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墩柱系梁施工方案

一、工程概况

自贡市鹅儿沟大桥采用三孔实腹拱桥。主跨为一孔50m箱形拱桥,跨越旭水河,拱轴系数m=3.5,计算跨径L=50m,矢高f=6.25m,矢跨比为1/8。主跨拱圈采用箱形等截面混凝土结构,截面高 1.3m 宽度23m。拱箱设置7个箱室,箱室宽3m,中部六道腹板宽20㎝,边腹板宽35㎝,顶底板厚度22㎝。拱脚各设置1m的实心段,高1.3m。边跨为两孔实心板拱桥。拱轴系数m=2.8,计算跨径L=25.6m,矢高f=3.2m,矢跨比为1/8。拱圈混凝土厚度为0.6m,宽度为23m。主跨拱顶距河水面最大高度为11.3m,边跨拱顶距地面最大高度为7.8m,主拱支架施工期间,河水深度为3—6m,旭水河宽度为42m,河岸水面以上为粉质粘土,河底淤泥层为0.3—1m,河底基岩为泥岩。主拱采用可调式钢拱架(另见主拱钢拱架方案),小拱采用满布扣件式钢管脚手架。

二、编制依据

1、自贡市鹅儿沟大桥设计图

2、《公路桥涵施工技术规范》

3、《路桥施工计算手册》

4、《建筑施工手册》

三、墩柱系梁支架结构布置

本着安全、经济、适用的原则。系梁支架支架采用满布扣件式钢管脚手架,其立杆纵距为0.7m,横距为0.5m,步距为1.25m。纵梁采用5㎝×10㎝木方,间距为25㎝,系梁模板采用定型钢模板,

模板直接铺在槽钢上。

支架搭设中钢管采用对接扣件连接,大小横杆与立杆采用十字扣件连接,斜撑和剪刀撑采用旋转扣件连接,横向两侧与墩柱脚手架连接搭设承受水平荷载、风荷载和支架的稳定。

四、荷载标准值计算

1、系梁钢筋混凝土重P1:

(1)系梁混凝土:1.0×1.2×5.2=6.24m3

故P1=25×6.24=156KN

2、模板重P2:

定型钢模板,底模板、侧模板共重:

P2=30KN

3、槽钢重P3:

0.143×5.2=0.744KN。

故P3=3×0.744=2.23KN

4、施工荷载P4:

施工人员等荷载取1.5Kpa,倾倒混凝土时的冲击荷载2.0Kpa,混凝土振捣荷载2.0Kpa。

故P4=5.5×(5.2×1)=28.6KN

五、模板验算

底模采用定型钢模,横梁选用[6.3槽钢,间距为0.33m,其荷载为(计算时取一排即0.33m宽)。

q=[1.2(p1+p2)+1.4p4]÷(5.2×1)×0.33×0.33=5.51KN

模板按简支梁计算,同时考虑模板的连续性。 M 2

1=1/10×5.51×0.332

=0.06KN ·m 按集中力P=1.5KN 计算,M 21=4

PL =1/4×1.5×0.33 =0.114KN ·m <0.06KN ·m

故M 2

1=0.114KN ·m W=6

2bh =1/6×0.33×0.0032=4.95×10-7m 3 I=123bh =1/12×0.33×0.0033=7.43×10-10m 4

б=W M =731095.410114.0-??=2.3Mpa <[б]=9.0Mpa 符合强度要求。

?==?EI ql 4384510

94

31043.7100.633.01051.53845-??????≈1.5㎜<[?]=3㎜满足刚度要求。

六、支架验算

满堂式钢管支架按0.5m ×0.7m 布置。步距1.25m ,每道剪刀撑间距6m ,水平夹角45°,每六排纵、横杆设置一道剪刀撑。支架最高高度为10m 。

1、立杆稳定性验算

(1)每根立杆承受的荷载

N 1=[1.2(P 1+P 2+P 3)+1.4P 4]÷(5.2×1)×0.5×0.7=[1.2×(156+30+2.23)+1.4×28.6]÷(5.2×1)×0.5×0.7=17.9KN

(2)作用在每根立杆上的支架自重

作用在每根立杆上的钢管长度为:

10+(125

.110+)×(0.5+0.7)+10622?=18m 扣件按每米一个取18个故:

N 2=1.2×(18×3.84×10+18×1.5×10)=1.16KN

(3)作用在每根立杆上的总荷载

N=N 1+N 2=17.9+1.16=19.06KN

(4)钢管的回转半径

?=8.154

414842

2221=+=÷+d d ㎜ 长细比λ=i l =8

.151250=79.11 查表得φ=0.65则立杆所受的压应力为:

σ=71.4948965.0108.153

=??=A N ?Mpa <[?]=215Mpa 满足稳定性要求。

2、横杆的强度、刚度验算

荷载由底模传到槽钢上,再由槽钢传到大横杆上,再由大横杆传到立杆上。小横杆起连接作用不直接承受荷载,故可不作验算。大横杆由两根φ48×3.5㎜钢管构成,按连续梁计算,每跨有两个集中荷载,可取三跨连续梁计算。

计算简图

P =[1.2(P 1+P 2+P 3)+1.4P 4]÷(5.2×1)×0.5×0.7=[1.2×

(156+30+2.23)+1.4×28.6]÷(5.2×1)×0.5×0.7=17.9KN

W =2×π(D 4-d 4)÷(32D )=1.0156×104㎜3 I =()54410436.2642?=-?d D π㎜4

M=0.244PL=0.244×17.9×0.5=2.18KN ·m

σ=7.214100156.11018.246

=??=W M N/㎜2<[σ]=215N/㎜2满足强度

条件。

?=1.8837.11010436.2101.21005.0109.17883.11001251133=????????=-EI pl ㎜<[?]=3

㎜(满足刚度要求)

3、木枋(5㎝×10㎝)强度和刚度验算

木枋承受均布荷载,按三跨连续梁计算。

计算简图

q=[1.2(P 1+P 2+P 3)+P 4]÷(25.29×23)×0.6=[1.2×(156+30+2.23)+1.4×28.6]÷(5.2×1)×0.5×0.7=17.9KN W=52

2103.86

1.005.06-?=?=bh m 3 I=63

31017.412

1.005.012-?=?=bh m 4 M max =0.082ql =0.08×17.9×0.72=0.7KN ·m

σ=4.8103.8107.053

=-??=W M N/㎜2<[σ]=11N/㎜2(取杉木顺纹受拉)

满足强度条件。

?=0.677×11017.4101091007.0109.17677.01006

634

34=????????=-EI ql ㎜<[?]=3㎜ 满足刚度要求。

4、扣件抗滑验算

一根立杆所承受的荷载19.06KN ,扣件的允许荷载R C =8.5KN ,2R C =3×8.5=25.2>19.06KN

所以满堂式钢管支架横杆扣件必须增加双扣件。

八、支架立杆基础处理

1、桥墩系梁支架架基础处理

系梁支架立杆均置于桩基系梁砼顶面,立杆端头用5㎜厚A 3钢板脚垫。对未浇筑混凝土基础部分采用下铺竹跳板后再铺1.2㎝九夹板,放置好A 3钢板脚垫后在支立杆。

九、支架搭设与预压

1、支架搭设

①支架基础按第八条要求处理。

②管采用外径为48㎜,壁厚3.5㎜的焊接钢管,搭设前必须除锈刷漆。

③扣件螺栓符合GB1996—81(普通螺栓)的规定,拧紧程度为50—60N ·m 。

④扣件与钢管的贴合面必须严格整型,保证和钢管扣紧时接触良好,扣件活动部位转动灵活,旋转扣件的两旋转面间隙小于1㎜,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离不小于5㎜。

⑤支架搭设纵距0.7m,横距0.5m,步距为1.25m,。横向两侧设置斜撑,斜撑采用6m长钢管成60°角布置,间距1.2m。纵向和横向每6排立杆设置剪刀撑,剪刀撑间距为6m,按45°角布置。

H,且不大于5㎝。

⑥立杆搭设垂直偏差不大于

200

⑦大、小横杆保持水平,顶端大横杆为双扣件支撑。

⑧支架横向两侧在拱顶和L/4处各设置3道防风缆绳,缆绳采用?12.5㎜钢丝绳,与地面水平夹角25—30°之间。防风缆绳另一端锚固在距支架50m外的地锚上,锚定基础采用1.2m×1.2m×1.5m片石混凝土,强度为C20。

⑨横向边立杆高于支架顶端大横杆1.2m,用于搭设操作台防护栏杆。

2、支架预压

在支架搭设完成后进行加载预压,达到消除支架的非弹性变形,检验支架承载力的目的。

支架加载预压采用水箱或沙袋方式,按均布荷载预压,加压荷载为施工计算荷载的1.1倍。

加载过程中注意观测预先设置在支架的变形,做好观测记录,加载完成后每隔2小时观测一次,预压时间为48小时。

十、混凝土浇筑

鹅儿沟大桥小拱圈混凝土浇筑采用分段浇筑。根据《公路桥涵施工技术规范》要求,为避免拱架变形而产生裂缝以及减小混凝土的收缩力,采用分段浇筑的施工方法,减轻拱架负担和浇筑混凝土

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