现浇箱梁满堂支架施工

现浇箱梁满堂支架施工方案一、概述1、工程概况绍兴至诸暨高速公路SZTJ03合同段位于浙江省绍兴市境内，路线跨越绍兴县富盛镇和越城区皋埠镇。起止里程桩号为K8+000～K17+000，全长9.000公里。本标段现浇箱梁共三联，分别为：（1）A匝道桥第二联采用预应力砼现浇连续箱梁（30+40+30m），箱梁顶板宽15m，底板宽11.5m，梁高2.3m，顶、底板厚均为0.25m,腹板厚0.5m，两侧翼缘板悬臂长度均为1.75m，桥面横坡为2%，桥面横坡由梁底垫石变高度使梁体整体旋转而形成，箱梁横断面与梁高均保持不变。箱梁预应力筋采用标准强度fpk=1860Mpa的高强低松驰钢绞线，顶底板及腹板为15φs15.2mm的预应力束，共26束；中横梁为12φs15.2mm的预应力束，每道梁9束。该联现浇箱梁共有砼1250m3，钢筋230吨，钢绞线45.5吨；（2）A匝道桥第三联采用普通钢筋砼连续箱梁(3×20m)，全幅桥面宽15～15.96m，单幅桥面宽7～7.49m，左右幅之间以1m宽的后浇湿接缝联接，单幅底板宽4.25m，梁高1.4m，顶板厚0.25m，底板厚0.22m,腹板厚0.4m，翼缘板最大悬臂长度1.75m，桥面横坡2%～5.3%，桥面横坡由梁底垫石变高度使梁体整体旋转而形成，箱梁梁高保持不变；该联现浇箱梁共有砼520m3，钢筋197.0吨。（3）吼山分离桥上跨绍诸高速公路部分采用（30+40+30m）预应力砼现浇连续箱梁，箱梁顶板宽11.5m，底板宽8.0m，梁高2.3m，顶、底板厚均为0.25m,腹板厚0.5m，两侧翼缘板悬臂长度均为1.75m，桥面横坡为2%，桥面横坡由梁底垫石变高度使梁体整体旋转而形成，箱梁横断面与梁高均保持不变。箱梁预应力筋采用标准强度fpk=1860Mpa的高强低松驰钢绞线，顶底板及腹板为12φs15.2mm一束，共26束。该联现浇箱梁共有砼1060m3，钢筋183.4吨，钢绞线35.2吨；2、施工方法简介上述三联现浇箱梁，桥位区均为农田或耕地，地质条件较差。施工前必须先将桥位地基处理好后，再采用扣件式满堂脚手架整体现浇施工工艺进行施工，箱梁底模及外侧模采用18mm厚竹胶板，内模采用12mm厚胶合板制作而成。总体施工工艺流程图如下：3、施工工艺流程图预应力筋张拉、孔道压浆浇注顶板砼拆除箱梁底模及支架养护地基处理搭设支架安装箱梁底模支架预压调整底模标高施工放样绑扎底、腹板钢筋，安装波纹管管安装箱梁外侧模安装箱梁内侧模浇筑底板、腹板砼安装顶板底模绑扎顶板钢筋及护栏、伸缩缝预埋钢筋支架放样沉降观测卸载拆内模，浇注施工人通二、地基处理及满堂支架搭设和预压1、地基处理因本标段的A匝道桥和吼山分离桥为跨线桥，其跨越绍诸高速主线部分和其余现浇段的地基处理将采用不同的方式。主跨部分的地基因在路基填筑前已事先进行了软基处理，待填至距路基设计顶面标高1m左右时停止填筑，经整平碾压密实后填筑一层5cm厚的碎石（粒径5～16mm）找平，然后浇筑一层10cm厚的C25砼作为支架的基础。对于其它段落先用推土机将表层耕植土、有机土清除，将原地面整平压实后，在其上填筑一层50cm厚的清宕渣，用大吨位压路机振动压实，碾压过程如发现弹簧或挤土现象则及时清除并用片块石进行换填，然后再填筑一层20cm厚的级配较好的宕渣，经压实后在其上浇筑15cm厚C25砼作为支架基础；如遇淤泥、软土等软弱地基时，将采用换填或打木桩的方法先对软基进行处理，然后在进行上述地基的硬化处理。整段地基的处理宽度比桥面总宽度每侧各宽出1m，为避免地基受水浸泡，在基础两侧开挖30×30cm的排水沟，排水沟应保证排水顺畅，并与附近的排水沟、渠贯通，以利于水流及时排出。2、支架搭设在地基处理好后，按照箱梁的轮廓线逐条放出箱梁的翼板、底板边线，然后按照此线形进行支架的搭设。支架采用“扣件”式满堂脚手架，其结构形式如下：纵桥向立杆间距为90cm，横桥向立杆间距除箱梁腹板及中、端横梁所对应的位置间距按45cm布置外，其余均按90cm间距布置（详见《现浇箱梁支架布置图》），在高度方向每间隔1.2m设置一排纵、横向联接钢管，使所有立杆联成整体，为确保支架的整体稳定性，纵、横向立杆每间隔三排各设置一道剪刀撑。支架顶面高度一般控制在底板以下30～50cm的范围内，然后在钢管上口安装可调节顶托，可调顶托的调节范围为0～30cm，其主要作用是调整底板标高和便于拆除底模。钢管支架搭设好后，在可调节顶托上铺设10×15cm木方，箱体底板部分木方按横桥向布置，木方长4m，间距为0.9m（在中、端横梁位置间距为0.45cm），翼缘板部分木方按纵桥向布置，木方长4m，间距0.9m；然后在10×15cm的木方上面铺设10X10cm的木方，两层木方用铁钉固定，木方铺设间距为：在箱梁腹板所对应的位置按20cm布置，底板其余位置按30cm布置。最后在上面铺设18mm厚竹胶板作为箱梁底模。3、支架预压底模安装完成后，要对支架进行压预。支架预压的目的：（1）检查支架的安全性，确保施工安全。（2）消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。预压荷载为箱梁单位面积最大重量的1.1倍。本方案采用砂袋加水分段预压法进行预压：施工前，预先将砂袋装好。每一段预压长度根据桥的单跨长度来控制，本标段A匝道桥第二联和吼山分离桥现浇段配跨为30+40+30m，故其预压长度分别为30m、40m、30m，A匝道桥第三联每20m为一预压段。根据箱梁横截面特性，A匝道桥第二联和吼山分离桥现浇段在箱梁腹板对应位置堆载1.5m宽、2.3m高的砂袋，在箱梁中、端横梁对应位置堆载3m宽、2.5m高的砂袋，然后在砂袋所围成的箱内铺上不透水油布用水泵加水进行预压，水位高2m。A匝道桥第三联在箱梁腹板对应位置堆载1.2m宽、1.8m高的砂袋，在箱梁中、端横梁对应位置堆载3m宽、1.8m高的砂袋，然后在砂袋所围成的箱内铺上不透水油布用水泵加水进行预压，水位高1.7m。在两侧翼缘板所对应的位置，直接用砂袋进行堆载预压，高度从0.8～0.3m由根部至边缘渐变加载。为了解支架沉降情况，在预压之前测出各测量控制点高程，测量控制点按顺桥向每5米布置一排，每排4个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点高程，加载100%预压荷载并持荷24小时后再次复测各控制点高程，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水；否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水时通过水管将水排至水沟中或桥位区外，以免影响处理好的地基承载力，卸水完成后将砂袋移至下一跨。卸水完成后，要再次复测各控制点高程，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸水后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。预压完成后根据预压成果通过可调节顶托调整底板的标高。4、支架受力验算①、底模板下次梁（10×10cm木方）验算：底模下脚手管立杆的纵桥向间距为0.9m，横桥向间距根据箱梁对应位置分别设为0.45m和0.9m，顶托上10×15cm木方横梁按横桥向布置，间距90cm；10×10cm木方次梁按纵桥向布置，间距为30cm和20cm。因此计算跨径为0.9m，按简支梁受力考虑，分别验算腹板对应位置和底板中间位置的刚度、挠度：a、腹板对应位置间距为20cm的木方受力验算底模处砼箱梁荷载：P1=2.3×25=57.5kN/m2（按2.3m砼厚度计算）模板荷载：P2=200kg/m2=2.0kN/m2设备及人工荷载：P3=250kg/m2=2.5kN/m2砼浇注冲击及振捣荷载：P4=200kg/m2=2.0kN/m2则有P=（P1+P2+P3+P4）=64.0kN/m2W=bh2/6=10×10×10/6=166.7cm3由梁正应力计算公式得：σ=qL2/8W=（64×0.2）×1000×0.9×0.9/（8×166.7×10-6）=7.78Mpa＜[σ]=10Mpa强度满足要求；由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：τ=3Q/2A=3×（64×0.2）×103×（0.9/2）/(2×10×10×10-4)=0.86Mpa＜[τ]=2Mpa（参考一般木质）强度满足要求；由矩形简支梁挠度计算公式得：弹性模量E=1.0×104Mpa；I=bh3/12=833.3cm4fmax=5qL4/384EI=5×(64×0.2)×103×0.94/(384×833.3×10-8×1.0×1010)=1.312×10-3m=1.312mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400）刚度满足要求。b、底板下间距为30cm的木方受力验算中间底板位置砼厚度在0.25～0.5m之间，按0.5m进行受力验算，考虑内模支撑和内模模板自重，木方间距0.30m，则有：底模处砼箱梁荷载：P1=0.5×25=12.5kN/m2内模支撑和模板荷载：P2=200kg/m2=4.0kN/m2设备及人工荷载：P3=250kg/m2=2.5kN/m2砼浇注冲击及振捣荷载：P4=200kg/m2=2.0kN/m2则有P=（P1+P2+P3+P4）=21.0kN/m2q=21.0×0.30=6.3kN/m＜64×0.2=12.8kN/m表明底板下间距为0.30m的木方受的力比腹板对应位置间距为0.20m的木方所受的力要小，所以底板下间距为0.30m的木方受力安全。以上各数据均未考虑模板强度影响，若考虑模板刚度作用和3跨连续梁，则以上各个实际值应小于此计算值。②、底模下主横梁（10×15cm木方）验算：脚手管立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.45m，10×15cm木方主横梁按横桥向布置，间距0.9m。因此计算跨径为0.9m和0.45m，为简化计算，按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，计算结果偏于安全，仅验算腹板对应位置即可：平均荷载大小为q=64×0.9=57.6kN/mW=bh2/6=10×15×15/6=375cm3I=bh3/12=10×153/12=2812.5cm4；跨内最大弯矩为：Mmax=ql2/8=57.6×0.45×0.45/8=1.458kN.m由梁正应力计算公式得：σw=Mmax/W=1.458×106/(375×103)=3.888Mpa＜[σw]=10Mpa满足要求；挠度计算按简支梁考虑，得：弹性模量E=1.0×104Mpa；fmax=5qL4/384EI=5×57.6×103×0.454×109/(384×1.0×104×2812.5×104)=0.109mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400）刚度满足要求。③、立杆强度验算：脚手管（φ48×3.5）立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.45m，因此单根立杆承受区域即为底板0.9m×0.9m或0.45m×0.45m箱梁均布荷载，由10×15cm木方主横梁集中传至杆顶。根据受力分析,不难发现腹板对应的间距为0.45m×0.9m立杆受力比其余位置间距为0.9m×0.9m的立杆受力大，故以腹板下的间距为0.45m×0.9m立杆作为受力验算杆件。则有P=64.0kN/m2由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=l/i=1200/15.78=76，查表可得φ=0.744，则有：[N]=φA[σ]=0.744×489×215=78.22kN而Nmax=P×A=64×0.45×0.9=25.92kN，可见[N]＞Nmax，抗压强度满足要求。另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度9.0m计算）△L=NL/EA=25.92×103×9.0×103/2.1×105×4.89×102=3.171mm压缩变形很小箱梁混凝土1250m3，自重约3125吨，按上述间距布置支架，则每联箱梁下共有2398根立杆，可承受7913吨荷载（每根杆约可承受33kN），比值为7913/3125=2.53，完全满足施工要求。经计算，本支架其余杆件受力均能满足规范要求，本处计算过程从略。④、地基容许承载力验算：根据地质资料可知