅箱梁支架設計檢算如下:
(1)荷載計算
a、砼自重:單幅箱梁砼總重(砼自重取2.6t/m3箱梁方量為325 m3)共計325×2.6=845t
b、施工荷載(模板、機具、作業人員)按0.3 t/m3共計為30×17×0.3=153 t
總荷載 845+153=998 t
(2)支架初步設計
根據設計圖紙和荷載情況,初步設計碗扣支架布置為:中橫樑和端橫樑支架縱、橫方向立桿的間距為45×45
cm其餘箱梁部位立桿間距按照60cm×60cm布置,平杆層間距90cm,立桿上下採用可調絲杆上託和下託,絲杆上頂托內順橋向併排放置兩根φ48×3.5mm鋼管,鋼管上橫向擺放12×12 cm方木,方木中心間距為300 cm,在方木上釘18 mm厚的竹膠板作為現澆箱梁底模。
計算a、底模竹膠板計算
取中橫樑腹板1公尺寬範圍計算
n=13×1.6×1×2.6×1.05=56.784 t
q=56.784/13=4.368t/m
m=ql2/10
=4.368×0.32/10
=0.0393t·m
w=bh2/6=30×1.62/6
=12.8cm 3
σ=m/w=0.0393×104/12.8
=30.7mpa<[σ]=70mpa (竹膠合板[σ]=70mpa)
撓度 f=0.689×10-2×ql2 /ei=0.689×10-2×4.368×102×304/(6×105×4.32)=0.94 cm
竹膠板強度滿足施工要求,但在中橫樑處跨度不宜過大,調整為25cm,即竹膠板下方木按25 cm間距布置,其餘位置按照30 cm間距布置。
b、12×12方木計算
上托內順橋向併排放置兩根鋼管,鋼管上橫向擺放12×12方木,方木跨度為45 cm(方木下碗扣立柱間距)。
q=4.368t/m
m=4.368×0.452/8
=0.111t·m
12×12方木 w=288 cm3
σ=m/w=0.111×104/288
=3.85mpa<10mpa
f1=5ql4 /384ei=5×4.368×104×0.454/(384×4×109×1728×10-8)×103=0.34mm
12×12方木按30 cm間隔排列滿足施工要求
c、頂托內鋼管強度檢算:
兩根鋼管為φ48×3.5mm,截面模量w=2.84cm3,慣性矩i=6.81cm4,中橫樑腹板下鋼管受力最大,所以只檢算此鋼管。
q=1.6×0.45×2.6×1.1 q=2.06t/m
=2.06t/m
m=1 /10×ql2
=1/ 10×2.06×0.452
=0.042t m
σ=mmax/w
=0.042×104/(2.84×2)
=73.94mpa<215mpa
f=(0.0689×10-2×2.06×102×604 )/(2.1×107×6.81×2)
=0.06cm
鋼管滿足施工要求
d、支架承載力計算:
箱梁支架立桿總數為;1479根。
則承載力為:1479×3=4437t(每根立杆承重按3 t計算)
安全係數:4437/ 998=4
地基承載力計算
用人工對箱梁下方寬度範圍內泥漿坑、鬆軟地段全部挖除並鑿平,30㎝厚c20混凝土封閉處理。
砼自重為:17×30×0.3×2.3=351.9t
碗扣腳手架自重:190t
地基允許承重應力[б0]=70kpa(按雜填土計算)
地基總承重:998+351.9+190=1539.9t
σ實=(1539.9×10)/(17×30)
=30.19kpa
σ實<[σ0]地基承載滿足要求
結論:按照以上布置的支架和竹膠板、方木均能滿足受力要求。
5、支架預壓
預壓目的:檢驗支架及地基的強度及穩定性,消除整個支架的塑性變形,消除地基的沉降變形,測量出支架的彈性變形。
預壓材料:用條石對支架進行預壓,預壓荷載為梁體自重的120%。
預壓範圍:整塊箱梁全寬範圍。支架拼裝時按設計縱距及橫距布置立桿,支架頂利用頂托調平,鋪設橫向方木和縱向木板,拼裝組合鋼模板, 用條石對支架進行預壓。
預壓觀測:在每一節段在每一段的中心、橫向左右側布3個點進行觀測,在預壓前對底模的標高觀測一次,在預壓的過程中平均每2小時觀測一次,觀測至沉降穩定為止,將預壓荷載解除安裝後再對底模標高觀測一次,從以上的觀測資料中計算出支架的彈性變形及地基的下沉。
預壓過程中進行精確的測量,可測出梁段荷載作用下支架將產生的彈性變形值及地基下沉值,將此彈性變形值、地基下沉值與施工控制中提出的因其它因素需要設定的預拱度疊加,算出施工時應當採用的預拱度,按算出的預拱度調整底模標高。同時要注意在支架外側2公尺處設定臨時防護設施,防止流水和雨水流入支架區,引起支架下沉。
預壓完成移除條石,拆除模板,根據箱梁線型重新放樣,調整立桿高度。
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