武漢三環線北段
漢黃路立交高架橋(二)橋梁工程
箱梁施工實施細則
中交二航局武漢三環線北段c標專案經理部
2023年6月15日
第一章編制說明
武漢市三環線北段立交主線高架橋(二)工程箱梁工程採用少支架法進行施工,其中箱梁第
七、第八聯、第九聯、第十二聯、第十三聯採用擴大基礎與貝雷梁組合法進行施工,第十聯、第十一聯採用打入鋼管樁做基礎進行施工,整個箱梁工程上部支架採用簡易的移動法進行安裝施工。
首先箱梁第乙個支架現澆段從第八聯開始,然後按照流水作業進行施工。
第二章編寫依據
本下構施工方案的編制以下列檔案和資料為依據:
一、《漢黃立交主線高架橋(二)橋梁工程施工圖》
二、《公路橋涵地基與基礎設計規範》
三、《公路工程質量檢驗評定標準》
四、招投標檔案
第三章工程概況
漢黃路立交主線高架橋(二)起止點樁號為k2+064~k2+949,全長885m,共分七聯,30跨;漢黃立交橋分左右兩幅,橋梁標準寬度為13.25m、15.5m、21.75m。
箱梁主要截面型式示意圖
工程數量表
2、鋼筋混凝土箱梁施工工藝流程
根據設計要求及現場實際情況,整聯鋼筋混凝土連續箱梁採用鋼管支架現澆施工工藝,進行逐段現澆施工。其施工工藝流程見圖。
第四章施工方案
1、 施工順序
根據現場條件和橋梁分跨,結合工期安排,其中第七聯、第八聯左右兩幅各放一幅長鋼管支架,當第七聯、第八聯施工完後把鋼管支架調到南湖村第十二聯、第十三聯;
第九聯、第十聯、第十一聯左右兩幅各放一幅鋼管支架。
2、地基處理施工方案
現以第八聯為例,首先在每跨30m中間先用推土機將表層雜填土清出現場。先開挖長度為14m,寬3m,深1.5m的基坑,基坑底部採用30cm厚的灰土進行換填,灰土採用小型機具進行碾壓密實,然後澆築擴大基礎,擴大基礎的尺寸為3*14*1m,在頂面入埋δ=20mm的鋼板,已便進行安裝。
為避免處理好地基受水浸泡,在兩側開挖40×30cm的排水溝,排水溝分段開挖形成坡度,低點開挖集水坑。
附:箱梁支架計算
一、荷載計算
1)箱梁荷載:箱梁鋼筋砼自重:為了安全考慮,取安全係數r=1.2,以全部重量作用於底板上計算單位面積壓力:
f1= 27.4kn/m2
(2)施工荷載:取f2=2.5kn/m2
(3)振搗混凝土產生荷載:取f3=2.0kn/m2
(4)箱梁芯模:取f4=1.5kn/m2
(5)竹膠板:取f5=0.1kn/m2
(6)方木:取f6=7.5kn/m3
二、底模強度計算
箱梁底模採用高強度竹膠板,板厚t=15mm,竹膠板方木背肋間距為300mm,所以驗算模板強度採用寬b=300mm平面竹膠板。
1、模板力學效能
(1)彈性模量e=0.1×105mpa。
(2)截面慣性矩:i=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4
(3)截面抵抗矩:w= bh2/6=30×1.52/6=11.25cm3
(4)截面積:a=bh=30×1.5=45cm2
2、模板受力計算
(1)底模板均布荷載:f= f1+f2+f3+f4=27.4+2.5+2.0+1.5=33.4kn/m2
q=f×b=33.4×0.3=10.02kn/m
(2)跨中最大彎矩:m=ql2/8=10.02×0.32/8=0.113knm
(3)彎拉應力:σ=m/w=0.113×103/11.25×10-6=9.9mpa<[σ]=11mpa
竹膠板板彎拉應力滿足要求。
(4)撓度:從竹膠板下方木背肋布置可知,竹膠板可看作為多跨等跨連續梁,按三等跨均布荷載作用連續梁進行計算,計算公式為:
f=0.677ql4/100ei
=(0.677×9.946×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)
=0.65mm<l/400=0.75mm
竹膠板撓度滿足要求。
綜上,竹膠板受力滿足要求。
三、橫樑強度計算
橫樑為10×10cm方木,跨徑為0.9m,中對中間距為0.4m。
截面抵抗矩:w=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3
截面慣性矩:i= bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4
作用在橫樑上的均布荷載為:
q=(f1+f2+f3+f4+f5)×0.4=(33.4+0.1)×0.4=13.4kn/m
跨中最大彎矩:m=ql2/8=13.4×0.92/8=1.36knm
落葉松容許抗彎應力[σ]=14.5mpa,彈性模量e=11×103mpa
(1)橫樑彎拉應力:σ=m/w=1.35×103/1.67×10-4=8.08mpa<[σ]=14.5mpa
橫樑彎拉應力滿足要求。
(2)橫樑撓度:f=5ql4/384ei
=(5×13.3×0.94)/(384×11×106×8.33×10-6)
=1.24mm<l/400=2.25mm
橫樑彎拉應力滿足要求。
綜上,橫樑強度滿足要求。
四、縱樑強度計算
(1)縱樑為i10,假設最大跨徑為1.9m,間距為0.9m。
截面抵抗矩:w=4.9×10-5m3
截面慣性矩:i=bh3/12=2.45×10-6m4
1.9m長縱樑上承擔6根橫樑重量為:0.1×0.1×0.6×7.5×5=0.27kn
橫樑施加在縱樑上的均布荷載為:0.27÷0.9=0.3kn/m
作用在縱樑上的均布荷載為:
q=(f1+f2+f3+f4+f5)×0.9+0.3=33.253×0.9+0.3=30.078kn/m
跨中最大彎矩:m=ql2/8=30.078×0.92/8=3.045knm
i10抗彎應力[σ]=215,彈性模量e=2.1*10-5mpa、縱樑彎拉應力:σ=m/w=3.045×103/4.9×10-5=62mpa<[σ]=215mpa
縱樑彎拉應力滿足要求。
(2)縱樑撓度:f=5ql4/384ei
=(5×30.078×0.94)/(384×2.45×10-6×2.81×10-5)
=0.83mm<l/400=2.25mm
縱樑彎拉應力滿足要求。
綜上,縱樑強度滿足要求。
五、貝雷梁受力計算
貝雷梁中心跨度最遠距離按15m考慮,因此作用到貝雷梁的均布荷載
q=(f1+f2+f3+f4+f5)×13.25+0.3+1.5=442.40kn/m
m=1/8ql2=442.4*15*15/8=12442.5kn.m
根據貝雷梁抗彎能力計算:m=nξ[n]h
n為貝雷梁排數,ξ為貝雷梁荷載分配折減係數,ξ=1.0,[n]=kfcp[σ]=1125kn,h取1.5m
m=9*1125*15=15187.5>12442.5 滿足要求
貝雷梁抗剪力計算:q=nξk [n斜]=9*1*1.43*171.5=2207.5kn>442.4*3=1327.2 滿足要求
六、下部採用貝雷梁組拼計算和鋼管樁計算
①下部採用貝雷梁組拼
其中按30m一跨為計算,f=(442.4+26.3/3*9)*30=15639kn
按12個支撐墩考慮,每個支撐墩承受的力f=1303kn
橫樑採用工字鋼i40a ,假設中心距離為6m,它的受力圖如下所示
f=1303/2kn ,本次考慮按最不利荷載考慮, 計算公式:ωmax=(fl3)/(48eix)
查i40 ix=21700cm4,e=2.1×105n/mm2
ωmax=6.4mm<l/600
滿足要求,故採用雙拼i40
查貝雷梁組合桁架承載力達到1500kn>1303kn,滿足要求,
鋼管樁打入深度計算
f=15639/4kn
計算公式τ*sl=kf
其中τ取40*kn/m2,s=3.14*0.63*1=1.97m,取係數k=2.0考慮
l=99.8m,
按每排4根考慮,共12根,故每根打入深度8.3m;
擴大基礎的計算
n=1303kn
基礎底部參30cm厚的灰土,地基承載力按f=90kn進行計算,
埋置深度為1.5m,地基土及基礎平均重度:△γ=18.2kn/m
則基礎底面積:
a≥n/(f-△γd)=1303/(90-18.2×1.5)=20.78m2
根據萬能桿件支架及箱梁橫向尺寸,取擴大基礎尺寸為:
a×a×d=3×14×1m
3、支架搭設
根據受力計算箱梁模板系統布置見下圖
4、支架預壓
(1)預壓目的及方法
第乙個現澆節段支架與模板安裝完成後在箱梁施工前,為確保支架施工使用安全,保證箱梁施工線形,需對支架進行壓載試驗,目的有三:一是檢驗支架及基礎是否滿足受力要求;二是消除支架非彈性變形及地基變形;三是實測支架各處撓度變形量,為設定施工預拱度提供依據。
施工時對每施工段支架進行預壓,按箱梁自重進行分級載入預壓以取得基本資料,根據壓載資料及結構設計預拱度進行立模標高設定。支架預壓採用砂袋加砂載進行荷載預壓,便於操作。
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