某路立交现浇箱梁支架预压施工方案及计算_secret

支架预压方案一、工程概况xx立交8#～9#轴为54m现浇预应力砼箱梁，梁高为1.6～2.6m，梁底按二次抛物线型变化，梁体施工采用满堂脚手支架就地浇筑的方法，预应力部分支架的间距为0.6×0.6m，8#~9#轴之间的距离为54m，在纵向为90排支架。二、支架受荷载的分析8#~9#轴箱梁截面高度为1.6~2.6m，因此支架所受的荷载为非均布荷载，考虑到计算的方便，因此支架受力按照均布荷载考虑，支架所受荷载按照断面最大处的荷载计算。桥梁在纵向为90排等距离支架，因此支架的受力应按照简支梁等距离无限跨梁计算，本次预压拟采用以下4种布载形式进行预压。1、全跨预压60cm60cm60cmJKLMq支座弯距：-0.083ql2跨中弯距：0.042ql2剪力：0.5ql支座反力：1.0ql全跨预压的受力比较均匀，跨中弯距小，但支座弯距大，支座反力大，剪力比均匀。2、预压0.6m(一跨)60cm60cm60cmJKLMq支座弯距：MK=ML=-0.053ql2MJ=MM=0.014ql2跨中弯距：0.072ql2预压一跨受力比较集中，跨中弯距大，但支座弯距小。3、预压3m（按照五跨梁计算）60cm60cm60cmBCDEq60cm60cmAF支座弯距：MB-0.105ql2MC-0.079ql2MD-0.079ql2ME-0.105ql2跨中弯距：M10.078ql2M20.033ql2M30.046ql2剪力：QA0.394qlQB左-0.606qlQB右0.394qlQC左-0.606qlQC右0.394qlQD左-0.606qlQD右0.394qlQE左-0.606QE右0.394ql支座反力：RA、RF：0.5qlRB、RC、RD、RE：1.0ql预压五跨，受力较均匀，跨中弯距小，但支座弯距变化大，支座反力大，剪力比变化大。4、预压1.2m（按照二跨梁计算）60cm60cm60cmBCDEqA支座弯距：MB-0.036ql2MC-0.107ql2MD-0.036ql2跨中弯距：M20.056ql2M30.056ql2剪力：QA-0.036qlQB左-0.036qlQB右0.429qlQC左-0.571qlQC右0.571qlQD左-0.429qlQD右0.036ql支座反力：RA、RE：0.5qlRB、RC、RD：1.0ql预压二跨，受力较集中，跨中弯距小，但支座弯距变化大，支座反力大，剪力比变化大。通过以上受力分析，可以看出全跨预压与预压五跨、二跨的受力比较接近，全跨预压的支座反力大，即对支架的支撑力要求大。钢管的支撑力、梁底模板及木枋跨中弯矩、截面剪力在高支模方案里已检算，满足规范要求，本次计算主要计算钢管弯矩，根据以上受力分析可以看出预压二跨钢管所受弯距最大。钢管受弯计算，脚手架为空间体系，为计算方便，简化成平面体系σ=M/WM=-0.107*56.72*0.36*1000/1000000*600*600=-2185N.mmW=3.14/4*（d4-d14）/d=3.14/4*（484-44.514）/48=2835mm³σ=M/W=-2185/2835=-0.8Mpa＜180Mpa满足规范要求通过以上计算可以看到钢管的受力满足施工荷载要求，因满堂支架的受力是等距离连续的，预压全跨与预压1.2m的受力形式基本一样，因此可以通过预压1.2m得到的数据来控制全桥支架的施工。三、施工方案1、支架压重的必要性凡采用支架法施工上部结构的，受地基基础的复杂因数影响，均会产生不利影响，按照施工规范和验收标准的规定和施工施工方案的要求，为确保连续梁线形必须对支架进行预压。预压的目的主要是：1）、消除基础的非弹性沉降；2）、测量基础弹性沉降为确定底模标高提供参考资料；3）、消除支架的非弹性压缩；4）、测量支架的弹性压缩，为确定底模标高提供参考资料。2、施工方案简介：本立交桥段大部分为原有路面，可满足支架承载力要求，原中间绿化带为杂填土，因此不做换填处理，整平用压路机碾压后面层铺15cmC20混凝土。各承台基坑回填石屑需分层夯实整平，面层铺15cmC20混凝土。钢管下垫3.5×15×200cm的木板。根据施工现场具体情况,该桥连续梁采用钢绞线压重，钢绞线的圆盘直径约1.2m，每盘重量为3~3.5t。压重应考虑的因数：箱梁的自重、模板重量、各种施工荷载等。根据结构重量和其他荷载，拟定压重所需材料数量，按照等效压重的原则，钢绞线压重=（箱梁重量+模板重量+各种施工荷载）*1.2，（该立交桥混凝土浇筑分二次浇注，考虑的安全因素，因此取1.2的安全系数）。1）荷载计算①、箱梁荷载：取最大断面按1米计算箱梁钢筋砼自重：G=10.92m³×26KN/m³=283.92KNF1=283.92÷（5.49×1.0）=51.72KN/㎡②、施工人员和施工材料、机具行走运输或堆放荷载：F2=2.5KN/㎡③、振捣混凝土时产生的荷载：F3=2.0KN/㎡④、箱梁侧模及芯模的荷载（含支撑、加固的枋木、拉杆等）：F4=0.5KN/㎡⑤、底模的荷载（厚2cm木胶合光面板）：F5=1.0×1.0×0.02×8=0.16KN/㎡⑥、横向方木的荷载（横向方木8×8cm，间距为0.25，截面积为8×8cm）：F6=1.0×0.08×0.08×4×7.5=0.19KN/㎡⑦、纵向方木的荷载（纵向方木8×8cm，间距为0.6，截面积为8×8cm）F7=1.0×0.08×0.08×7.5×2=0.1KN/㎡F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7=51.72+2.5+2.0+0.5+0.16+0.19+0.1=57.2KN/m²1.2m的压重范围内实际压重为57.2×1.2×5.49×1.2=452.2KN=45.2t2)支架受力计算支架为Φ48*3.0mm钢管，横杆步距为1.4m，每根立杆设计荷载为［N］=30KN，［σ］=180Mpa①、立杆抗压强度验算N=(57.12+0.16+0.19+0.1)×0.6×0.6+0.83=21.6KNA=424mm²。σ=N/An=21.6×1000/424=50.9Mpa＜［σ］=180Mpa②、立杆承载力验算N=21.6KN＜［N］=30KN③、稳定性计算l。=h+2a=1.4+2×0.35=2.1ma:立杆上端伸出至模板支撑点的长度，本方安设计a=0.35mΦ48钢管i=1.59cmλ=2.1×100/1.59=132＜150杆件长细比满足要求查〈〈建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范〉〉（附录C）表得：ψ=0.386P=N/(ψA)=σ/ψ=21.6×10³/(0.386×424)=132(N/mm²)＜［σ］=180Mpa钢管支架受力满足要求。3、地基承载力验算（该立交桥底板垂直投影位置大部分位于原道路车行道位置，局部范围有1m左右位于绿化带位置，因此按照底板处支架位于绿化带上进行计算）C20砼面层上单根受力面积15cm×200cm计（木板长度按照2m计算），承载力［σ］=10000Kpa（C20砼抗压强度设计值为20N/㎜²即20000KN/M²，因截面边长小于30mm，因此要给予相应折减系数，折减系数取0.5，［σ］=20000*0.5=10000Kpa）。原地表杂填土受力面积按32×217cm，淤泥质地基受力面积按246×431cm计算［σ］=50Kpa。（应力按照30度扩散角传递,具体示意图见附图，杂填土厚度按照2m厚度考虑。）（1）、C20砼承载力验算N=（21.6+0.09）×3=65.7KN（按照一排木板承受3根钢管的压力计算）A=0.15×2=0.3㎡σ=N/A=65.7/0.3=219Kpa＜［σ］=10000Kpa（2）、原地表填土地基承载力验算N=65.7+（0.15+0.32）/2*（2+2.17）/2*0.15*24=67.5KNA=0.32×2.17=0.694㎡σ=N/A=67.5/0.694=97Kpa＜150Kpa（150Kpa根据现场承载力实验所的）（3）、淤泥质地基承载力验算N=67.5+（0.32+2.46）/2*（2.17+4.31）/2*1.85*14=184KNA=2.46×4.31=10.6㎡σ=N/A=184/10.6=17.4Kpa＜［σ］=50Kpa4）、压重的位置：按照等效压重的原则，主要在箱梁底板范围布置压重区间，而箱梁翼缘范围荷载较小，故不考虑翼缘范围的压重。5）压重的沉降观测：支架预压时要求在压重前在箱梁的两侧腹板下及桥中线对应的支架上作好观测点，作好观测记号（可用红色油漆标记），考虑压重范围为1.2m，因此观测点纵向纵向设置3排，横向设置3排，总计9个。沉降观测点设置完即进行堆载预压，此时高程为H1，在堆载的过程中，每天堆载施工前和当天堆载结束后进行二次沉降观测，其间如沉降量出现异常波动（沉降量超过2cm）时应停止堆载，当波动趋于稳定时才可以进行。当堆载重量达到梁体的1.2倍时，每天进行三次沉降观测直至前后两天的沉降趋近于零时，堆载预压才算完成。此时的高程H2与预压前的高程H1的差值为非弹性变形和弹性变形量之和，当预压在底模上的重量卸载后，底模标高会出现升高的现象，此时高程H3与卸载前的高程H2的差值为弹性变形量，整理好沉降观测全部记录，并进行初步分析，找出需要的基础沉降、支架的弹性压缩和非弹性压缩参数，整理报告。通过1.2倍的梁重的堆载预压，检验了支架的稳定性，获得了支架的弹性变形量达到预压的目的。沉降观测点布置示意图预应力箱梁沉降观测点横断面图防护栏杆防护栏杆沉降观测点原道路部分中央绿化带监测点布置纵向示意图支架沉降监测点符号6、压重的工序流程：1）、压重前支架的检查验收；2）、压重示意图：第一次预压位置预应力箱梁预压示意图3）、利用汽车吊机，将钢绞线吊到底模上，钢绞线均匀砌码。4）、压重一半时进行一次观测记录；5）、按照要求布置好全部压重荷载，进行一次全面观测，之后每3小时进行一次观测；6）、从压重钢绞线布置完成后开始压重的稳定时间不少于24小时，安排现场各类值班人员，对压重情况进行24小时不间断观察、观测和巡视。7）、开始卸载：卸载前必须对压重情况进行一次全面观测，并仔细检查现场支架下面的基础是否出现异常现象，检查建筑钢管支架本身有无明显的变形等异常情况，检查底模下的木楔块的压缩情况是否正常，检查要在项目部技术负责人的组织下进行，首先是检查测量观测记录是否正常，记录是否齐全，全部检查结束后未发现异常情况时方能做下一道工序的准备工作。然后按照先压钢绞线后卸，后压钢绞线先卸的原则，同时注意分层均匀卸载。荷载卸至一半时进行一次观测，全部钢绞线卸完后进行最后全面的观测。8）、整理观测记录，上报观测记录，需要进行以下二项记录。连续梁支架压重观测记录表测点压重前左中右1/2荷载压重左中右全部荷载压重左中右卸载后左中右中线偏位备注123456789堆载值与沉降值曲线图沉降量堆载12*荷载34*荷载1*荷载1.2*荷载四、施工注意事项及安全保证措施1、施工注意事项1）、连续梁压重要成立压重施工班组，专人负责，统一指挥，连续梁施工技术负责人要亲自现场指导和检查，发现问题及时纠正，作业班组要按照技术人员的技术要求施工，杜绝违章作业和违章指挥现象。2）、压重前要仔细检查地基基础上的建筑钢管下的抄垫情况，保证钢管的均匀受力状态。3）压重前要仔细检查底模下的木楔块抄垫情况，保证底模的均匀受力，4）、压重荷载要和实际相吻合，避免偏差过大。5）、测量资料要及时和准确，保证观测记录的可靠性。2、安全保证措施1）、压重要选择在正常天气下进行，避免在5级及5级以上的大风天气中施工。2）、底模两侧要按照有关要求装好栏杆，栏杆外侧要挂好安全网。3）、起重设备要专人指挥和专业司机操作，施工中要避免双重作业。4）、砌码钢绞线时一定要注意不得出现局部超载压重，卸载时要注意分层是施工，不得出现局部集中卸载的情况，以免对结构造成不利影响。