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1、大西鐵路潄水河特大橋（30.15+532.73+30.15）m 道岔連續梁現澆支架方案編制：復核：審核：中鐵二局大西鐵路工程指揮部一項目部2011 年 05 月目錄1 編制依據.12 工程概況.12.1 工程地理位置.12.2 橋梁設計概況.12.2.1 橋梁下部結構.12.2.2 橋梁上部構造.23 總體施工方案.24 現澆支架.34.1 現澆支架方案.34.2 現澆支架檢算.44.2.1 荷載計算.44.2.2 主要材料參數.44.2.3 主要材料力學指標.44.2.4 結構檢算.54.2.5 地基承載力計算.74.2.6 擋土墻計算.74.2.7 檢算結果.74.3 現澆支架施工.74.2、3.1 基礎處理.74.3.2 支架搭設.84.3.3 模板施工.84.3.4 支架驗收.94.3.5 支架預壓.9大西鐵路潄水河特大橋（30.15+532.73+30.15）m 道岔連續梁 現澆支架方案1 編制依據(1)新建鐵路大同至西安鐵路客運專線30.15+532.73+30.15m 道岔連續梁施工設計圖；(2)大西至西安鐵路工程原平西至運城北段施工圖水頭鎮跨涑水河特大橋大同方臺 7 號墩基礎補充設計（大西原運施橋-42 補 08）；(3)現行鋼結構設計、施工技術規范；(4)建筑施工碗扣式腳手架安全技術規范(JGJ-2008)(5)建筑結構荷載規范(GB 50009-2001)(6)現行3、客運專線鐵路橋梁設計及施工技術規范2 工程概況2.1 工程地理位置水頭鎮跨涑水河特大橋道岔連續梁位于大西客運專線DK611+307.84DK611+533.54段跨大運高速特大橋的1#7#墩之間。2.2 橋梁設計概況2.2.1 橋梁下部結構基礎下部構造為鉆孔灌注樁基礎，主墩承臺為二級矩形承臺，1#、2#、3#墩為三排共 10 根1.25m 鉆孔樁，樁長 4951m；第一級承臺尺寸 12.5m8.1m2.3m（長寬厚），第二級承臺尺寸8.2m4.2m0.9m（長寬厚）；4#墩為四排共 20 根1.5m鉆孔樁，樁長 46m；第一級承臺尺寸 18.6m14.6m3.5m（長寬厚），第二級承臺尺寸124、m 8m 2.0m（長寬厚）；5#、6#、7#墩為二排共 8 根1.25m 鉆孔樁，樁長5354m；第一級承臺尺寸12.5m5.7m2.3m（長寬厚），第二級承臺尺寸8.2m3.4m0.9m（長寬厚）；1#墩身高 11m、2#墩身高 12m、3#墩身高 9.5m、4#墩身高 8.5m、5#、6#、7#墩身高3m。2.2.2 橋梁上部構造本梁為(30.15+5 32.73+30.15m)預應力混凝土連續箱梁，全長225.45m，梁高 3.05m，單箱單室斜腹板結構。頂板寬由12.00m加寬至 13.4m（道岔梁僅在橋梁的兩端各15m范圍內沿橋縱向通過翼緣板變化），底板寬 6.20m；頂板厚度由 5、40cm變化至 75cm，底板厚度由 30cm變化至 90cm，腹板厚度由 50cm按直線變化至 110cm；梁體在端部和墩頂處共設置了8 道橫隔板，梁端橫隔板厚度1.5m，中墩處模隔板厚度2.0m。橫隔板上均設過人孔洞。箱梁兩側腹板與頂底板相交處均采用圓弧倒角過渡。連續道岔梁體橫截面如圖1 所示。圖 1：梁體橫斷面圖（單位：cm）3 總體施工方案本連續道岔梁采用滿布落地支架分三段澆注施工。1 號段為第 3、4、5 跨和相鄰 3、5 跨的第 2、6 跨 8m長梁段，澆注長度共114.19 m。2 號段為第 1 跨和第 2 跨剩余梁段，澆注長度共55.63 m。3 號段為第 7 跨和第 6 跨剩6、余梁段，澆注長度共 55.63 m。澆注梁段的分段示意見圖2。圖 2 連續梁施工順序圖（單位：cm）支架搭設前應回填承臺基坑。根據回填開挖后的地面標高確定現澆地面標高。對高差大的地形，支架基礎采用分臺階開挖并加擋土墻方式，確保基礎穩定。梁體總體施工順序為：基礎施工完成后首先在26 孔范圍內搭設滿布支架，按規定完成支架預壓后，立模綁扎鋼筋，完成1號段現澆施工。待混凝土強度達到 100及齡期于 7 天后，張拉腹板鋼束。然后搭設第1、7 跨支架，按 1 號段工序完成 2、3 號梁段現澆施工。4 現澆支架4.1 現澆支架方案支架采用 483.5 碗扣式鋼管腳手架，支架縱向間距跨中90cm，梁端漸變段縱7、向間距 60cm；橫向步距腹板下 30cm，底板下 60cm，翼緣板下 90cm；橋梁漸變段腹板下支架立桿的橫桿步距為60cm，其余均為 120cm，。鋼管頂托上橫橋向設 1412(cm)承重方木，底板、腹板承重方木上再鋪設1010(cm)縱向分配肋木，肋木間距底板下25cm，腹板 20 下 cm。肋木上再鋪設底模板，底模板采用18mm 厚優質竹膠板。外模采用專業廠家設計鋼模板，內模模板采用18mm 厚優質竹膠板。拉桿采用22 圓鋼，間距 6090(cm)。因本連續梁開挖后的地面標高相差較大，為確保基礎穩定，需設置重力式擋土墻 7 個，擋土墻內側設置1：0.2 的斜坡。現澆支架設計見附件2大同8、至西安鐵路客運專線30.15+532.73+30.15m道岔連續梁現澆支架布置圖、附件3現澆支架橫斷面布置圖。4.2 現澆支架檢算4.2.1 荷載計算(1)豎向荷載計算現澆支架豎向荷載計算見表1。表 1 豎向荷載表荷 載部 位計算梁體高度(m)新澆梁體荷載(kPa)模板支架及人員機具(kPa)振搗混凝土荷載(kPa)合計計算荷載(kPa)計算強度（q）計算剛度（q）翼板下0.669 17.39 4.5 2 27.37 21.89 腹板下(梁端變截面處)3.05 79.3 4.5 2 101.66 83.8 腹板下(跨中截面處)1.7 44.2 4.5 2 59.54 48.7 底板下(梁端變截9、面處)1.65 42.9 4.5 2 57.98 47.4 底板下(跨中截面處)0.7 18.2 4.5 2 28.34 22.7 說明：表中數據計算強度荷載 1.2+，剛度荷載為：+，底板下荷載含頂板。(2)水平荷載計算側模板水平計算荷載取64kPa（荷載取值依據為新澆混凝土對模板產生的側壓力 60kPa加上振搗混凝土對側面模板的水平壓力4.0kPa）。4.2.2 主要材料參數表 2 主要材料特性表序號結構名稱構件名稱材料規格（mm）截面面積A(mm2)慣性矩I(mm4)抵抗矩W(mm3)1 模板模板厚度 18mm 18 486 54 2 分配肋木100 100 10000 8.33 10610、1.67 1053 承重枋木140 120 16800 2.74 1073.92 1054 支架系統立桿、橫桿48 3.5 489 1.22 1055080 4.2.3 主要材料力學指標本計算采用容許應力法進行結構計算，對荷載不乘荷載分項系數，支架計算中各種主要材料容許力學指標見表3。表 3 材料主要力學指標材料應力類型容許值（MPa）臨時結構提高系數后應力（MPa）Q235 軸向應力140 182 彎曲應力145 188.5 剪應力85 110.5 彈性模量2.06 105竹膠板彎曲應力18 剪應力1.7 彈性模量6 103方 木彎曲應力11 剪應力1.8 彈性模量9 103表 4 碗扣支架11、立桿容許荷載橫桿步距(m)立桿荷載(KN)0.6 40 1.2 30 表 5 結構剛度容許值表結 構 部 位容許值備注結構表面外露模板撓度 L/400 L 為模板構件跨度結構表面隱蔽模板撓度 L/250 L 為模板構件跨度支架各結構件的變形 L/400 L 為模板構件跨度4.2.4 結構檢算(1)翼緣板、腹板、底板、頂板下模板檢算翼緣板、腹板、底板、頂板下模板均為18mm 竹膠板，模板按三跨連續梁計算，模板計算公式如下：彎矩：210.0qlM，則最大彎應力WM剪力：qlV60.0，則最大剪應力AV23撓度：EIqlf100677.04表 6 腹板、底板下模板檢算結果構件名稱計算跨度l（m）荷載12、取值寬度（m）最大彎應力（MPa）最大剪應力（MPa）最大撓度（mm）計算結論腹板下模板0.2 0.001 7.53 1.02 0.31 滿足要求底板下模板0.25 0.001 6.71 0.72 0.43 滿足要求（2）對拉桿檢算拉桿為 M22 螺桿，縱向間距900mm，豎向最大間距按600mm布置。MpaAFP92.9010221416.36.09.010644623表 7 側模板、分配豎肋、背杠及對拉桿檢算結果構件名稱計算跨度（m）荷載取值寬度（m）軸向應力（MPa）計算結論拉桿0.6 0.9 軸向應力：90.92Mpa 滿足要求(3)底板、腹板下縱向分配肋木與橫向承重枋木檢算現澆支架底13、板、腹板下分配肋木（10 10cm）沿橋縱向布置，橫向間距為：底板下 0.25m，腹板下 0.2m。承重枋木（14 12cm）沿橋橫向布置，縱橋向間距為跨中 0.9m，梁段漸變段 0.6m。計算均按三跨連續梁，公式同底模板計算，計算結果見表8。表 8 縱向分配肋木與橫向承重枋木檢算結果構件名稱計算跨度（m）荷載取值寬度（m）最大彎應力（MPa）最大剪應力（MPa）最大撓度（mm）計算結論分配肋木(底板下)0.9 0.25 7.04 1.17 1.05 滿足要求分配肋木(腹板下)0.9 0.2 9.88 1.65 1.49 滿足要求承重枋木(翼板下)0.9 0.9 4.33 1.01 0.53 14、滿足要求承重枋木(底板下)0.6 0.6 4.79 1.68 0.23 滿足要求承重枋木(腹板下)0.3 0.6 2.10 1.47 0.03 滿足要求(4)支架立桿表 9 立桿荷載計算結果表部 位立桿縱距(m)立桿步距(m)計算荷載(kN)允許荷載(kN)計算結論翼板下立桿0.9 0.9 1.2 18.85 30 滿足要求底板下立桿(梁端變截面段)0.6 0.6 1.2 20.87 30 滿足要求底板下立桿(跨中截面段)0.6 0.9 1.2 15.3 30 滿足要求腹板下立桿(梁端變截面段)0.3 0.6 0.6 27.45 40 滿足要求腹板下立桿(跨中截面段)0.3 0.9 1.2 115、6.08 30 滿足要求4.2.5 地基承載力計算鋼管立柱通過地托支承在1214cm方木上，地基采用 15cm厚碎石墊層碾壓后再鋪設 C15砼進行硬化處理，混凝土厚15cm。計算時考慮混凝土傳力以45擴散，地基承載力大于kpaq54.148100021501402150120/27450澆筑砼前先對原地面進行整平、夯實，夯實后地基承載力為180kPa以上。4.2.6 擋土墻計算本道岔連續梁共有擋土墻7 個，具體尺寸見附件4重力式擋土墻結構圖。擋土墻上支架傳給地面的荷載取腹板下荷載進行計算，間距0.9m。根據路橋施工計算手冊，墻后填土偏于安全按照一般粘土考慮，采用庫侖理論計算土壓力。本連續道岔梁16、共計算擋土墻7 個，用理正巖土計算5.5 版計算，其滑移、整體穩定性、抗傾覆性、地基承載力均滿足要求，具體計算報告見附件1 擋土墻計算書。4.2.7 檢算結果經對支架系統的模板、枋木和立桿及地基承載力和擋土墻進行檢算，其強度、剛度均滿足施工要求。4.3 現澆支架施工4.3.1 基礎處理支架立桿基礎地基處理施工前應探明地下管線等隱蔽工程，對施工有影響的管線等應確定拆除和保護方案。0號臺到 5號墩承臺的原始地形高差大，支架基礎施工采用分臺階開挖，開挖應按規定從上至下逐層開挖，并按設計要求及時修筑重力式擋土墻。基礎開挖后應分層換填后夯實，地基承載力應達到180Mpa 以上。地基處理完成后再澆注 1517、cm 厚C15 混凝土。支架基礎四周應設置排水溝，施工用水及雨水應排至基礎5m 以外，防止污水浸泡基礎。擋土墻應按設計規定的基礎各部尺寸、形狀以及埋置深度進行基礎施工。擋土墻基礎應嚴格按照基底坡度、基底標高及臺階寬度開挖，保持地基土的天然結構。擋土墻應設置排水溝引排地面水，夯實地表松土，減少雨水和地面水下滲。4.3.2 支架搭設基礎處理驗收合格后，根據設計圖紙按支架設計高度及基礎標高對所需要的桿件數量及型號進行配置。支架搭設施工前應計算出各控制點的標高以指導施工，支架頂標高根據箱梁底板邊緣形狀放出控制點后，拉線控制。碗扣式支架搭設之前應按方案設計進行作業交底。按設計圖紙間距在基礎上彈線定位，放18、置可調式底座后按先立桿后橫桿的順序搭設。支架的搭設須嚴格按照JGJ166-2008 建筑施工碗扣式鋼管腳手架腳安全技術規范施工，墊木和底座應準確地放置在位置線上。底座的軸心線應與地面垂直，墊木與墊層之間空隙應填塞密實。支架應橫平豎直，縱、橫向對齊，頂、地托支墊平穩，橫桿入碗口，碗扣須鎖緊，確保支架整體穩定；可調底座及可調托撐絲桿與調節螺母嚙合長度不得少于 6扣，插入立桿內的長度不得小于15cm，立桿頂端和底端距水平橫桿距離不超過 30cm；剪刀撐搭設要求為支架四周應從底到頂連續設置豎向剪刀撐，中間縱、橫向剪刀撐也應從底到頂連續設置。縱、橫向剪刀撐應按圖紙規定道數搭設。剪刀撐的斜桿與地面夾角應在19、4560 之間，斜桿應每步與立桿相扣，當不能與立桿扣接時，應與橫桿扣接。剪刀撐、交叉支撐等加固件必須隨立桿和水平桿等同步安裝，扣件、鎖臂等安裝齊全并及時擰緊，扣件螺栓的擰緊扭力矩不應小于 40kNm 且不應大于 65kNm。各層支架安裝過程中，應及時校正立桿間距、垂直度、縱模向直線度和水平桿水平度，避免誤差累積導致支架質量不合格。支架在搭設、使用過程中，必須設置腳手板，寬度不低于30cm，厚度不小于5cm，探頭板長度不得大于 20cm。4.3.3 模板施工支架平臺搭設完成后，安裝底模、側模，底模及內箱模板均采用1.8cm竹膠板，側模采用鋼模。模板應橫平豎直，無彎曲、翹角等，模板鋪設應盡量保證接20、縫成一條直線，并用粘膠帶封閉接縫。側模的加固采用M22的對拉拉桿，并在底板下承重枋木之間設置一道M22通長對拉桿（通長拉桿每 60cm布置一根，如與承重枋木位置相沖突可進行適當調整），以平衡混凝土側壓力。內模的支架立桿間距按跨中 120 90cm（縱距）、梁體漸變段 120 60cm（縱距）布置。模板所用的分配肋木和承重枋木使用前應仔細檢查，有損傷、腐爛及影響結構受力的枋木不能使用。側模安裝應位置準確、連接緊密，側模與底模接縫密貼且不得漏漿。枋木布設方式以及間距應按施工中圖設計布置。14 12cm 的承重枋木高邊朝上立放，14 12cm 底層枋木則大面朝下。承重枋木縱、橫向接縫一般應放在天托上21、，若不能放在托上的枋木接縫應用綁條釘牢，并加墊木支墊。端模安裝前應對端模上各錨盒的位置、傾斜度進行檢查。內模應在底板、腹板鋼筋綁扎后安裝。安裝內模支撐時若與底板鋼筋發生干擾，應適當移動內模支撐，同時宜將內模與底板的泄水孔位置一致，使內模支撐同時兼做底板泄水孔。為保證混凝土搗固質量，在腹板內側模板設置方便搗固的活動模板，搗固時將模板拆下，待混凝土搗固完畢后，再將模板安裝就位，并固定牢固。4.3.4 支架驗收支架檢查驗收應按材料進場、安裝過程和安裝完成三個階段進行。進場的支架構配件必須經檢查驗收合格后方可使用。支架安裝過程應加強質量檢查控制，并按地基、基礎、縱橫梁、模板等分部分組織驗收。支架施工完22、成后，應組織相關人員對支架進行檢查驗收，形成文字記錄，確認支架質量合格后才能進行加載預壓。4.3.5 支架預壓(1)預壓目的為了保證現澆梁支架的施工安全，在支架底模鋪設完成后，應進行支架預壓，以檢驗支架各部分的承載能力及受力變形情況，對支架的承載安全性進行綜合評價。同時加載可消除支架的非彈性變形，測量支架的彈性變形，為立模標高的設置提供參考依據。(2)預壓荷載預壓荷載按梁體混凝土重的1.2 倍和施工人員、材料、機具荷載計算。人員機具模板荷載按4.5kN/m2計算。只預壓支架部分，預壓縱向長度29.13m，梁體重量為 7240.92KN（翼板不加載），施工人員機具荷載為1022.46kN，共計加23、載重 9916.06kN。加載方式為根據荷載分布進行堆載。(3)預壓方案根據現場施工進度和場地情況選擇2、3 號墩間支架進行預壓，加載過程分別按梁體和模板重量的60%、100%、120%三級進行；加載過程中如發生異常情況時應立即停止加載，經查明原因并采取措施保證支架安全后方可繼續加載。加載材料采用鋼筋及砂袋，荷載的分布方式與梁體基本一致。支架預壓及測點布置見附件 5支架荷載及觀測點布置。加載方法依據箱梁混凝土重量分布情況進行加載。腹板處采用鋼筋作為壓重材料，底板采用砂袋作為壓重材料，用吊車吊預壓材料就位，按照設計加載部位進行堆載。加載應對稱、分層、均勻、滿鋪進行。觀測點布置在加載段底模上布設觀24、測點25 個。觀測方法加載前，記錄各觀測點初始標高。每級加載完成后，應間隔6h 監測記錄各監控點的位移量，當相鄰兩次監測平均值之差不大于2mm 時，方能進行后續加載。全部預壓荷載施加完成后，應間隔6h 監測記錄各監測點的位移量；當連續12h 監測位移平均值之差不大于2mm 時，即可終止預壓卸除預壓荷載。支架卸載 6h 后，應監測記錄各監測點位移量。沉降量的測量采用高精度水準儀或全站儀，預壓時設專人進行觀測，記錄初始前的高程和加載后的高程值，然后計算出沉降量。彈性、非彈性變形測量在底模安裝完成后，在模板頂面每個觀測點位置釘鐵釘作為基準點，加載前進行初始標高測量，卸載后再進行相對標高測量，兩者之間25、差值，即為模型、支架總的非彈性變形值。對底模觀測點進行加載后（卸載前）測量，并與卸載后標高進行比較，差值即為支架彈性變形值。(4)加載、卸載注意事項1、只有在整個支架全面檢查驗收合格后方能進行加載工作。2、對各個壓重荷載必須認真稱量、計算和記錄，由專人負責。3、所有壓重荷載應提前準備至方便起吊運輸的地方。4、加載應從箱梁中間向兩邊分層對稱進行。5、在加載過程中要求詳細記錄加載時間、噸位及位置，測量組作現場跟蹤觀測。發現異常情況應及時停止加載，及時分析，采取相應措施。如果實測值與理論值相差太大應分析原因后再確定下一步方案。6、加載全過程中，要統一組織，統一指揮，要有專業技術人員及負責人在現場協調。7、根據測量結果在支架變形穩定才能開始卸載，卸架時應從箱梁兩邊向中間分層卸載。8、支架卸載后，應對底模表面進行清理，并根據加載后支架沉降量，設置底模預拱度，調整底模標高。