互通式立交桥现浇箱梁专项安全方案

岩土仪器2019-11-07 16:46:17



土工仪器、公路仪器、勘测仪器专业供应商!
电子天平、密度计、密封件、不锈钢索具等等
联系电话:18052513651 陈经理
微信:syyqxs
QQ:1262368896

互通式立交桥现浇箱梁专项安全



互通式立交桥现浇箱梁专项方案

一、工程概况:

渝昆高速是属国家高速公路网 (编号G85),是云南省主要高速公路网之一,本合同段是云南省境内待补至功山段第八合同段。

1、蒲草塘互通立交桥为本合同段主线桥,起止桩号为:K54+338.5 -K54+401.5,全长63米。本桥分为左右幅,共有三孔,桥跨布置为 (17+23+17)m,桥宽左幅12.25m、右幅18.22~21.02 m。上部结构采用普通混凝土现浇箱梁;本桥平面分别位于平曲线上 JD1:R=11000.002m、的右转曲线上,纵面位于竖曲线上,竖曲线R=17000m、交角84°20’17” 右幅有减速车道并入主线,全幅位于渐变段 内。立交桥平面布置图1-1-1。

图1-1-1立交桥平面示意图





2、本桥左幅1-3跨,单幅桥面宽12m,底板宽7.5m,翼缘板宽2.25m,梁高1.4m,为单室二箱;右幅单幅桥面宽18m渐变为20.8m,底板宽13.17m渐变为16.27m,梁高1.4m, 为单室四箱。

3、本桥设计墩高8m。第1孔、第3孔单跨17m、第2孔单跨23m本桥位处在D匝道开挖段上,现浇箱梁施工采用钢管式立柱支墩贝雷梁支架方式。

二、编制依据

1、国家高速公路网G85渝昆高速待补至功山段高速公路第八合同段蒲 草塘段《两阶段施工图设计》;

2、国家高速公路网G85渝昆高速待补至功山段《控制复测报告》;

3、《中华人民共和国交通输部文件》交公路发【2012】787号;

4、招标文件及补充资料和与业主鉴定的施工合同;

5、中华人民共和国行业标准《公路桥涵地基基础设计规范》(JTG

D63- 2007);

6、中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011);

7、中华人民共和国行业标准《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012);

8、中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004);

9、中华人民共和国建设部《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)

10、中华人民共和国建设部《建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)

11、中华人民共和国建设部《建筑竹胶合模板技术规程》(JGT3026-95)

12、中华人民共和国建设部《钢管支架预压技术规程》(JGJT 194-2009 )

13、中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》(JTG

F80/1-2004);

14、中华人民共和国和交通部颁布的现行有关试验、施工、验收规范、 规则和标准,安全法规、文明施工条例;

15、《安全生产法规文件汇编》;

16、《公路工程施工安全技术规范》(JTJ076-95);

17、我公司拥有的科技成果、机械机具设备、技术装备以及多 年积累的类似工程施工经验;

18、现场考察的具体情况及资料。

三、施工计划:

1、进度计划:

根据本合同段总体施工进度计划,以保证安全为前提,通过严谨的技术保障措施,本桥上部结构计划工期为4.5个月,即从2014年2月中旬~2014年6月底,力争提前完成。现浇连续箱梁是本工程的重点;上跨D匝道。箱梁施工拟从左幅3#台向左幅0#台方向一次性浇筑完成。

施工进度计划的安排依据如下思路进行:2014年2月中旬~2014年3月中旬完成贝雷梁支架;2014年3月中旬~2014年4月完成模板安装;2014年4月下旬~2014年5月中旬完成箱梁钢筋安装;2014年5月底完成现浇箱梁的施工;2014年6月~2014年6月底完成护栏和桥面铺装的施工。施工采取“平行施工,流水作业”的总体方案,密切配合,力争缩短工期。施工安排:现浇箱梁施工由2014年2月中旬开始正式施工,6月底施工完毕。期为134天。

2、施工安排:蒲草塘互通立交桥投入一个施工队,开展两个工作面,左右幅同时进行。

(1)蒲草塘互通立交桥第1、2、3孔

计划在2014年2月份中旬开始施工,6月底结束,共计134天。

具体开工时间以监理批复时间为准。

表1-2-1 蒲草塘互通立交桥左、右幅第一、二、三孔施工进度计划表

序号

施工项目

工期(天)

1

蒲草塘互通立交桥左、右幅第一、二、三孔


2

贝雷梁架搭设

7

3

支架预压

21

4

钢筋制作与安装

28

5

安装模板

29

6

浇筑底板、腹板混凝土

2

7

安装顶板内模

5

8

安装顶板钢筋

4

9

浇筑顶板混凝土

5

10

养护

10

11

拆除支架

3

12

桥面铺装

4

13

防护工程

15

14

合计

134

四、施工准备

1、技术准备

(1)测量:再次复测全桥水准点和导线点,防止水准点和导线点发生沉降或偏移造成上部结构施工产生放样错误;

(2)熟悉图纸:对设计图纸中的上部结构箱梁钢筋绑扎和预埋位置再次进行仔细计算和复核;复核设计图纸中各支座高和坐标;测量控制点按顺桥向布置,位置分别为0L、1/4L、1/2L、3/4L、L,处单幅左、中、右各三点座标和高程,以便于贝雷梁支架和模板平面、横坡的控制。

2、人员准备

(1)投入上部结构的施工队伍具有娴熟、丰富的施工经验,并在施工队伍中组建各工种齐备的班组:木工班、钢筋安装班、起重班、架子班、混凝土浇筑及养护班、专职安全员等,以便于从上到下,实行统一管理。管理人员和技术人员由我项目经理部抽调具备较强工作能力和丰富经验的技术人员负责施工,项目部设立专职安全人员。现场具体分工如下所述:

(2)混凝土班由施工队现场负责人负责,全权负责混凝土需求量、浇筑、协调等工作;起重班全权负责起重机吊装钢筋、模板、协调等工作;木工班全权负责模板安装及拆除;架子班全权负责支架安装、拆除、协调等工作;混凝土运输队由拌合站负责,主要负责混凝土罐车的组织、运输、协调等工作;混凝土养护班全权负责混凝土养护等工作;安全部全权负责施工现场的安全检查工作。以上各班及人员必须各尽其能、各司其职。

表2-3-2 蒲草塘互通立交桥劳动力投入情况表

序号

工种

计划人数

1

项目经理部:管理人员

2

2

项目经理部:专职安全员

1

3

施工队:支架工

15

4

施工队:焊工(特种工)

4

5

施工队:电工(特种工)

1

6

施工队:混凝土工

12

7

施工队:起重工(特种工)

2

8

施工队:钢筋工

20

9

施工队:模板工

13

10

施工队:普工

10

合计

80


表3-3-3 蒲草塘互通立交桥搭设支架所需材料表

名称

规格

数量

单位

数量

单位

工字钢

I40b×120cm

28

24.8

I14a

192

38.9

贝雷梁支架

150×300cm

612

片套

165.3

螺旋钢管

600×12mm

73

76

槽钢

[14b

40

8

板木

3500×300×50mm

140

7.35

m3

方木

10×12cm

900

43.2

m3

条木

10×8cm

360

12

m3

竹胶板

122×244×1.2cm

816

2429

m2

五、施工顺序及步骤

1、施工顺序

严格按照施工图设计蒲草塘互通立交桥施工工艺流程框图2-4-2。

现浇箱梁施工序进行。

2、施工步骤

首先压实桥位地面、浇C25混凝土基础,待养护期后贝雷梁架设支架第一、二、三两孔,按照以下步骤实施:

1)、实施施工便道

(1)完成C匝道和L连接线的开挖工作、接通至弃土场施工便道;

(2)A匝道从起点实施到A、D、C、L,匝道线结合部后,施工D匝道至3号桥台为浇筑箱梁做准备;

(3)开挖好D匝道后,施工蒲草塘互通立交桥基础和下部结构;

(4)待下部结构养护期到后,施工上部结构现浇箱梁。

图2-4-2立交区平面示意图







2)、支架搭设

(1)箱梁支架采用门架式支撑体系,支撑材料采用 “贝雷梁”和钢管式立柱。箱梁采用上承式模板支撑法施工。

(2)支架在安装的同时即将支架底的防护板安装到位,防护板采用5cm厚木板,以保证施工期间无落物确保安全。

(3)支撑梁搭设安装前先将临时基础施工完毕,钢管立柱安装完成。准备就绪吊装支架纵梁,吊装时派专人指挥,安全员做好现场吊装安全指导工作。


3)施工箱梁

箱梁施工中的模板铺设、钢筋安装均考虑从D匝道路基将材料吊装到跨线梁的边端,上面人工搬运到所需部位,混凝土浇筑采用混凝土汽车输送泵来完成。

4)拆除支架

采取人工落架吊车拆除的方法。拆除时现场配备足够的运输车,随拆随装随走。

六、支架设计方案

1、蒲草塘互通立交桥跨D匝道,D匝道开挖后第一孔和第三孔处在边坡上,根据设计1、2、3孔现浇箱梁根据设计浇筑。

2、根据设计结合现场情况采用钢管式立柱支墩贝雷梁支撑架施工,第二孔设置中间端支撑。

3、钢管立柱下面采用混凝土基础。混凝土基础与钢管立柱、钢管柱与横向工字钢、横向工字钢与纵向贝雷梁连接,均采用螺杆、U形扣连接或焊接。

4、两侧翼板下碗扣钢管支架底部纵向铺设 [14槽钢,在其上铺50mm板作为安全防护板以防物品下落。

图3-5-3现浇箱梁安全工作平台示意图






图4-5-4现浇箱梁贝雷架平面示意图


5-5-5现浇箱梁贝雷架立面示意图






七、支架施工工艺

1、贝雷梁支撑架:

混凝土基础尺寸靠0#台、1#墩和2#墩侧以及中央处、3#台的钢管支墩下面,用C25钢筋混凝土作条形基础,长14m×宽1.2m×厚1.0m。根据实际地形,基础内安装钢筋,主筋为Φ20,间距20cm;箍筋Φ12,间距20cm。基础下面,经处理后,地基承载力应不小于350KPa。
钢筋混凝土基础顶上预埋600mm×600mm×20mm钢板作为法兰盘,预设螺杆便于基础与钢管柱连接。每根钢管柱上、下面焊接600mm×600mm×20mm钢板作为法兰盘,便于与基础和工字钢横梁连接。





2、钢管柱支墩


钢管柱采用Φ600mm×12mm钢管,共6排间,钢管柱横向间距中对中为236cm,则:左幅每排5根、右幅每排10~11根,共需要73根。

3、支架横梁

每排钢管柱上面设置2根Ⅰ40b工字钢横梁,每根横梁长度左幅12m,先在地面将两根工字钢并排焊接成型,然后吊上钢管柱顶再焊接。

4、支架纵梁

工字钢横梁顶设置贝雷梁纵梁,贝雷片每一节长度为3m,梁高1.5m。每排贝雷片纵梁长度第一、三孔14.8m、第二孔21m。贝雷梁布置:箱梁底每排间距70cm,翼板底间距80cm、每两排为组、组间距50~60cm。

每排钢管柱之间,用6cm的角钢作剪刀撑(横向联系)并焊接。贝雷梁与横梁用U形扣连接,便于拆卸。

5、箱梁底模

在贝雷梁上先铺横向Ⅰ14b工字钢中对中间距60cm ,再在工字钢铺设12×10×400cm纵向方木中对中间距30cm,箱梁底模直接在上铺设(2.44×1.22×0.012竹胶板),底模板用铁钉钉在方木上,防止移动。








6、两侧翼板上支架搭设施工顺序

两侧翼板的模板,在方木上铺设[14槽钢间距60cm,槽钢的腹板上置碗扣钢管支架,碗扣钢管支架顶托上设两道Ⅰ14b纵向工字钢、工字钢布置12×10 cm横向方木分配梁(中对中间距30cm)。


在方木分配梁顶上,设置竹胶板箱梁翼缘板。竹胶板底模板通过铁钉与方木分配梁连接,板缝采用双面胶填缝料填塞。










预压:

支架搭设完毕后,对支架进行加载预压,以检查支架的承受能力和稳定性,减少和消除支架的非弹性变形和地基的不均匀沉降,从而确保箱梁混凝土成形后的外观及质量,延长使用寿命。

加载预压测量观测极其重要,必须每日认真、真实做好记录,认真观测加载前后沉降量和其它特殊变形及位移,为箱梁模板的制作提供真实、可靠的高程及位移数据。加载前在箱梁底模上布置测量控制点,按顺桥向布置分别为0L、1/4L、1/2L、3/4L、L断面布设观测点,左、中、右,根据观测点进行观测。

预压加载最大荷载为1.3倍加载:(按浇筑钢筋混凝土自重、施工人员、施工机具、泵送浇筑混凝土冲击系数)计算。

取设计荷载的1.3倍集中作用于箱梁主体部位(不包括翼椽板及腹板投影部分)。采取一次加载, 一次卸载的方法进行预压。为了充分利用材料,利用口袋装碎石进行预压。

预压逐级进行,分三级60%、100%、130%为宜,每级加载后持荷不少于30分钟,每级观测;全部加载结束后,随时观测,确保真实反映支架变形情况,及时跟踪观测变形值。

预压期视支架变形稳定及地基的沉降稳定日期而定。地基支架稳定后,卸载前测量高程,以后将此高程同卸载后高程进行比较即为回弹变形值。卸荷应分层均匀卸载,杜绝一边先卸,以防颠覆。

根据加载预压观测结果确定地基承受力是否满足要求,设置适宜的预拱度,及时调节支架顶面高程,满足箱梁施工要求,按设计高程加理论计算挠度和加实测弹性变形值的总和来调节底模标高。

八、模板安装

1、箱梁底模和侧模均采用大块竹胶板模板组合而成,梁体内箱两头内模采用层板拼装组合而成。

2、箱梁底模和侧模拼装时,板面之间填塞双面胶带两边挤紧,以防漏浆。内模应消除错台,表面覆盖塑料膜,防止漏浆。内箱顶板每箱室预留二个60×110cm孔洞,以便以后拆除内模。





3、模板安装时各部位尺寸要符合设计规范要求,边线要顺直,线型要美观。

4、模板要测准标高,根据设计纵坡和横坡值施工预拱度,计算控制点处的标高值,控制点的位置和数量与预压观测点的位置和数量相同。

5、对桥梁线型美观起决定作用的是腹板外模,易发生涨模、漏浆等常见现象,施工中要注重底部棱角加固。底部棱角加固一般采用如下方法:现浇箱梁的底模在高程控制下安装好后,利用坐标放出箱梁腹板控制点;先在各控制点处钉小铁钉持线,调顺线型,弹上墨线,在线外留模板厚位置处用铁钉钉一通长方木(12×10cm)然后支立模板。

图 翼缘板模板安装图







九、钢筋制安

预压结束后,拆卸预压物、清理模板表面脏物、涂润滑脱模剂、测量放样、安装肋墙外模,完成外模安装后,开始钢筋施工。钢筋在加工厂加工成型,用汽车吊吊到具体部位。

钢筋按设计图纸和规范要求进行绑扎安装。钢筋品种、规格、数量、形状、位置、间距、接头等均应符合设计图纸和施工规范的要求。钢筋绑扎时,应严格控制钢筋间距,用尺和石笔在钢筋上标出钢筋绑扎位置后再绑扎,做到钢筋横平竖直。

腹板、肋墙钢筋。安装内模,安装对拉螺杆、背枋等,将模板固定紧密。并通过斜撑等调节和固定模板线形。






十、混凝土施工

钢筋模板安装完成,检查合格后即可浇筑混凝土。混凝土采用混凝土运输车从搅拌站运输到现场,汽车泵泵送入模,用插入式振捣器振捣。

混凝土浇筑顺序为:箱梁竖向底板、腹板一次浇注完成后,安装顶模及顶板钢筋,浇筑第2次混凝土。纵向逐孔分段浇筑由低坡向高坡处推进浇注,最后浇筑墩顶两侧各3米左右范围内梁段及横隔梁,接触面按施工缝进行处理。底板一次性浇筑到位。腹板浇筑采用斜向分层、一次性浇筑到位的方式进行。

为了保证底板与腹板之间混凝土的联结,浇筑过程中,底板与腹板的浇筑距离控制在2m左右。底板混凝土主要从腹模内斜插振捣灌入,为避免导角部位出现空洞,内模底导角模板,每隔1m留一30 cm ×30 cm 洞孔排气,同时作为底板混凝土的补充输入口。该处底板浇注完成,且确保混凝土无空洞后,将模板的洞口盖严,继续浇注其他部位的混凝土。

第1 次混凝土浇注完成并凝固后,拆除箱室内的腹模和导角模板,安装箱梁的支架和内顶模,在第2次浇注前,应检查支架有无收缩和下沉,并均匀打紧各楔块,以保证最小的压缩和沉降。第1 次混凝土完成与第2 次混凝土开始的时间间隔不小于24h。但也不要间隔时间过长。

每个箱室内顶模采用钢管架支撑,顶模中间预留110cm×60cm 的窗孔,方便人员下到箱室内操作。模板支架安装牢固,钢筋全部绑扎准确后,开始浇筑顶板混凝土。

箱梁浇筑完工后,人员从预留窗孔内进绑出,将箱室内的模板支架全部清理干净。然后将窗孔周边的混凝土凿毛,将预留钢筋调直,采用条焊将钢筋接通,钢筋安装准确,模板安装牢固后,浇筑窗口混凝土,使梁形成整体。箱梁的每个箱室内在中间和两头各安装一个不大于10cm的胶管作通风孔。箱梁的顶、底板上要预留好拆除支架所须的锚孔。




十一、支架拆除

支架与箱梁混凝土之间有很大的挤压力,拆除支架时,要先卸中间,再分别逐渐向两头推进,避免因突然卸载,导致梁体应力集中而出现损害。拆除支架要自上而下,通过梁体预先留好的吊孔逐步进行。

桥面系施工

十二、护栏:

箱梁混凝土浇筑结束后,绑扎护栏钢筋、立护栏模板,泵送混凝土浇筑;护栏模板采用定型钢模,泄水管预留孔道,注意曲线线型美观及表面光洁。

十三、桥面铺装:

桥面铺装层施工拟采取整幅混凝土一次成型方案,施工前沿护栏内侧边缘做振动梁轨道,轨道平整度和高程是决定后期整个铺装层质量的关键。铺装施工所用的振动梁长度根据一次性浇筑桥宽在现场加工,并根据计算预设拱度,确保振动梁竖立后主梁水平。铺装层施工前对新老混凝土接合面进行凿毛处理,用高压水力把整个桥面清洗干净,严防板顶滞带油腻。确保新老混凝土更好的结合。桥面清洗干净后,铺设防水层材料,然后再铺钢筋网。混凝土浇筑前应对桥面洒水润湿,但水不宜过多。由于铺装层厚度较薄,冬季施工散热快,容易冻坏,夏季施工散水快,容易开开裂,故施工计划中,铺装层施工应尽量避免在冬季和夏季施工,特别是气温低于5度时应停止铺装层施工。若必须在夏季施工,应在一天中气温较低时进行施工。并做好混凝土养护处理,同时混凝土中应加适量的外加剂,确保夏季施工混凝土表面不开裂。

混凝土施工程序为混凝土入仓,人工平仓,振动梁振实和粗平、提浆,铝合金刮尺细平,混凝土初凝后用抹光机对混凝土面进行抹光,然后人工收光,上述各道工序全部结束后对混凝土面进行扫毛或压纹,并喷洒养护剂或覆盖塑料薄膜,及时洒水养护。

图5-12-6支架法现浇箱梁施工工艺流程框图




贝雷梁支架受力计算与预压

表4-12-4 贝雷片重量统计表

名称






单位

数量

单位

单位重量

总重量

贝雷片3m

612

kg

270

165240

加强炫杆3m

612

kg

80

48960

连接片450

588

kg

21

12348

连接片900

918

kg

42

38556

贝雷销

1468

kg

3

4404

加强玄杆螺栓

1530

kg

2

3060

桁架螺栓

796

kg

3

2388

支撑架螺栓

3672

kg

1

3672

φ600mm

438

Kg/m

174.012

76217

十四、支架总体布置

延D匝道顺向0号桥台、1号桥墩两侧、2号桥墩两侧、3号桥台各布置5根Φ600×12mm钢管柱。钢管柱采用C25钢筋混凝土基础,钢管柱顶部横向是双I40b工字钢做横梁,横梁上放置18排贝雷片做纵梁,每2排贝雷片两两组合形成1组,共计9组。贝雷片上横向布置I14b工字钢,纵向间距为60cm,利用I14b工字钢在翼板处加纵向[40槽钢搭设碗扣式脚手架。

钢管柱与横梁通过焊接固结联系、横梁与贝雷梁U型螺栓联系、I14b工字钢通过4道[14槽钢纵向通长点焊构成整体。在[14槽钢上铺设50板材,碗扣架立杆下旋底托对准[14槽钢搭设。

十五、支架传力途径及受力机理

贝雷梁柱式支架结构传力途径为:翼板模板→碗扣式支架→大梁底模板→12×10方木→U托→I14b工字钢小横梁→贝雷片纵梁→I40b工字钢大横梁→钢管立柱→混凝土基础→地基。

⑴横向小横梁(I14b工字钢)及贝雷梁的受力;小横梁的受力即是碗扣支架传来的竖向力。

小横梁是直接放置在贝雷梁上的,因此其承受的荷载将直接传递给贝雷梁,对于贝雷梁的加载,采用梁单元荷载形式,即将间距均匀的小横梁的受力折算为均布荷载,也就是将小横梁传递给贝雷梁的集中力除以小横梁的间距,就是贝雷梁的均布力。

⑵支墩大横梁(I40b工字钢)受力

贝雷梁是直接放置在钢管柱支墩大横梁上的,支墩横梁将作为连续梁承受8组贝雷梁传递下来的集中力。⑶临时支墩(钢管立柱)受力


临时支墩的受力就是支墩大横梁传递的集中荷载。
本桥箱梁为等截面箱梁,梁高1.4m,底板宽7.5m,顶板宽12m,顶板厚0.25m,底板厚0.25m,具体情况如下图所示。




左幅设计参数:

混凝土:449.00 m3;(恒载)

钢筋混凝土容重:28.142KN;(恒载)

混凝土冲击系数:1.1;(活载)

振捣混凝土产生的荷载:2.0KN/m2;(活载)

施工人员和施工机具行走荷载:2.0KN/m2;(活载)

跨径:17+23+17 m;

根据《建筑荷载设计规范》,均布荷载设计值=结构重要性系数×(恒载分项系数×恒载标准值+活载分项系数×活载标准值)。结构重要性系数取三级建筑:0.9,恒载分项系数为1.2,活载分项系数为1.4。

受力分析与计算

a.钢筋混凝土自重q1=1.1×28.142×449=13899.334KN(截面均布荷载)。

b.模板自重包括方木工字钢等取1.2KN/m2;

均布荷载q2=1.2×(12+1.4×2)×57=1012.32KN。

c.贝雷片每片每米取1.11KN/m(包括支撑架等附属物);

截面均布荷载q3=1.2×1.11×51×18=1222.776KN。

d.施工荷载取4.0KN/m2、顶板宽12m;

截面均布荷载q4=1.4×4.0×12×57=3830.40KN。

e.总荷载q=q1+q2+q3+q4=19964.83KN;

贝雷片所受荷载(含贝雷自重)=19964.83KN;

q=19964.83÷51=391.467KN。

荷载分布:

根据梁体设计图,钢筋混凝土荷载和其他荷载只计算人员、施工机具行走荷载、振捣混凝土产生的荷载、方木及模板荷载。可简化如下图布置模式:

0#台~1#墩、2#墩~3#台:贝雷跨径L=14.84m桥宽12m等截面标准现浇箱梁两边跨,均设两个支墩。两支墩贝雷纵梁计算跨度为11.64m。1#墩~2#墩:贝雷跨径L=21.4m桥宽12m等截面标准现浇箱梁两边跨,均设两个支墩。两支墩贝雷纵梁计算跨度为18.2m。

荷载组合

所以本次计算仅对18.2m的中跨进行计算及受力分析,如果能达到各设计规范要求,则两边跨一定能满足受力要求。

计算得出,每KN/m钢筋混凝土、施工人员及机具、形钢方木、碗扣脚手模板自重,混凝土浇筑时产生的冲击及振导力;为:

q=q1+q2+q4=18742.054÷(17+23+17)=328.810KN/m;

如下图:




竹胶板验算

箱梁采用贝雷梁支架现浇施工,考虑到底板是平面并且竹胶板重量轻,便于高处施工,所以箱梁地板采用竹胶板。由于箱梁横向的不均匀分布,所以计算时横向分为箱室部分、腹板部分,竹胶合模板的中间部分与横梁部分的挠度基本相同的原则计算。采用容许应力计算不考虑荷载分项系数,总体考虑1.3倍安全系数进行计算。

竹胶板容许应力及弹性模量

竹胶板:容重:γ=9.0KN/m3、 弯应力 [σw]=90.0MPa、 弹性模量:E=6.0×103 MPa

根据《路桥施工计算手册》和《建筑技术》查得,并综合考虑浸水时间,竹胶合模板的力学指标取下值:


竹胶合模板选用厚度(2.44×1.22×0.012)竹胶合模板的截面几何特性计算结果如下:

W=bh2/6=1220×122/6=29280mm3

I=bh3/12=1220×123/12=175680mm4

1)、单箱双室

竹胶合模板按照底部纵梁4×0.3米跨度的连续梁进行计算,

计算模式如下:





⑴、强度计算:

荷载组合采用

q=q1+q2+q4=18742.054÷(17+23+17)÷12×1.3=35.62KN/m2;

转化为横向的线荷载,按照底板竹胶合模板平均承载:

q=35.62×1=35.62KN/m2;

根据《路桥施工计算手册》查得:

Mmax=0.1×q×l2=0.1×35.62×0.32=0.32056KN.m

σmax=Mmax/W=0.32056÷29280=1.095Mpa<


满足要求

⑵、刚度验算:

荷载组合采用:


q1=13899.334KN;q1=13899.33÷57÷12=20.32KN/m2;

q2=1012.32KN;q1=1012.32÷57÷12=1.48KN/m2;

q=(q1+q2)×1.3=28.34KN/m2

转化为横向的线荷载,按照底板竹胶合模板平均承载:

q=28.34×1=28.34KN/m2


根据《路桥施工计算手册》查得:


fmax=0.677×ql4/(100EI)=0.677×28.34×3004÷(100×5000×175680)=1.769mm

fmax/L=1.769/4000=4.4225×10-4<1/400

满足要求

2)、腹板段

腹板部分竹胶合模板按照底部纵梁3×0.2米跨度的连续梁进行计算,计算模式如下:





(1)强度计算:

荷载组合采用

q1钢筋混凝土自重=28.142KN;

q2浇筑混凝土冲击系数=1.1KN

q3振捣混凝土产生的荷载:2.0KN/m2;

q4施工人员和施工机具行走荷载:2.0KN/m2;

q=(q1+q2+q3+q4)×1.3=43.215KN/m2

转化为横向的线荷载,按照底板竹胶合模板平均承载:

q=43.215×1=43.215KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得:

Mmax=0.1×q×l2=0.1×43.215×0.22=0.1729KN.m

σmax=Mmax/W=0.1729/54000=3.21Mpa<


满足要求

⑵、刚度验算:

荷载组合采用:


q=(q1+q4)×1.3=39.185KN/m2

转化为横向的线荷载,按照底板竹胶合模板平均承载:

q=39.185×1=39.185KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得:

fmax=0.677×ql4/(100EI)=0.677×39.185×2004/(100×5000×175680)=0.48mm

fmax/L=0.48/3000=0.2×10-4<1/400

满足要求

方木验算

竹胶板底部使用小方木作为纵肋把荷载传递给支架横梁,由于箱梁横向的不均匀

分布,所以小方木横向非等间距排列,计算时横向分为箱室部分、腹板部分。采用容许应力计算不考虑荷载分项系数,并且由于木材的非均匀性,所以总体考虑1.3倍安全系数进行计算。


根据《路桥施工计算手册》查得,木材的力学指标取下值

设计抗弯强度

顺纹抗剪强度


弹性模量

密度(新加工方木)8KN/m3


小方木选用截面12×10cm,截面几何特性计算结果如下:

W=bh2/6=120×1002/6=200000mm3

I=bh3/12=120×1003/12=10000000mm4

小方木的刚度较小,根据横梁的排布形式,小方木按照跨度1.0米的简支梁进行计算








1)、单箱双室


⑴强度计算:

荷载组合采用

q=(q1+q2+q3+q4)×1.3=43.215KN/m2

转化为小方木线荷载,按照小方木平均承载:

q=43.215×0.3=12.965KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得:

Mmax=0.125×q×l2=0.125×12.965×12=1.621KN.m

σmax=Mmax/W=1.621/200000=0.8105×10-5Mpa<[σ]=13Mpa

满足要求

⑵、刚度验算:

荷载组合采用:

q=(q1+q4)×1.3=39.185KN/m2

转化为小方木线荷载,按照小方木平均承载:

q=39.185×0.3=11.756KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得:

fmax=5×ql4/(384EI)=5×11.756×10004/(384×10000×10000000)=1.531mm

fmax/L=1.531/1000=0.15×10-4<1/400

满足要求


2)、腹板段


⑴强度计算:

荷载组合采用

q=(q1+q2+q3+q4)×1.3=43.215KN/m2

转化为小方木线荷载,按照小方木平均承载:

q=43.215×0.2=8.643KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得:

Mmax=0.125×q×l2=0.125×8.643×12=1.080KN.m

σmax=Mmax/W=1.080/200000=5.4Mpa<[σ]=13Mpa

满足要求

⑵、刚度验算:

荷载组合采用:

q=(q1+q4)×1.3=39.185KN/m2


转化为小方木线荷载,按照小方木平均承载:

q=39.185×0.2=7.837KN/m

根据《路桥施工计算手册》查得:

fmax=5×ql4/(384EI)=5×7.837×10004/(384×10000×10000000)=1.02mm

fmax/L=1.02/1000=0.102×10-5<1/400

满足要求。




贝雷片的布置与验算:

贝雷片力学性能为:

I=250500cm4

W=I/70=3578.5cm3

[M]=2730kg/cm2x3578.5cm3=9769305kg·cm=97.69t·m

[Q]= 2730kg/cm2x10.24cm2=27955kg=28.0t

不均匀拆减系数:1.20

AB

①纵梁最大弯距

Mmax=q2l2/8=328.81×18.202÷8=13614.378KN·m

单片贝雷片承受弯矩:

M=13614.378×1.2÷18=907.625KN·m=88.947t·m<[M]=97.69t·m

满足要求。

②、纵梁最大剪力

Qmax=328.81×23÷2=3781.315KN·m

A支点:Qmax=3781.315KN·m=370.569t·m

B支点:Qmax=3781.315KN·m=370.569t·m

单片贝雷片容许剪力:

A支点:Q=370.569×1.3/18=26.764t<[Q]=28.00t

B支点:Q=370.569×1.3/18=26.764t<[Q]=28.00t

满足要求。

③挠度验算

q=钢筋混凝土、施工人员及机具、形钢方木、碗扣脚手模板自重,混凝土浇筑时产生的冲击及振导力加贝雷自重:

q=328.810+23.976=352.786KN/m

如下图受力简图:





AB跨18.2m贝雷纵梁最大挠度

fmax=5qL4/(384EI);

式中:

q=352.786KN/m

L=18.2m

E=2.1×105KN/m2

I=250500cm4

fmax=(5×3.52786×18204)÷(384×2.1×105×18×250500)=0.53cm

[f]=L/400=1820/400=4.55cm

fmax<[f]

根据施工及受力需要,共布置18片贝雷片,如下图:




通过以上计算贝雷桁架片满足要求,而在施工时是贝雷桁架片两片连成一幅,增加了其整体性受力。

⑷工字钢大横梁及钢管柱验算

钢管柱承受荷载为Q1=7562.63KN·m。将Q1平均分配到18片贝雷桁架进行计算求得:

q1=q2=q3=……=q18=7562.63÷18=420.146KN·m;

通过对贝雷支架剪力验算,钢管桩上的2根I40b工字钢完全也可以满足结构受力要求。

从而求得: 大横梁(I40b工字钢)最大弯矩Mmax=113.2KN.m,最大剪力Τmax=262.8KN

A、工字钢受力计算



钢管柱顶大横梁为两根I40b型满焊工字钢,如图焊接:


工字钢截面特性:

A=2*94.07cm2,Ix=2*22781cm4 ,Wx=2*1139 cm3。

求得:剪应力τmax=Τmax/A=13.97MPa﹤[τ]=125MPa

σmax=Mmax/W=49.7MPa﹤[σ]=210MPa

计算知采用二根I40b工字钢能满足要求。因以上计算采用将连续梁简化为简支梁计算,未考虑连续对力和弯矩的分配,并且都是取最不利情况下验算,所以计算很保守,满足要求。

B、钢管柱受力计算:

由于支点管柱布置一样,A、B点中,只要以A点的钢管柱来验算。

A支点:Q=3781.315×1.3÷5=983.142KM;

经计算单柱承载力Q>983.142KM。

钢管桩稳定性计算

1、内力计算

由于支点管柱布置一样,A、B点中,只要以A点下的钢管柱来验算。

钢管立柱的技术指标和力学性能:

直径D=600mm;壁厚12mm;A=22608mm2;

容许轴向应力[δ]=140Mpa;容许弯曲应力[δ]=145Mpa;

(I=1.1×109mm4;W=I/y=3.5×106mm3;y=R=600/2=300mm);

A支点单根钢管桩的竖向力:N=3781.315×1.3÷5=983.142KM;

计算结果可知:

Nmax=983.142KN;Mmax=15.591KN.m;

i=Sqr(I/A)1.1×109÷226081=220.58mm

φ60×1.2cm钢管:A=60×3.14×1.2=226.08×102mm2。

L=6.0m,I=3.5×106×600=2100000000mm3

λ=L/I=6000×1100000000/2100000000=3142.857mm3

查表得φ=0.862;

所以求得实际钢载面轴向应力为:

δ=NmaxφA=983.142×1030.862×226.08×102=50.448Mpa<=140Mpa;

故满足要求。

弯曲应力:

δw=MmaxW=15.591×1033.5×106=4.45×10-3Mpa<[Q]=145Mpa;

故满足要求。

通过以上计算钢管柱满足要求。在施工过程中,每排钢管柱每2—3米间距于水平向、斜向焊接角钢使钢管之间相互连接,来增加其整体稳定性,完全满足施工要求。

钢管选用的是直径600mm,壁厚12mm,已知轴心承载力可达140Mpa, 完全能满足承载力要求,因此只需分析受压稳定性,立柱每1.7米高用6#角钢作为横纵向联系。





⑸根据顶高程及钢承台高程推算立柱高度,立柱高度用标准管节为6m,然后用2m、1.5m、1m管节作为调节进行加长,采用25T汽车吊对钢管立柱进行吊装施工,立柱钢管横向之间设置角钢斜撑作为连接件。下层横向连接角钢距承台顶面为30cm,然后采用Z字进行布设,Z字斜撑按45°进行布设,其连接示意图见下图。




落梁砂漏采用Φ630和Φ580,壁厚为12mm钢管加工而成,高0.9m。装砂后可调整为1.38m,安装在立柱顶面,采用法兰进行连接,砂漏内采用干燥砂子,拆除底模时采用高压水枪对砂漏四周漏砂孔冲水卸砂。


砂漏调整完成后,沿横向砂漏顶部安设2根Ⅰ40工字钢分配梁(40#工字钢要求进行整体焊接,焊缝距离为1m,焊缝长度为10cm),长为12m。分配梁主要起着将上部荷载分配到钢管立柱上同时受力的作用。下横梁分配梁固定采用在砂漏顶面焊接钢板档块方式。




⑹扩大基础的设计与验算

基础设计利用承台不足部浇筑C25钢筋混凝土条形基础, 长14m ,宽1.2米,承台部位高为0.6m、空处1.0m,上下设置加强钢筋网。根据施工现场分析, 地基土为中密实度的粉砂土, 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63 -2007) , 中密实度粉砂土地基承载力为200kPa , 则基础承载力为3840000N,大于钢管最大轴向压力P =983.142KM,基础承载力满足要求。

⑺风力荷载:

贝雷支架横向水平推力主要是受到风荷载的作用而产生的,所以要进行水平方向推力的验算。依据昆明市寻甸县气象资料,风向以西南风为主年平均风速2.3~2.8m/s。取值5.5~7.9m/s计算分折过程如下:

风荷载标准值:ωk=βzμsμzωo

其中:ωk -为风荷载标准值(KN/m2);

βz-为高度z处的风振系数,取1.0;

μs-为风荷载体型系数,取+0.8;

μz-为风压高度变化系数,取1.3;

ωo-为基本风压(Pa);

设计风速V=7.9m/s

则ωo=V2/1.6=7.92÷1.6=39.006Pa

面积S=1.4×57=79.8m2。

风力P=ωkxS

=βzμsμzωoS

=1.0×0.8×1.3×1.0×39.006×79.8=3237.19N=3.237KN


由于风荷载带来的弯矩为:


M=PL=3.237×6=19.42KN·m

桩身应力:δ=M/W=19.42÷1.38x10-3=14100Kpa=14.1Mpa

δ<[δ]=145Mpa

故贝雷支架的稳定性满足规范要求。



⑻支架的搭设及拆除

① 钢管柱的安装

在基础施工完成后, 进行钢管柱的安装。钢管安装前, 在基础上先用全站

仪对平面控制点位置进行精确放样, 钢管底端与预埋钢板贴角满焊, 钢管分段吊装竖向连接采用钢板焊接并严格控制其对接的精确度,钢管柱的顶部与工字钢横梁焊牢,以增强钢管的横向和纵向稳定性, 安装时严格控制钢管的倾斜度小于0.1%。

②贝雷片的安装

在钢管柱和横梁安装完毕并经过检查验收合格后, 进行贝雷片的吊装。贝雷片的吊装采用两种方法。在场地条件好, 贝雷片不长并且吊车有足够的起吊能力的情况下, 可在地面先拼接贝雷片后,整联双排吊装;

吊装完成后用工字钢作为横向联系,增强贝雷片的横向刚度。吊装作业必须有专人指挥, 起吊和下落须平稳, 避免碰撞立柱, 以确保安全。

贝雷片安装完毕后, 在其上顺桥向铺设间距为60cm的I14b工字钢, 利用铺设好的工字钢上设[40槽钢作为碗扣式支架的安装平台,支架按60 cm×60 cm 的间距布置, 然后安装U形顶托, 铺设横纵向方木, 最后铺设底模。

③支架的拆除

支架的拆除为支架搭设的逆工序, 先降低U形顶托落模, 人工拆除模板及方木。先拆掉贝雷片的横向联系, 再将翼板下的贝雷片用吊车移走, 底板下的贝雷片用倒链向两侧横移, 用同样办法吊走。工字钢横梁和钢管立柱的拆除可以通过在箱梁施工时预留卸架孔, 用卷扬机吊走。

⑼支架预压及沉降观测

预压采用超载预压(130%),预压的材料采用砂袋里装满碎石, 每袋平均50kg, 利用人工帮运到箱梁底模上。

①沉降观测点布设:按加载前布置的测量控制点进行观测。


②预压方法:

a、重量计算:根据预压的重量及每袋重量计算出每跨预压所需的袋数。

b、碎石袋加载顺序:加载量60%前码叠不论顺序叠平,60%以上一层一层码叠直至完成。

c、卸载顺序:人工配合吊车均匀卸载,卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便于计算支架及地基综合变形。

③沉降观测:

加载前对底模观测点及专用水准点进行测量复核,加载采用逐级加载的方法,分60%、100%、130%三级加载分别对沉降和位移进行观测并记录。加载过程派专人对支架进行观察,如果支架出现异样,如变形、位移或最大沉降量超过6cm时应立即停止预压加载,找出原因采取有效措施后再进行下一步作业。前两级加载分别观测24小时测量数据无问题再进行100%加载,观测24小时测量数据无问题后进行130%超载预压,待超载预压稳定72小时后再卸载,算出支架弹性变形和非弹性变形量,由弹性变形量设置跨中最大挠度并按二次抛物线型计算底模标高,其标高在钢管柱顶部的砂漏上进行调整。

④预压重量

a.钢筋混凝土自重q1=13899.334KN(截面均布荷载)。

b.模板自重包括方木工字钢等均布荷载q2=1012.32KN。

c.施工截面均布荷载q4=3830.40KN。

d.贝雷片所受荷载=18742.054KN=1836.72T;

第一级60%=1102.032T;第二级100%=1836.72T;

第三级130%=2387.736T;



十六、安全保证措施

立交区内施工范围内过往车辆和施工行人较多,潜在的安全隐患较大。针对于此,我部将组织完善的安全保证体系,采取强有力的安全措施,确保该工程的施工安全。

1、成立以项目经理为组长的安全生产领导小组,各施工队设专职安全员。制定严格的安全措施,定期分析安全生产形势,充分发挥各级安检人员的监督作用,研究、解决工作中存在的问题,及时发现和排除安全隐患,在施工现场设置交通引导员和防护员。

安全生产领导小组组织机构及分工

成员姓名

项目部职务

领导小组职务

分 工


项目经理

组长

总负责


项目副经理

副组长

负责生产技术指导


项目总工

副组长

负责方案编制、交底


安全部长

副组长

负责安全及与相关部门联络


办公室主任

组员

负责现场协调、后勤生活保障


桥梁工程师

组员

现场桥梁技术指导


道路工程师

组员

现场路基技术指导


后勤部长

组员

现场材料购置


安全员

组员

安全指导

2、安全教育要经常化、制度化。开工前进行系统安全教育,进行施工作业时,全体作业人员穿戴统一的安全反光标志服。通过安全竞赛、现场安全标语、图片等宣传形式,增强全员安全生产的

自觉性,时时处处注意安全,把安全生产工作落到实处。


3、严格安全监督,完善安全检查制度。安全生产领导小组定期组织检查,发现苗头及时纠正,真正把事故消灭在萌芽状态。

4、严格按施工组织设计和工艺流程科学组织施工,严格工序衔接,严格操作规程,严禁各种违章指挥和违章作业行为的发生。

5、保证机械设备的正常运行和持证上岗制度。所有施工设备和机具在使用前必须由专职人员负责进行检查、维修、保养,确保状况良好。架子工、起重工、电工、电焊工、驾驶员等主要工种必须经过培训并经考核合格后,方可持证上岗操作,杜绝违章作业。

6、现浇箱梁模板支架两侧要设置宽度不小于1.0m的作业平台,平台上满铺脚手板,作业平台外侧设置高度不小于1.5m的栏杆。作业平台上的脚手板必须满铺,且平顺、牢固、无探头板。施工搭设的梯道、脚手架、防护栏、安全网等防护设施须符合安全要求,经安全员检查合格后方可投入使用。

7、支架外侧从地面以上2m到架顶防护栏杆全部满布密目式安全网,安全网外侧利用斜向剪刀撑固定牢靠,施工梯道及扶手也应挂设安全网。梁柱式支架平台两侧各留不小于1m的防护平台,平台顶至支架顶挂设安全网。

8、模板的支架应自成体系,严禁与非承重脚手架进行连接。支架应具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇混凝土自重、侧压力和施工中产生的荷载及风荷载。

9、在搭设好的梁柱式平台醒目位置设置宣传标语及施工铭牌,平台洞口悬挂安全网,两侧及顶部设置警示灯并昼夜开启。

10、对于弯曲或锈蚀比较严重的型钢支墩,应进行调整和加强,主要采取角钢帮焊的方式,以增加其截面面积,提高整体承载力。修补钢支墩时应注意焊缝长度和与两端连接板的焊接。

11、加强夜间安全防护。夜间施工要有良好的照明设备,危险地段设危险标识和缓行标志。

12、加强安全防护设置安全防护标志,设立安全栏、安全网。个人要戴安全帽,系好安全带,脚手架、脚手板要搭设牢固。

13、抓好现场文明施工管理,坚持文明施工,保障人身、机械和器材的安全。

14、加强施工现场交通组织安全措施,通过施工现场的机动车辆必须限速行驶,不侵道,不抢行,做到文明礼让,严防交通事故的发生。配备足够的交通值勤人员,组织好过往行人及车辆通行,确保行人、车辆的安全。

15、所有的作业人员必须年满18周岁以上,50周岁以下,身体健康,无耳聋,无色肓,且经过严格培训并考试合格才允许上岗。操作机具设备的职工必须持证上岗。


16、精心组织材料的装卸及转运,转运材料时必须设防护,材料机具的堆放应整齐有序,并设高速公路防护员,实行昼夜交替防护,掌握行车动态,及时通知现场防护员。

17、在进入立交区施工现场支架距50m的地方各设防安全警戒线;在支架范围内行车道两侧及两端各100m长度范围内按间距2m布设锥型筒。

18、在距离200米的地方设置闪光警示灯和限速标志物,使汽车限速30XXm/小时通过,防治意外事故发生后无法停止行驶。

19、跨路支架下面设防护板,预防在钢桁梁上面施工的时候落下物体。

十七、应急救援组织机构

1、事故应急救援预案目的为积极应对可能发生的事故,有序地组织事故救援工作,最大限度减少人员伤亡和财产损失,维护正常的施工生产秩序,结合我部实际,制定本事故应急处理预案。

2、项目部成立施工应急救援领导小组,由项目经理负责制。项目经理任组长,分管安全的副经理副组长,安全员和各工组长和工程负责人为组员的管理组织机构。

本项目施工应急救援领导小组为:

组 长:(项目经理 电话)

副组长:(项目副经理 电话)

(项目总工 电话)

(安保部部长专职安全员 电话)

成 员:

3、应急救援电话名称:

火警:119 匪警:110 医疗急救:120 交通肇事:122
人民医院:

卫生防疫站:

安监局:

公安局:

派出所:

政府办公室:

指挥部安全保通处:

公司安全保卫部:

项目部领导:


安全带、安全帽、临时支承方木、夜间照明灯、临时救护担架及常用救护药品、救援车辆等。

当施工现场发生人身伤害事故时,应按下列程序进行紧急救援:4、培训和演练

每年项目分别安排一天时间进行施工事故行应急救援的培训,接着进行一天的演练。培训和演练着重于施工中事故的处理,伤员抢救,疏散交通以及维护交通秩序等。项目安全员对应施工事故急救援培训和演练情况进行分析,写出书面报告。

5、一旦发生事故就以最快捷的方法,将所发生事故的情况及时报告上及相关单位。项目部事故应急处理领导小组立即投入运作,有关负责人应迅速到位履行职责,及时组织实施相应事故应急预案,并随时将事故应急处理情况报上级主管部门。事故发生初期,事故单位或现场人员应积极采取自救措施,防止事故的扩大。

6、保护事故现场,采取必要措施抢救人员和财产。因抢救伤员、防止事故扩大以及疏通交通等原因需要移动现场物件时,必须做出标志、拍照、详细记录

和绘制事故现场图,并妥善保存现场重要痕迹、物证等。

7、配合上级部门进行事故调查处理工作。

8、做好稳定施工生产秩序、善后处理及安抚工作。

9、做好与指挥部相关管理部门的沟通协调,事故情况及时汇报,并主动配合处理,力争将各种不利因素降至最低。

事故报告程序流程图:




10、分析原因

施工事故人员抢救工作结束后,发生施工事故的项目要在公司或当地应急救援机构的指挥下对施工事故进行清理,配合主管单位对事故进行调查处理,处理事故要及时按照国家有关规定组织事故调查组对事故进行调查和处理。事故的调查处理必须坚持“四不放过”原则,即调查事故发生的原因,原因分析不清不放过;明确事故责任,责任不分清不放过;吸取事故教训,制定并实施安全防范措施,防止类似事故发生,员工得不到教育和安全防范措施不落实不放过;事故的有关责任人不受处理不放过。事故处理结案后要填报《企业职工伤亡事故调查报告书》和《企业职工伤亡事故登记表》送总公司安全管理部门及指挥部。

11、纠正与完善

当施工事故调查处理完毕后,项目要结合施工事故的抢救情况,对项目施工事故应急救援预案进行分析研究,对不适应的地方,请进行修改、补充、完善,并将修改好的预案,由项目安全员在15天内报分公司技术中心及指挥部。