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1、新溆高速第十六合同段橋梁蓋梁支架專項施工方案一、工程概況我合同段起點為溆浦縣油洋鄉麻溪村，路線沿X012南側展線，經甘溪村、莊坪村、河底江村、三板橋村、橋江鎮槐蔭村，路線終點為橋江鄉獨石村。路線全長5.685km。其中，橋梁工程包括大中橋梁1687m/6座，橋梁下部構造設計有擴大基礎、U型橋臺、樁基礎、承臺、肋板、立柱、蓋梁等結構形式，上部構造有預應力空心板、T梁、現澆箱梁等結構形式，現在正進入高空作業蓋梁施工。為確保橋梁蓋梁施工按總體施組中的工期順利開展,特制定以下有關橋梁蓋梁支架施工的專項方案。二、 施工部署我部施工的橋梁工程共計6座，其中K75+722擂鼓坡大橋蓋梁支架采用包箍法施工，其2、余K76+370.5廖家灣大橋、K78+285新塘灣大橋及A、B匝道橋、K79+532向家山大橋等五座橋梁蓋梁采用剪力銷法施工。三、 施工方案及穩定計算（一） 包箍法施工方案蓋梁包箍法無支架施工可操作性強，有很高的安全保證體系，外觀輕巧又便于檢查驗收，可以較好控制施工安全，支模可以省很多工時，對地基要求不高，節省支撐鋼管，大大降低了成本。抱箍法無支架施工很少影響道路、河道的交通和通航，有利于快速施工和文明施工，具有很好的推廣應用價值。1、蓋梁抱箍法結構設計 按最大立柱與蓋梁尺寸進行設計驗算，根據設計施工圖，選定擂鼓坡大橋7#墩墩柱為200cm，蓋梁尺寸為170*220（寬*高）為設計驗算依據（3、1）、側模與端模支撐 側模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板高為10cm，在肋板外設216違帶。在側模外側采用間距1.0m的216b作豎帶，豎帶高2.9m；在豎帶上下各設一條20的栓桿作拉桿，上下拉桿間間距2.7m，在豎帶外設48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。 端模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板高為10cm。在端模外側采用間距1.0m的216b作豎帶，豎帶高2.9m；在豎帶外設48的鋼管斜撐，支撐在橫梁上。 （2）、底模支撐 底模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板高為10cm。在底模下部采用間距0.6m工16型鋼作橫梁，橫梁長4.4m。蓋梁懸出端底模下設三角支架支撐，三角支架放在橫梁上。4、橫梁底下設縱梁。橫梁上設鋼墊塊以調整蓋梁底2%的橫向坡度與安裝誤差。與墩柱相交部位采用特制型鋼支架作支撐。 （3）、受荷縱梁 在橫梁底部采用雙層1排加強型貝雷片（標準貝雷片規格：3000cm1500cm，加強弦桿高度10cm）連接形成縱梁，長12m，每組中的兩排貝雷片拼裝在一起，兩組貝雷梁位于墩柱雙側，中間間距233.6cm，貝雷梁底部采用3m長的工16型鋼作為貝雷梁橫向底部聯接梁。貝雷片之間采用銷連接。縱、橫梁以及縱梁與聯接梁之間采用U型螺栓連接；縱梁下為抱箍。 （4）、抱箍 采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚t=16mm）制成， M24的高強螺栓連接，抱箍高1734cm，采用66根高強螺栓連接。抱5、箍緊箍在墩柱上產生摩擦力供給上部結構的支承反力，是首要的支承受力結構。為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力，同時對墩柱砼面保護，在墩柱與抱箍之間設一層23mm厚的橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。 （5）、防護欄桿與與工作平臺 欄桿采用50的鋼管搭設，在橫梁上每隔2.4米設一道1.2m高的鋼管立柱，豎向間隔0.5m設一道鋼管立柱，鋼管之間采用扣件連接。立柱與橫梁的連接采用在橫梁上設0.2m高的支座。鋼管與支座之間采用銷連接。 工作平臺設在橫梁懸出端，在橫梁上鋪設2cm厚的木板，木板與橫梁之間采用鐵絲綁扎牢靠。 2、蓋梁抱箍法結構驗算（1）、荷載計算 砼澆筑時的側壓力：Pm=Kh 式中：K-外加劑6、影響系數，取1.2； -砼容重，取26kN/m3； h-有用壓頭高度。 砼澆筑速度v按0.6m/h，入模溫度按20考慮。 則：v/T=0.6/20=0.0030.035 h=0.22+24.9v/T=0.22+24.90.03=1.0m Pm= Kh=1.2261=31.2kPa 砼振搗對模板產生的側壓力按4kPa考慮。 則：Pm=31.2 kPa +4 kPa =35.2kPa 蓋梁長度每延米上產生的側壓力按最不利情況考慮（即砼澆筑至蓋梁頂時）： P=Pm（H-h）+Pmh/2=35.22+35.21/2=88kN （2）、拉桿拉力驗算 拉桿采用（20圓鋼）間距1.0m，1.0m范圍砼澆筑時7、的側壓力由上、下兩根拉桿承受。則有： =（T1+T2）/B=1.2P/2r2 =1.088/20.012=139MPa=160MPa利用20圓鋼拉桿間距1m布置滿足應力要求。豎帶抗彎與變形程度計算 設豎帶兩端的拉桿為豎帶支點，豎帶為簡支梁，梁長L0=2.0m，砼側壓力按均布荷載q0考慮。 豎帶 16b的彈性模量E=2.1105MPa;慣性矩Ix886cm4;抗彎模量Wx=108cm3 q0=35.21.0=35.2kN/m 最大彎矩：Mmax= q0l02/8=35.22.02/8=17.6kNm = Mmax/2Wx=17.6/(210810-6) =81481Kpa82MPaw=160MP8、a(可) （3）變形程度計算：fmax=5q0l04/3842EIx=535.22.04/(38422.110888610-8)=0.002mf=l0/400=2.0/400=0.005m （4）、橫梁計算 采用間距0.4m工16型鋼作橫梁，橫梁長4.6m。在墩柱部位橫梁設計為特制鋼支架，該支架由工16型鋼制作，每個墩柱1個，每個支架由兩個小支架栓接而成。故共布設橫梁31個，特制鋼支架2個（每個鋼支架用工16型鋼18）。蓋梁懸出端底模下設特制三角支架，每個重約8kN。 a.荷載計算 蓋梁砼自重：G1=43.27m326kN/m3=1125kN 模板自重：G2=49kN 側模支撐自重：G3=229、0.1722.0=7.5kN 三角學支架自重：G4=82=16kN 施工荷載與其他荷載：G5=20kN 橫梁上的總荷載：GH=G1+G2+G3+G4+G5=1125+49+7.5+16+20=1218kN qH=1218/12=102kN/m 橫梁采用0.4m的工字鋼，則作用在單根橫梁上的荷載GH=1020.4=41kN 作用在橫梁上的均布荷載為： q= G/l=41/2.4=17kN/m(式中：lH為橫梁受荷段長度，為2.4m) 橫梁抗彎與變形程度驗算 橫梁的彈性模量E=2.1105MPa;慣性矩I=1127cm4;抗彎模量Wx=140.9cm3 最大彎矩：Mmax= ql2/8=172.410、2/8=12.2kNm = Mmax/Wx=12.2/(140.910-6) =8658687MPaw=160MPa(可) 最大變形程度：fmax=5ql4/384EI=5172.44/(3842.1108112710-8)=0.0031mf=l0/400=2.4/400=0.006m(可) （5）、縱梁計算 縱梁采用單層四排加強型貝雷片（標準貝雷片規格：3000cm1500cm，加強弦桿高度10cm）連接形成縱梁，長12m。 荷載計算 橫梁自重：G6=12/0.44.60.169=23kN 貝雷梁自重：480.39.8=94kN 縱梁上的總荷載： GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G11、7=1125+49+7.5+16+20+23+94=1335kN 縱梁所承受的荷載假定為均布荷載q： q= GZ/L=1335/6.8=196kN/m a計算支座反力RA/B： RA/B=1/2 ql=1/2 1966.8=666.4 KNMmax=1/81966.82=1132kNm 貝雷片的允許彎矩計算 查公路施工手冊 橋梁和涵洞第923頁，單排單層貝雷桁片的允許彎矩M0為975kNm。 則四排單層的允許彎矩M=49750.9=3510 kNm(上下加強型的貝雷梁的允許變矩應大于此計算值) 故：MB=1132kNmM=3510 kNm 滿足強度要求 縱梁變形程度驗算 貝雷片剛度參數 彈性模12、量：E=2.1105MPa 慣性矩：I=Bhh/2=(25.4824)150150/2=2293200cm4最大變形程度發生在蓋梁中間 fmax=648q/EI=648112/(2.1108229320010-8)=0.015m f=a/400=6.8/400=0.017m fmaxf變形符合要求。（6）、抱箍計算 抱箍承載力計算 荷載計算 每個蓋梁按墩柱設兩個抱箍體支承上部荷載，由上面的計算可知： 支座反力RA/B=1/2ql=1/2 1966.8=666.4 KN以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力N進行計算，該值即為抱箍體需產生的摩擦力。 抱箍受力計算 螺栓數目計算 抱箍體需承受的豎向壓力N13、=666.4kN 抱箍所受的豎向壓力由M24的高強螺栓的抗剪力產生，查路橋施工計算手冊第426頁： M24螺栓的允許承載力： NL=Pn/K 式中：P-高強螺栓的預拉力，取225kN; -摩擦系數，取0.3； n-傳力接觸面數目，取1； K-安全系數，取1.7。 則：NL= 2250.31/1.7=39.7kN 螺栓數目m計算： m=N/NL=666.4/39.7=16.717個，取計算截面上的螺栓數目m=18個。 則每條高強螺栓供給的抗剪力： P=N/18=666.4/18=37KNNL=39.7kN 故能承擔所要求的荷載。 螺栓軸向受拉計算 砼與鋼之間設一層橡膠，按橡膠與鋼之間的摩擦系數取14、=0.3計算 抱箍產生的壓力Pb= N/=666.4kN/0.3=2221.3kN由高強螺栓承擔。 則：N=Pb=2221.3kN 抱箍的壓力由18條M24的高強螺栓的拉力產生。即每條螺栓拉力為 N1=Pb/18=2221.3kN /18=123kNS=225kN =N/B= N（1-0.4m1/m）/B 式中：N-軸心力 m1-所有螺栓數目，取：36個 B-高強螺栓截平面或物體表面積，B=4.52cm2 =N/B=Pb(1-0.4m1/m)/B=2221.3(1-0.436/18)/364.5210-4 =109208kPa=109MPa=140MPa 故高強螺栓滿足強度要求。 抱箍體的應力15、計算： 抱箍壁為受拉產生拉應力 拉力P1=18N1=18123=2214（KN） 抱箍壁采用面板16mm的鋼板，抱箍高度為0.5m。 則抱箍壁的縱向截平面或物體表面積：S1=0.0160.5=0.008(m2) =P1/S1=2214/（0.0082）=138.4(MPa)=140MPa 滿足設計要求。 抱箍體剪應力 =（1/2RB）/（2S1） =（1/2666.4）/（20.008） =21MPa=85MPa 滿足強度要求。 根據以上計算，抱箍與貝雷梁組合施工支架驗算符合各項應力驗算要求，安全經濟可行。（二）、剪力銷法施工方案1、蓋梁設計技術參數我標段蓋梁的結構尺寸有多種形式，在此僅以最大16、尺寸蓋梁為例進行介紹，該蓋梁長10.78m，寬2.3m，高1.5m，設計為C30鋼筋砼，設計砼方量35.7m3，鋼筋含量5.9T。具體細部尺寸如圖1所示。 圖12.擬用施工方案根據我標段的實際情況決定采用剪力銷法施工。該方法的施工原理是，在墩柱上穿剪力棒承載工字鋼，以工字鋼為受力主梁搭設蓋梁受力底座，在此底座上進行蓋梁模板、鋼筋、砼的施工。施工要點在于穿剪力棒搭設蓋梁底座受力平臺。通過粗略估算計劃采用以下材料搭設蓋梁底座受力平臺。采用90mm鋼棒作剪力棒，左右墩柱各1根。采用36b工字鋼作為受力主梁，墩柱兩側各1根。采用16a槽鋼作小橫梁，在工字鋼上按中到中45cm間距布置，共布設20根。采用17、10cm*10 cm方木作為蓋梁底模墊層，在槽鋼上按中到中25cm間距布置，共布設10道。采用10 cm *30 cm木楔作為高度調平層，安裝在槽鋼與方木之間。具體布置如圖2所示。圖23.受力驗算通過圖2可以看出，蓋梁荷載首先通過方木傳遞到槽鋼上，再通過槽鋼傳遞到工字鋼上，最后傳遞到剪力棒上。所以我們對方木、槽鋼、工字鋼、剪力棒都進行了驗算。在實際施工中，部分鋼筋和墩柱頂砼的重量由墩柱承擔，底座承載的蓋梁重量小于蓋梁實際重量，在計算中仍按蓋梁實際重量計算，以提高受力底座的安全系數。1）、荷載計算(1)蓋梁模板的自重Q1我標段該型號蓋梁的模板重量為6.3T，即：Q1=63KN。(2)蓋梁砼的重量18、Q2蓋梁砼的總方量為35.7 m3，參照簡明公路施工手冊取鋼筋砼容重為26 KN/m（含鋼筋），可得：Q2=35.7 m3*26KN/m3=928.2 KN(3)施工人員和施工機具荷載Q3進行砼澆筑時，蓋梁上面只有34個施工人員及小型振搗器械，所以取：Q34 KN(4)振搗砼時的荷載Q4參照相關資料，振搗砼時在有效范圍內產生的荷載為2.0Kpa，所以取：Q42.0 m *2.0 m *2.0 Kpa =8KN(5)方木的重量Q5方木每道的鋪設長度L=11.2-1.4*2=8.4 m，參照相關資料木=6KN/m3，所以方木的重量為：Q5=V*木=8.4*10*0.1*0.1*6=5.04KN。 19、(6)槽鋼的重量參照相關資料，16a槽鋼的延米重量=197.5N/m，每根槽鋼長度為300cm，放置20根，共長L=60m。所以槽鋼的重量為： Q6=L*=60*197.5=11.9 KN(7)工字鋼的重量參照相關資料，36b工字鋼的延米重量=656.6N/m，工字鋼2根長度24m，所以工字鋼的重量為： Q7= L*=24*656.6=15.76 KN2） 方木的受力驗算方木所受荷載為：Q木=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1008.2 KN參照簡支梁的內力計算方法q=（1008.211.2）10=9.0 KN/mM=ql2/8=227.81N*mW=a3/6=1.67*10-4m3= M/W=20、227.81/1.67*10-4=1.36MPa14.5 MPa方木鋪設滿足受力要求。3）槽鋼的受力驗算槽鋼所受荷載為：Q槽=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+ Q6=1020.1 KNq=(1020.111.2)*0.452.3=17.8 KN/m參照外伸臂梁計算跨中彎距，如圖3所示。圖3M= qlx*（1-a/x）（1+2a/l）-x/l）/2=4.1*103 N*mW=40.9cm3= M/W=100MPa215 Mpa槽鋼的鋪設滿足受力要求。4）工字鋼的驗算（1）受力驗算工字鋼所受荷載為：Q工=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+ Q6+ Q7=1035.9KNq=（1035.911.2）2 =21、46.25KN/m 參照外伸臂梁計算跨中彎距，如圖3所示。M=qlx*（1-a/x）（1+2a/l）-x/l）/2=1.40*105 N*mW=920.8 cm3= M/W=152.04MPa215 MPa（2）撓度驗算q=46.25KN/m，E=2.1*105 MPa，I=16574 cm4F=ql4（5-24a2/l2）/384EI=0.016mF/L=1/4181/400撓度變形滿足規范要求5）剪力棒的受力驗算剪力棒主要承受剪力，所以只進行剪力驗算：Q棒=Q工=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+ Q6+ Q7=1035.9KNT棒= Q棒/4=259KN，S=3.14*0.0452=6.3622、*10-3m2=T/S=40.7MPa125 MPa剪力棒尺寸滿足受力要求。6）驗算結果通過受力驗算，擬用方案滿足蓋梁受力要求，可以組織施工。4.剪力銷法蓋梁施工工藝1）設置剪力棒預留孔當墩柱施工到設計頂高程，進行最后一次澆筑砼時，需要設剪力棒預留孔。根據我標段的施工情況，決定預埋內徑為10cm的硬脂PVC管，預埋位置在蓋梁底71cm。這71cm包括36cm工字鋼高度，6.5cm槽鋼高度，10cm木楔高度，10cm方木高度，8.5 cm蓋梁底模厚度。2）搭設蓋梁受力底座墩柱全部澆筑完成并拆模后，及時找到預留孔位置并穿入剪力棒，穿入后的剪力棒應保持居中放置。然后緊貼墩柱站立放置工字鋼，工字鋼的放23、置也應保持居中，并且在墩柱兩側將兩根工字鋼連接在一起，在跨中也設一道連接，連接的力度不必太大，以保持工字鋼不產生剛度形變為度，現場我們采用法蘭連接。工字鋼安裝完成后，在上面放置槽鋼，每根槽鋼的兩端與工字鋼綁扎在一起，以免滑動。3）鋪設底模并調平利用4個千斤頂進行控制在設計的高程位置。然后鋪設蓋梁底模，底模為大面積拼裝模板，可以通過高強螺栓連接為一個整體，蓋梁底模的鋪設必須保證蓋梁的軸線和底標高符合設計要求，如有偏差必須調整在規范允許的范圍內。底模鋪設完成后，安排專人到蓋梁底重新檢查蓋梁底模與方木的接觸情況，如有局部懸空或沖突的地方，通過木楔進行調整，確保蓋梁底模與方木之間均勻接觸。4）綁扎蓋梁24、鋼筋蓋梁骨架鋼筋在鋼筋加工場地焊接成型，然后吊到蓋梁底模上進行現場綁扎。蓋梁骨架鋼筋在模具上加工，現場我們用12#槽鋼加工了一個模具，在模具上直接定出了蓋梁骨架的長和高，所有起彎點都給出了固定標識，通過模具加工出來的蓋梁骨架鋼筋尺寸誤差非常小，而且平整順直，完全滿足規范要求。蓋梁骨架鋼筋吊到底模上后，通過橫向箍筋綁扎在一起，成型為蓋梁鋼筋籠。5）安裝側模及端模蓋梁鋼筋籠綁扎完成后，進行側模和端模的安裝。側模安座于底模之上，與底模之間采用高強螺栓連接，側模后設通長背肋，通過上下兩層對拉螺桿固定。側模與端模之間通過角法蘭用高強螺栓連接在一起，蓋梁模板連接加固完成后，基本不會產生變形和移動，成為一個25、整體性鋼模。6）蓋梁頂面復測及預埋件定位蓋梁的模板整體性安裝完成以后，及時進行軸線放樣和標高測量。放樣完成后將軸線位置用紅油漆點在兩塊端模上，同時紀錄下這兩點的高程，通過軸線位置量測出蓋梁頂預埋件的位置，通過高程點量測出蓋梁頂面的位置，并確定支座墊石及預埋鋼板的高程。7）蓋梁模板及受力底座的拆除參照規范要求，非承重模板需砼強度達2.5MPa以上時才能拆除，承重模板需砼強度達到設計強度的75%以上時才能拆除，我們的施工日平均氣溫大于10，現場控制在1天以后拆除側模，7天以后拆除底模。側模的拆除比較簡單，只需拆除對拉螺桿，松開連接螺栓，用塔吊分塊將模板吊下即可。底模拆除時，需先將千斤頂卸荷并取出，26、然后取出方木和槽鋼，才能拆除底模，最后取下工字鋼和剪力棒。5.剪力銷法施工注意事項在進行蓋梁施工的時候，我們遇到了許多問題，不同程度的影響了我們蓋梁的施工質量。在這些問題中有些是我們事先沒有考慮到的，有些是因為施工方法不恰當造成的，有些是因為沒有引起足夠重視造成的。為了在今后的施工中避免類似問題再次出現，特做如下總結。1）墩柱頂高程控制措施在墩柱施工時中，最后一次澆筑前必須對模板頂進行高程復測，按照復測高程計算出下返尺寸，在模板內側作好標記，以此為依據嚴格控制墩柱頂面砼標高。2）預埋的PVC管移位、漏漿處理措施在蓋梁施工中，應將PVC管兩端用彩條布封堵，中間灌砂，填成實心管，并且用鋼筋對其定位27、，牢牢固定在墩柱鋼筋的指定位置，解決了在砼澆筑時漏漿和上浮的問題。3）施工平臺寬度處理措施蓋梁寬230cm，槽鋼長度為300cm，第一次施工時居中放置，安裝完蓋梁側模后，兩側只剩30cm空間，在上面鋪木板作為施工人員的行走及施工平臺，寬度太窄，存在不安全因素。解決措施：我們將槽鋼交錯放置，一端與蓋梁側模平齊，另一端外挑65cm，相鄰槽鋼顛倒放置，這樣調整以后，施工平臺的寬度由原來的30cm擴寬到60cm，極大的方便了施工,提高了安全系數。4）蓋梁底模與墩柱間的空隙漏漿處理注意措施：在蓋梁施工中，應用雙面膠條填塞止漿，同時在底模頂面圍繞墩柱用寬膠帶進行多次粘貼。經過這樣處理會很好的解決了模板與墩柱接縫漏漿的問題。7. 高空作業注意事項1、高空作業人員不得穿拖鞋或硬底鞋。所需的材料要事先準備齊全，工具要放在工具袋內。2、高空作業所用的梯子不得缺檔和墊高，同一架梯子不得二人同時上下，在通道處（或平臺）使用梯子要設置圍欄。3、高空作業與地面聯系，要有專人負責，或配有通訊設備。18