桥梁高支架施工方案

桥梁高支架施工方案一、工程概况XXX接线工程八标段，自桩号K5+088起至K6+016止，含CB、CC匝道的一部分，桥梁主线长度928米，桥面宽25—49.6米，桥梁面积35930.8平方米。本段桥梁沿XX河河道架设，桩基为钻孔灌注桩，采用C30与C35钢筋砼，桩径为1.2米和1.5米两种。承台为C30钢筋砼，墩柱采用C30与C35钢筋砼，桥梁上部结构采用C50预应力混凝土连续箱梁，桥面铺装采用C40钢筋混凝土。其中36#桥、37#桥及CB匝道、CC匝道与XX路立交相接，其墩柱高度均为30米左右，最高的36#桥墩柱高达33米。因此其上部结构现浇箱梁的的支架施工是这几联桥最大的施工难点及危险源。因此特对这部分支架专门编制施工方案。二、总体施工方案根据现场情况及上部荷载大小，我项目部拟采用两种施工方案。CB匝道、CC匝道由于其上部结构荷载较小，且支架高度约为26米高，因此该部分箱梁施工采用满堂支架施工。对基础进行换填石渣处理后，顶面硬化12cmC20砼垫层，然后直接搭设满堂支架进行箱梁施工。36#桥、37#桥为主线桥，上部结构荷载较大，且支架高度最高，达到33米以上，因此该部分箱梁施工采用钢管桩+纵向贝雷梁的高平台形式作为现浇箱梁的支架基础，钢平台上部搭设碗扣支架进行箱梁施工。下面就这两种方案分别进行验算布置。三、CB匝道、CC匝道（一）支架验算1、荷载计算以其中最先施工的CB6#桥为例进行荷载计算。CB6#桥箱梁总砼方量为465m3，自重荷载为465×26=12090kN。由于箱梁支架高度较大，因此其上部荷载通过纵横向压缩木、方管的传递，下部支架可近似为均布荷载，箱梁总长度为38×2=76米，箱梁底板宽度3.7米，因此下部支架承受的箱梁自重均布荷载为12090÷（76×3.7）=43kN/m2。考虑支架模板自重、及施工荷载，自重荷载乘以1.2的系数作为支架验算荷载，43×1.2=51.6kN/m2。2、立杆验算碗扣支架布置形式暂按90×90×120布置，因此单根立杆承受竖向荷载为0.9×0.9×51.6=41.796kN。碗扣支架立杆按Φ48×3.0㎜钢管，A0=424㎜2；1）立杆强度验算：σ=N/A0=41.796/424=98.6Mpa[σ]=140Mpa;所以立杆满足强度要求。2）立杆稳定验算：钢管回转半径：r=15.95mm;钢管长细比为λ=L/r=1200/15.95=75.24≤80;查表得ф=0.74;σ=фN/A0=41.796/0.74×424=133.2Mpa[σ]=140Mpa;所以立杆满足稳定性要求。虽然立杆稳定性满足验算要求，但与容许值较为接近，因为计算时取得是平均值，考虑到横梁位置砼单位面积重量最大，因此将横梁位置处的支架加密为60×90×120。2、其余计算箱梁支架的方管及压缩木的排布及计算，参见箱梁支架施工验算，这里就不再赘述。（二）支架施工1、基础处理清理干净基坑内杂物，周围支护用杂木杆拔除。采用分层回填，回填材料采用石渣或黄沙，每层回填不超过50cm，回填时能够用压路机时尽量采用压路机压实，底部狭窄处及边角采用振动夯进行夯实。基坑回填至河床顶平后，对满堂支架范围基础进行石渣换填处理，采用50吨压路机整体全断面碾压处理，要求压路机碾压后基础顶面无明显轮迹，发现有翻浆现象，马上换填重新碾压。基坑回填及软弱地方处理完后，平整场地并压实处理。测量人员测定地面标高，确定铺设砼厚度及范围，砼厚度按12cm浇筑，两侧比箱梁桥各宽出1米。现场对施工人员及机械操作人员进行交底。采平板振捣器振捣密实。顶面铺设塑料薄膜获草帘进行养护。砼浇筑完成后在两侧设置排水沟避免雨水等浸泡。2、支架布置形式碗扣式支架排列间距为纵向碗扣式支架排列间距为纵向0.9m，横向0.9m，节高1.2m，在横梁及箱室变化段位置应力集中处变为纵向0.6m，横向0.9m，节高1.2m。加密段支架与整体连结。由测量员定位箱梁中心线及边线后，人工拼装碗扣支架，支架下承托支牢在12×15方木上，方木顶面要用水平尺找平。上、下立杆钢管接为一体时，其接点处要插牢，两管在同一轴线上保持垂直。纵横向碗扣支架立杆应保持在一条直线上，以保证立杆顶部方管位于顶托中心。3、加设剪刀撑随着碗口支架搭设，纵横向剪刀撑均应与支架高度同步搭设。纵向剪刀撑搭设在碗扣支架外侧，45度角交叉呈菱形布置。采用6米钢管搭接，搭接长度不小于80cm，搭接部位不少于3个扣件。横向斜撑每隔两排立杆加设一排，横向斜撑成45度角向上从最外一侧立杆到另一侧立杆成之字型一直加到顶部。水平剪刀撑加设三层，位于顶底层横杆位置及中间横杆位置处。并用钢管及扣件搭成井字型，将墩柱抱在中间，使支架与墩柱连接在一起，提高支架的稳定性。井字架加设间距4.8米，每根墩柱至少抱5层。4、预压预压的目的：消除地基沉降的影响；消除支架非弹性变形的影响；检验支架的稳定性安全性是否满足施工要求；提供弹性变形数据，做为施工的依据。观测点的设置在各孔的1/2、1/4跨及墩台横断面位置设观测高程点。观测时仪器、水准点应固定，减少系统误差。对观测点统一编号登记，测高程作好记录。观测内容：地基沉降、非弹性压缩和弹性压缩。预压分三次进行，预压荷载用砼预压块（0.5m3/个）+水袋的方式按施工荷载均布施压。第一次加载50%，观测4—8小时；第二次加载至满荷，进行观测，然后每天观测2次，但最终沉降量3天应稳定在3mm内，方可卸载。卸载：卸载时应均布卸载。第一次卸载50%，停4～6小时，观测一次沉降值；第二次卸载50%，测变形恢复，24小时内作2次观测。并计算弹性压缩值作为预留拱值的参考。四、36#、37#桥高支架（一）支架计算1、荷载计算（以36#桥为例）（1）横梁位置箱梁截面积：49.64m2，49.64×26=1290.64KN/m。（2）箱室变化段箱梁平均截面积：（19.66+31.022）/2=25.34m2，25.34×26=658.86KN/m。（3）箱室标准段箱梁截面积：19.66m2，19.66×26=511.16KN/m。（4）支架、模板、施工人员及砼浇注振捣荷载按照满堂支架验算时采取的荷载：模板、支架及贝雷梁自重：约为144KN/m；施工人员及机具产生的纵向均布荷载：1.5kPa×22.8=34.2KN/m；砼浇筑产生的荷载：6.0kPa×22.8=136.8KN/m；砼振捣产生的荷载2.0kPa×22.8=45.6KN/m；共计：360.6KN/m。2、纵向贝雷梁计算纵向贝雷梁以上的碗扣支架、方钢管、压缩木及竹胶板验算与满堂支架相同，这里就不再重复，只对碗扣支架以下部分进行验算。由于下部采用钢管桩支撑高平台，纵向贝雷梁在钢管桩顶部拼装困难，且高空作业极为危险，因此纵向贝雷梁采取在地面拼装完成一跨，然后进行吊装，两跨之间贝雷梁采用搭接形式。因此验算时，每一跨贝雷梁均按简支梁计算。初步纵向钢管桩布置如下图所示，墩柱位置处跨径为4.2米，箱室变化段跨径为6米，中间标准段最大跨径为9.9米。按照这三种跨径分别验算如下。（1）墩柱位置4.2米跨径均布荷载：q1=1290.64+360.6=1651.24KN/m，Mmax1=q1l12/8=(1651.24×4.22)/8=3640.98KN·m,R1=q1l1/2=(1651.24×4.2)/2=3467.6KN。（2）箱室变化段6米跨径均布荷载：q2=658.86+360.6=1019.46KN/m，Mmax2=q2l22/8=(1019.46×62)/8=4587.57KN·m,R2=q2l2/2=(1019.46×6)/2=3058.38KN。（3）标准段9.9米跨径均布荷载：q3=511.16+360.6=871.76KN/m，Mmax3=q3l32/8=(871.76×9.92)/8=10680.15KN·m,R3=q3l3/2=(871.76×9.9)/2=4315.21KN。根据以上计算，跨中弯矩最大的位于标准段9.9米跨径处，因此贝雷梁布置验算按照该跨验算。贝雷梁的截面惯性矩为WBL=3578.5cm3。σ=Mmax/nWBL≤[σw]=145MPa10680.15/(n×3578.5)≤[σw]=145MPan≥21即纵向贝雷梁排数不得少于21排。由于箱梁底板宽度为22.8米，考虑到贝雷梁尽量与上部支架对齐，因此贝雷梁按照横向90cm间距布置，22.8÷0.9≈25，满足计算要求。贝雷梁的挠度由两部分组成，一部分是非弹性挠度（销孔处间隙），一部分是弹性挠度（贝雷梁本身发生的变形）。（1）非弹性挠度计算（9.9米间距）：贝雷梁高度H=1500mm，销孔间隙ΔL=0.5mm，销孔直径d=300cm，贝雷片数量n=4，则f0=(1/3)ΔLn2=(1/3)×0.5×42=2.7mm=0.27cm。（2）弹性挠度计算：采用经验挠度计算（节数n=4节）：F=0.3556×n2/8=0.3556×42/8=0.71cm；则总挠度为：0.27+0.71=0.98cmL/400=9.9/400=2.5cm；故贝雷梁挠度满足要求。3、长横梁验算根据箱梁横断面尺寸及各箱室腹板间距，初步确定横桥向钢管桩间距为3米。顶部长横梁初步确定拟采用2H60型钢。（1）均布荷载计算根据纵向贝雷梁计算时各种跨径简支梁两端支反力数值可以看出，标准段9.9米跨径支反力最大（4315.21KN），即连续两跨9.9米简支梁时，中墩支反力最大即4315.21×2=8630.42KN。长横梁长度按照箱梁下的11排钢管桩间距计算，长横梁长度为3.5+3米×8+3.5=31米，则均布荷载为8630.42÷31=278.4KN/m。（2）长横梁验算Mmax=333.64KN·m。R=470.37+582.52=1050.89KN。长横梁采用2根H60型钢并排组成。H60型钢的截面抵抗矩为W60=2610cm3，截面惯性矩为I60=78200cm4。σ=Mmax/2W60=333.64/5220=63.9MPa[σW]=145MPa。强度满足要求。由于该型钢横梁为不等跨连续梁，挠度计算复杂，现取最大一跨按简支梁计算，如能满足刚度要求，则该不等跨连续梁也能够满足刚度要求。钢材的弹性模量E=2.1×105MPa；f=（5ql4）/（384EI）=（5×333.64×3.54）/（384×2.1×105×2×78200）=0.0019ml/400=0.009m故刚度满足要求。因此长横梁采用2H60型钢能够满足强度及刚度要求。4、短横梁验算由于下部钢管桩平台高度达26米高，因此为保证钢平台的稳定性，钢管桩采用双排钢管桩，钢管桩之间设置横向连接以加强钢平台的稳定性。这样横梁下需设置纵向短横梁将荷载传递到两排钢管桩上。根据横梁计算可以看出，长横梁产生的最大支反力为1050.89KN。即短横梁跨中承受一个集中荷载，两排钢管桩间距为3米，短横梁也采用2H60型钢。按照简支梁计算，Mmax=Pl/4=1050.89×3/4=788.17KN·m。R=P/2=1050.89/2=525.45KN。σ=Mmax/2W60=788.17/5220=151MPa1.25[σW]=181MPa。强度满足要求。f=（Pl3）/（48EI）=（1050.89×33）/（48×2.1×105×2×78200）=0.0018ml/400=0.0075m刚度满足要求。虽然强度计算结果超过容许应力，但临时结构容许应力可以乘以1.3的系数，而且实际施工中可以通过添加牛腿等提高横梁的承载能力，因此该短横梁能够满足要求。5、钢管桩验算按照短横梁计算可知，每根钢管桩承受525.45KN的荷载。钢管桩采用Φ426，壁厚8mm，截面积Az=0.0105m2，回转半径i=0.148m。由于钢管桩高度大约26米，因此两排钢管桩之间加设横向平联及斜撑，横向平联间距暂定为4米。δ=N/A=525.45/0.0105=50MPa[δW]=145MPa。钢管桩稳定性：钢管桩细长比为：λ=L/r=4000/148=27查表得：ψ=0.9；δ=N/