修3.07 张庄路、经六路门洞专项施工方案(I字钢)

济广高速济南连接线工程跨路门洞施工方案单位标志图济南金曰公路工程有限公司济广高速济南连接线工程SG6合同项目经理部2012年5月20日济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第2页济广高速济南连接线工程SG6合同跨路门洞施工方案一、工程概况二环西路是济南市“三横五纵”城市快速路系统及“五横六纵”快速公交系统中的重要组成部分，将与二环东路、顺河高架及北园高架共同组成济南市高架路网络。本工程位起点与济广高速现天桥立交相接，沿二环西路建设高架桥，止于段店立交北侧桥台处与段店立交相接，纵贯济南市主城区南北，不仅是济广高速在济南西部城区段的重要连接线，而且是国道220穿越城区的重要路段，同时也是济南市西部地区主要的南北通道。SG-6标段主要工程包括主线高架桥、段店立交顶升、匝道桥梁工程等。其中主线新建桥梁工程全长1.233708公里,共12联（计40孔，179号-220号墩）；段店立交X匝道第一联，Y匝道第十联顶升；主线上跨张庄路、经六路延长线，并在此设出口匝道，匝道桥2联（计10孔）。主线桥梁采用预应力混凝土连续箱梁,下部结构采用直柱式桥墩,基础采用灌注桩加承台。匝道桥上部结构采用预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式桥墩，基础采用灌注桩加承台。二、过路门洞支架搭设方案主线桥上跨张庄路梁下平均净空高度为10米,搭设双向两车道过路门洞,每向车道单孔净跨度4米,长度27.3米，门洞高度5.0米,济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第3页限高4.5米。门洞纵梁采用I36a型工字钢,间距0.6米，其上铺15×12cm方木做横梁,横梁间距0.9米，门洞横梁上再搭设平均高度为2.7m的碗扣式支架。经六路口跨路门洞因净空不足，其上不再搭设支架，而直接铺设横向12×10cm方木及箱梁底板。在主门洞两侧各设置一道2m宽的人行通道。详见过路门洞支架搭设图（附图1）1、门洞支架基础门洞支架基础为原有道路地面，地面上浇注高度0.8米的C25混凝土防撞、导向条形墩，且条形墩两端宽出门洞支架100cm。场地顶面到梁底的高度要全面考虑碗扣件杆件、工字钢、横梁、底托、顶托、模板、梁起拱等，梁纵坡结合场地原地面标高调节支架顶托来调节支架高度。2、钢梁支架的立柱钢梁支撑立柱采用碗扣式钢管架，立杆纵横向间距为30×60cm，步距60cm，顶托上部采用15×12cm方木做联系梁。详见支架搭设图。3、门洞纵横梁及盖梁纵梁采用单层工字钢,间距0.6米,横梁采用15cm×12cm方木,间距为90cm,横梁上搭设平均高度为2.7m的碗扣式支架。三、支架预压为了观测地基变形、支架沉降情况,验证支架安全,测量模板变形的实际数据,并为预拱度设置提供依据,门洞支架施工前需对支架进济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第4页行预压,预压加载物选1.5×0.9×0.9m混凝土预制块,每块约重29.16KN，吊车起吊安装，按照梁体荷载（区分空腹段和实腹段）的120%逐跨进行加载，预压重量按60%、80%、100%分三次施加到梁体上，混凝土预制块分布图。预压期限原则上以支架变形稳固后即可结束，且不少于设计图纸所要求的3天。在加载前、加载中,要对模板、支架的变形及地基沉降进行观测,卸载后还要对支架模板的变形恢复情况进行观测。卸载时按照均匀卸载两次卸完，分别为50%。第一次卸载后停4—6小时，观测2次。第二次卸载后48小时内进行6次观侧，观测时要注意地基变化。观测点设在支点、梁跨的1/4、1/2、和3/4处，每个断面5个点。地基在跨中及两端各设三个点。根据测量结果,计算变形量并绘制支架变形曲线,然后分析计算出支架、方木及模板的弹性变形量和非弹性变形量。在支架卸载后测量出地基沉降量,且以这些数据为依据,并考虑箱梁张拉设计起拱量,确定模板预拱度值,以确保达到梁体的设计线形。四、支架模板施工安全技术措施⑴建立安全施工责任制度。建立各级安全施工责任制，各级人员必须认真遵守国家有关安全方面的政策、法令和规章制度。建立安全岗位责任制，逐级签订安全生产责任状，明确分工，责任到人。⑵在编制施工组织设计时，必须同时编制安全技术措施；主管施工生产的领导和施工负责人员在布置施工任务时，必须同时布置安济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第5页全工作；根据工程和施工特点编制安全交底。班组在班组长的领导下和专职安全人员的指导下，负责本班组的安全施工，督促工人遵守操作规程和各项安全施工制度，并组织班前班后的安全监查；参加施工的人员应遵守安全施工规章制度，不得违章作业。⑶加强安全生产教育，提高全员安全意识。重点进行四个方面的教育：强化行车安全和施工安全意识；安全基本知识和技能的教育；遵守规章制度和岗位标准化作业的教育；文明施工的教育。同时开展创安全标准工地活动，进行安全检查评比，激发全员安全生产的自觉性。⑷严格安全监督，建立和完善定期安全监查制度。各级安全领导小组要定期组织检查，各级安全监督人员要经常检查，真正把事故消灭在萌芽状态,同时严格事故报告和奖罚制度。⑸加强安全防护，设置安全防护标志。交道设置交通安全防撞护栏等安全设施和慢行、警示灯等。作业人员严禁酒后上岗，严格遵守操作规程，创造一个安全、文明的施工环境。⑹抓好现场管理，坚持文明施工，在被交道附近开挖基坑及施工危险地段要设置安全警示牌,以防意外事故发生。⑺定期或根据施工需要发放和检查施工所用的各种安全机具设备和劳动保护用品。(8)加强高空作业的管理，在高空施工时，施工人员要系安全带，穿防滑靴。在梁顶作业时设立安全网，安装安全护栏。济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第6页（9）加强吊装机械的安全管理，要有现场管理调度人员，现场施工夜间施工要有足够的照明。张庄路、经六路跨路门洞结构力学性能验算支架验算的荷载包括钢筋混凝土重量、模板重量、支架重量、施工人员及设备荷载,振捣混凝土时产生的荷载、倾倒混凝土对模板产生的压力、混凝土对模板侧面的压力等。验算内容包括底模、内模、纵横向支撑方木、纵向钢梁的稳定性和刚度,钢梁力学模型采用简支，横向方木采用三跨连续梁计算，纵向分布方木按四跨连续梁计算，每跨30cm，（竹胶板尺寸为244×122×1.5cm,拟采用纵向铺设）。还要验算支架的局部和整体的强度,力学模型采用压杆稳定。经过验算,各部位受力情况都能满足要求,整个支架和模板支撑结构均是稳定的。门洞横梁以上的碗扣式支架在此不做检算，具体计算过程详见《普通预应力钢筋混凝土连续梁力学计算书》。一、计算依据：1）济广高速济南连接线工程第六合同段连续箱梁设计图纸；2）箱梁砼浇注方法：采用混凝土泵车二次浇注法（荷载计算按一次性浇注计算）。3）模板支架使用材料、规格及其力学性能。济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第7页4）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025－865）《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011二、检算内容1）枕木横梁的强度、挠度检算。2）工字钢的强度、挠度检算。3）门洞钢梁立柱的强度及稳定性检算。4）门洞支架整体稳定性检算。5）地基承载力检算。三、检算材料力学性能及原则1）A3钢设计的容许应力为〔σ〕=140MPa，容许抗弯应力为〔σw〕=145MPa,剪应力〔τ〕=85MPa，临时结构性能按1.25倍提高后，即：钢材弯曲容许应力〔σw〕=145×1.25＝181MPa,抗压轴向容许应力〔σ〕=140×1.25＝175MPa，抗剪容许应力〔τ〕=85×1.25＝106MPa。弹性模量E=2.1×105MPa，36a工字钢Ix＝1.5796×108mm4，Wx＝8.776×105mm3，ix=1438mm，q自重＝600N/m。A工=7644mm22）方木性质按照市场上最常见的落叶松考虑，力学性能一般新木为纵向弹性模量1×104Mpa,抗弯强度[9]Mpa。比重约为750kg/m3。检算要求所有方木的弯曲最大正应力均小于其许用应力[9]MPa。抗剪强度小于[1.6]MPa。底模采用244×122×1.5cm优质竹胶板，静曲强度σ＝90MPa，弹性模量E=9×103MPa,密度取ρ＝0.9g/cm3＝0.009N/cm3（合济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第8页135N/m2）3）钢梁立柱杆件以Q235A级普通钢材的设计抗拉抗压强度值σ＝205MPa进行强度计算。按《钢管满堂支架预压技术规程》(JGJT-2009)条文说明3.0.4条规定对于重复使用的旧碗扣支架钢管乘以0.85折减系数，折算后许用应力为174.25MPa。标准碗扣式钢管：A管=4.893×102mm2,IX=1.219×105mm4,WX=5.08×103mm3,而实际进场材料状况钢管壁厚为3.0mm：A实＝π（D2−d2）4=π(482−422)4=424mm2i实=√D2+d24=√482+4224=15.95mmW实＝πR4−r44R=π×244−2144×24=4493mm34）所有杆件的挠度变形量均小于[L/400]。四、受力检算：设计荷载1、模板及方木重量：竹胶板：0.009×1002×1.5×10N/kg÷1000＝0.135KN/m2横向方木：750×0.1×0.08×1×10N/kg×1÷0.3÷1000＝0.2KN/m2纵向方木：750×0.15×0.1×1×10N/kg×1÷0.9÷1000＝0.125KN/m2济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第9页内模及支撑方木（8×5cm）：0.135KN/m2+750×0.08×0.05×4×10N/kg×3×1÷0.4÷1000=0.435KN/m2支架底横向方木分配梁：750×0.15×0.12×1×10N/kg×1÷0.9÷1000＝0.15KN/m2钢管支架顶方木：750×0.15×0.12×1×10N/kg×1÷0.3÷1000＝0.45KN/m22、钢筋砼自重:59.8KN/m2(梁中腹板处)12.48KN/m2(梁中箱室处)3、施工人员及设备荷载:2.5KN/m2;4、倾倒混凝土产生的冲击荷载：2.0KN/m2;5、振捣砼时产生的荷载，对水平模板为2KN/m2;对垂直模板为4KN/m2;荷载取值分项系数：静载系数：rg=1.2活载系数：rq=1.4五、强度验算1、支架荷载分析：该门洞支架搭设在45米跨的跨中，故仅分析跨中荷载即可。因在腹板处荷载最大，故应首先分析此处的受力情况。1）、梁中模板所受荷载：G1=59.8+0.135+0.435=60.37KN/m2(梁中腹板处)济广高速济南连接线工程SG6合同段跨路门洞施工方案济南金曰公路工程有限公司第10页G2=12.48+0.135+0.435=13.05KN/m2(梁中箱室处)模板受活载（3+4+5）:Q=2.5+2.0+2.0=6.5KN/m2模板设计荷载:Qz=G1·rG+Q·rQ=60.37×1.2+6.5×1.4=81.54KN/m2(梁中腹板处)Qz1=G1·rG+Q·rQ=13.05×1.2+6.5×1.4=24.76KN/m2(梁中箱室处)2）、门洞横梁上部碗扣式支架自重作用在横梁上的力为：（支架高度：2.70m采用2.4米钢管件），门洞上部支架共7排，每排34根，采用2.4m杆件,三层水平根，其中纵向有8排为60cm水平杆，其他均为90cm水平杆。2.4m立杆每根重13.34kg/根，90杆重3.63kg/根，60杆重2.47kg/根。Fz=（7×34×13.34+（6×34+33×6）×3×3.63+8×6×3×2.47）×10N/kg÷1000÷5.4÷27.3＝0.54KN/m2根据在腹板下的支架立杆间距为60x90cm（横向三排60cm，纵向间距90cm），则箱梁腹板和箱室处的荷载分别为：Qz+Fz=81.54+0.54+0.125=82.