30m小箱梁-梁场建设-设计方案

宜昌市江南二路（点军大道～天台北路）市政工程30米箱梁预制场建设方案福建六建集团宜昌项目部二О一五年十一月30米箱梁预制场建设方案一、编制依据1、宜昌市江南二路（点军大道～天台北路）市政工程“2#、3#桥施工图纸”2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）；3、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；4、公路桥涵工程《施工技术规范》；二、工程概况1、概况江南二路位于宜昌市点军区，偏北向与点军大道连接，向南与天台北路相通，是宜昌市总规的一条城市重要交通干道，同时该道路的建成对奥体中心建设有重要作用。道路规划红线宽50米，为城市主干道道路设计车速50km∕h.江南二路2#桥跨越长岭河水系，起止桩号为K2+947.5～K3+165.6，桥梁全长218.1m，上部结构采用4×30m+3×30m预制预应力小箱梁，为单福桥，桥宽42m。江南二路3#桥跨越长岭河水系与河道斜交角度15度，起止桩号为K4+886.5～K4+983.5，桥梁全长90.7m上部结构采用3×30m预制预应力混凝土小箱梁，为单幅桥，桥宽42m。预制场计划设置在2#桥右侧里程桩号K2+517～K2+947.5段，其中预制区长度151m，存梁区132m，上梁区40m，预留吊装区100m。共设置预制台座16个,按一片箱梁9天的生产周期，梁场每天生产效率1.778榀，每月最大生产能力53榀，存梁区预计存梁能力56榀，该场地为砾石，清表整平、压实场地，以作为箱梁的预制场地，龙门吊运行区域拟设置在路基红线范围内，生活区、办公区、仓库、钢筋加工区、材料运输通道、便道等需要线外征地，征地面积2916平方米。经计算预制箱梁底盘梁端处地基承载力需不小于220.5KPa（按照张拉后仅靠箱梁两端头处地基承受箱梁自重的状态计算，计算附后），场地压实后均能满足箱梁预制底盘地基承载力要求。2、技术指标2.1箱梁梁高：1.6m。2.2箱梁梁宽：箱梁中梁顶宽为2.4米，边梁顶宽2.85米，箱梁底宽均为1.0m。2.3跨径：30m。3、箱梁工程量两座桥合计箱梁140片。三、箱梁预制场建设方案1.1基础底盘基础采用C30砼浇筑，每个底盘基础按长31.2m、宽1.7m、中间厚15cm、两端在长度2m范围内厚度为40cm（以承担箱梁张拉后集中在底盘两端的自重）、底盘基础横向间距为4.4米进行设置，同时，在基础的两个端部位置内铺设Φ16钢筋网,间距20cm，钢筋长度深入到厚15cm的中间段基础内30cm。（详见底盘构造示意图）1.2底模构造a.基础浇筑完毕后，精确放样。底盘的横向间距为4.4m、宽度为90cm（30米箱梁的底板宽度为100cm，由于底部两侧各有R﹦5cm的圆弧设置在侧模上，则剩余底板的水平底盘宽度为90cm，长度为30.5m、高度为20cm（指高出周围硬化的混凝土顶面和基础顶面的净高）。b.在基础上打孔，孔深15cm。然后植入长28～30cm、Φ12的Ⅱ级钢筋，钢筋的植入深度为10cm，埋入底盘混凝土中的长度为18～20cm。植入钢筋埋入底盘混凝土中的长度按设置的反拱度线型曲线变化，跨中18cm、两端20cm。植入的钢筋既作为控制底盘混凝土顶面标高的依据，又作为焊接、固定底模钢板的预埋件。c.在植入的钢筋上焊接钢筋骨架，并在钢筋骨架上焊接边50×3。5mm的槽钢。槽钢内安装密封橡胶管、竖向上按设置的反拱度值线型曲线变化（跨中反拱度值初设为向下1.7cm，按抛物线向两端逐渐变化为零。首片试验梁施工完成后，实测起拱度数值并与设计值进行比较，相差较大时应进行适当调整，再安排预制后续箱梁），槽钢的侧面保持顺直。d.立模，支立浇筑底盘混凝土的模板时，应预留出箱梁的吊点预留孔、底部对拉螺栓预留孔。在底模两端的预制梁吊点处预留30cm宽槽口，安放2cm厚活动钢板便于箱梁吊装。e.底盘混凝土浇注，将砼标号为C25、厚度为20cm的底盘砼振捣密实，确保两侧线型直顺、顶面标高和预拱度符合要求、边、棱角顺直，并洒水养生，确保其强度的增长。并按设计预留联端梁底预埋钢板和连接端楔块凹槽。f.底盘混凝土浇筑完成有了一定的强度后，表面用磨光机磨平，铺厚5mm的冷轧钢板作面板锚固在砼底盘上（铺前钻孔，使其安放在底盘上的膨胀螺栓上，然后在该孔处将膨胀螺栓和钢板焊接固定）。相邻钢面板块间的缝隙采用焊接处理，焊毕用磨光机磨平。钢板的侧面应打磨直顺成一条线，不得有侧向弯曲。钢板铺完后打磨平焊点部位的焊渣，并对其表面除锈、去污，刷脱模剂覆盖待用。底盘构造示意图：立面图30505010+30×100+10（对拉孔间距，从中心往两端布设）501.7（反拱值）204025基础，15cm厚C25砼。200200Ø5cm对拉螺栓孔、中心距顶面10.5cm。底盘，20cm厚C30砼。内部预埋钢筋与钢板焊接。5mm厚钢板面板，下部纵向两侧设50mm×35mm的槽钢。开挖后砾石地基。平面图31203050502850504090402020200兜底吊点预留槽，宽20厘米。200说明：1、本图未按固定比例绘制，仅为示意。尺寸单位均以厘米计。2、本图只示出1个底盘的构造。每2个底盘之间的间距按4.4米设置。2、外模2.1侧模采用定型钢模板，由专业生产厂家设计、加工制作。设3套侧模，侧模设计时，按箱梁节间长度设计，分标准节和异型节（包括边梁两端异型节及中梁两端异型节），侧模采用上下口对拉的方式进行加固。设计面板为5mm厚钢板，背肋为8#槽钢，支架为10#槽钢，M24对拉螺栓。2.2翼缘板侧模采用钢板，由同一生产厂家加工、制作。2.3堵头模板（即端模），中跨的中梁、内边梁、外边梁和边跨的中梁、内边梁、外边梁各2块；共计12块。也采用定型钢模板，由同一生产厂家设计、加工制作。面板为厚8mm钢板。3、内模3.1采用专业生产厂家制作的定型钢模板，设2套。为便于拆模，内模中间不设隔板节，采用内部支撑方式，转角和异型部分特制，用U型钢卡联接，每隔70cm设一道支撑骨架，支撑骨架与钢模间用搭扣螺栓联接。3.2内模分标准节（方便人工拆卸）和端部异型节。3.3内模在设计时，从分节和用料上主要考虑人工拆卸、移运和安装的方便，在保证不变形、不移位的情况下，应尽可能地以轻便为主。3.4内模的底面不设模板，以便下注混凝土和振捣施工。在设计时主要考虑采用内支撑进行加固。内模顶面设计有支撑架，上铺钢板作为面板；顶板每隔3m设置一0.3m×0.4m的槽口式开口，以下注底板混凝土；进行箱梁顶板混凝土浇筑时，将开口处封堵厚度为4mm、尺寸为0.3m×0.4m的封口钢板。4、龙门吊机(详见龙门吊机构造示意图)起吊箱梁采用两台各60t的大龙门吊机抬梁，大龙门吊机用贝雷梁片拼装而成。其构造包括：轨道、底部行走系统、竖向支撑腿、横梁、天车和起吊系统。4.1轨道a.轨道地基同箱梁地基，其上浇注20厘米厚的混凝土作为基础；基础上铺设片石或块石，厚55厘米，宽2.8米；上铺碎石垫层，厚20厘米。也可直接浇筑60厘米厚的混凝土作为轨道基础，上面直接放置道轨。b.道轨采用国标43轨道重40kg/m4.2底部行走系统每侧支腿行走轮设计为双轨8个轮，纵向间距为：1.3+4.7+1.3m。轮径大于Φ30cm即可。4.3竖向支撑腿由贝雷片竖向站立拼装而成，横向3片一组，共两组。每组内相邻两片贝雷采用标准小花架交错相连。两组贝雷支撑腿之间在内、外侧的中间部位采用自制的中花架连成一体；在两组（6片）贝雷竖向连接的间隙之间采用自制的大花架横向将6片贝雷连成整体。4.4横梁横梁由贝雷片纵向拼装而成，横向3片一组，共两组，横梁的连接同竖向支撑腿。主要考虑两组贝雷梁之间不走天车，故两排中间可以整体连接，整体性较好。4.5上行天车上行天车行走于横梁上的两道道轨上。在两组贝雷梁之间的顶部中间横向固定规格为15×20×243cm枕木，间距60cm/道；或间距为20--30cm/道的I10工字钢。再在其上铺设轨道。上行天车上每侧设2个行走轮，共4个轮。采用两台5吨（单根钢丝绳的使用拉力，即卷扬机的额定牵引力）的卷扬机提升、牵引。根据现场龙门起吊箱梁的高度和钢丝绳的缠绕根数确定钢丝绳长约90米（龙门吊机按9米高度考虑），若卷扬机的转盘挡板不够高，可适当加高。钢丝绳采用Φ21.5mm（7分绳），在安全系数K=5的情况下容许拉力为41.7KN。4.6起吊系统a.定滑轮，采用H50×5D型（即额定负荷500KN五轮闭口吊环型）起重滑车。b.动滑轮，亦采用H50×5D型（即额定负荷500KN五轮闭口吊环型）起重滑车。c.起吊采用Φ21.5mm（7分绳）钢丝绳，上下缠绕5圈，即10根（中间截断面），每根绳的容许起吊拉力为41.7KN（4.17t），共41.7t，大于最重箱梁1/2重量34.4t，满足承载力要求。d.吊梁扁担，用双肢I40工字钢。e.兜底吊梁钢丝绳，采用单根Φ52mm钢丝绳，其在安全系数K=5的情况下，每根的容许拉力为230.4KN。由于兜底吊，则两根的容许拉力之和为460.8KN（即46.08t），大于最重箱梁1/2重量34.4t，满足承载力要求。4.7大龙门吊机用途：主要用于支立及拆除箱梁模板、浇注箱梁砼、起吊、移运箱梁及辅助进行其它吊运。使用前应进行试吊，并检查各部位情况。净24m1.5m上行天车贝雷（3m×2m）外斜撑2m内斜撑龙门横梁下加强弦杆9m竖向支撑腿贝雷（3m×1.5m）行走轮箱0.2m道轨1m地基混凝土基础(0.15m)箱梁底盘4.4m×41.4m24m1.4m龙门吊机构造示意图(立面图)4.8龙门吊的强度、挠度验算a、龙门吊的主要参数：龙门横梁承受的荷载：箱梁最大自重的1/2约44t，滑轮和钢丝绳重约1t，合重45t，按1.3的系数为45×1.3=58.5t。龙门吊的吊重按60t设置。吊重W1=60t，跨度L=22.5m，高度H=9m，天车重W2=5t。由6组贝雷片加上下加强弦杆。b、国产贝雷力学性质（高×长=150cm×300cm）容许拉应力σ弦杆截面积F桁片惯矩Ix桁片断面积W0桁片允许弯矩M0弦杆纵向允许受压荷载273N/mm225.48cm2250500cm43570cm3975KN.M663KN砼基础砼基础c、横梁强度验算：(1)静荷载：横梁由7片贝雷片上下加加强弦杆组成6组，贝雷片自重：G1=275Kg/片；加强弦杆自重：G2=80Kg/片；插销和支撑架的自重（对应贝雷片）：G3=25Kg/片；这样横梁自重G=（G1+G2×2+G3）×6×7=19320Kg。横梁的静荷载为横梁的自重，可视为均布荷载q=（G÷1000）×10KN/22.5m=8.6KN/m；故Mmax静=ql2/8=8.6×22.52÷8=544.2KN•mQmax静=ql/2=8.6×22.5/2=96.8KN(2)动荷载：动荷载系数K动=1.3；（《基础工程》）工作荷载P=K动（W1+W2）=1.3×(600+50)=845KN。故Mmax动=PL/4=845×22.5/4=4753KN•mQmax动=P=845KN(3)、总荷载：Mmax=Mmax静+Mmax动=5297KN•mQmax=Qmax静+Qmax动=942KN(4)、容许强度：[M加强]=σW加强=273N/mm2×25.48cm2×2×150cm×6×0.9=11269KN•m；(5)、验算结果：k=[M加强]/Mmax=11269/5297=2.1故满足要求。d、挠度验算：横梁采用6组单层贝雷片上下加强的组装形式，其强性模量：E=2.1×107N•cm2惯性矩：I=3464606.4cm4⑴均布恒载最大挠度:f1max=5ql4/384EI=5×8.6×10×(2250)4/(384×2.1×107×3464606.4)=0.4cm⑵集中荷载最大挠度：f2max=PL3/（48EJ）=94500×22503/（48×2.1×106×3464606.4）=3.1cm⑶由销孔间隙引起的挠度f3max：销孔间隙△L=0.159cm，节数n=7，桁高h=150cm，跨长L=22.5mφ=2n△L/h=0.0148radφ