橋梁高支架搭設工程施工方案(15頁).doc
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2023-07-07
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1、橋梁高支架施工方案一、 工程概況XXX接線工程八標段,自樁號K5+088起至K6+016止,含CB、CC匝道的一部分,橋梁主線長度928米,橋面寬2549.6米,橋梁面積35930.8平方米。本段橋梁沿XX河河道架設,樁基為鉆孔灌注樁,采用C30與C35鋼筋砼,樁徑為1.2米和1.5米兩種。承臺為C30鋼筋砼,墩柱采用C30與C35鋼筋砼,橋梁上部結構采用C50預應力混凝土連續箱梁,橋面鋪裝采用C40鋼筋混凝土。其中36#橋、37#橋及CB匝道、CC匝道與XX路立交相接,其墩柱高度均為30米左右,最高的36#橋墩柱高達33米。因此其上部結構現澆箱梁的的支架施工是這幾聯橋最大的施工難點及危險源。2、因此特對這部分支架專門編制施工方案。二、 總體施工方案根據現場情況及上部荷載大小,我項目部擬采用兩種施工方案。CB匝道、CC匝道由于其上部結構荷載較小,且支架高度約為26米高,因此該部分箱梁施工采用滿堂支架施工。對基礎進行換填石渣處理后,頂面硬化12cmC20砼墊層,然后直接搭設滿堂支架進行箱梁施工。36#橋、37#橋為主線橋,上部結構荷載較大,且支架高度最高,達到33米以上,因此該部分箱梁施工采用鋼管樁+縱向貝雷梁的高平臺形式作為現澆箱梁的支架基礎,鋼平臺上部搭設碗扣支架進行箱梁施工。下面就這兩種方案分別進行驗算布置。三、 CB匝道、CC匝道(一) 支架驗算1、 荷載計算以其中最先施工的CB3、6#橋為例進行荷載計算。CB6#橋箱梁總砼方量為465m3,自重荷載為46526=12090kN。由于箱梁支架高度較大,因此其上部荷載通過縱橫向壓縮木、方管的傳遞,下部支架可近似為均布荷載,箱梁總長度為382=76米,箱梁底板寬度3.7米,因此下部支架承受的箱梁自重均布荷載為12090(763.7)=43kN/m2??紤]支架模板自重、及施工荷載,自重荷載乘以1.2的系數作為支架驗算荷載,431.2=51.6kN/m2。2、 立桿驗算碗扣支架布置形式暫按9090120布置,因此單根立桿承受豎向荷載為0.90.951.6=41.796kN。碗扣支架立桿按483.0鋼管,A0=4242;1) 立桿強4、度驗算:=N/A0=41.796/424=98.6Mpa=140 Mpa;所以立桿滿足強度要求。2) 立桿穩定驗算:鋼管回轉半徑:r=15.95mm;鋼管長細比為=L/r=1200/15.95=75.2480;查表得=0.74;=N/A0=41.796/0.74424=133.2Mpa=140 Mpa;所以立桿滿足穩定性要求。雖然立桿穩定性滿足驗算要求,但與容許值較為接近,因為計算時取得是平均值,考慮到橫梁位置砼單位面積重量最大,因此將橫梁位置處的支架加密為6090120。2、 其余計算箱梁支架的方管及壓縮木的排布及計算,參見箱梁支架施工驗算,這里就不再贅述。(二) 支架施工1、 基礎處理清理5、干凈基坑內雜物,周圍支護用雜木桿拔除。采用分層回填,回填材料采用石渣或黃沙,每層回填不超過50cm,回填時能夠用壓路機時盡量采用壓路機壓實,底部狹窄處及邊角采用振動夯進行夯實。基坑回填至河床頂平后,對滿堂支架范圍基礎進行石渣換填處理,采用50噸壓路機整體全斷面碾壓處理,要求壓路機碾壓后基礎頂面無明顯輪跡,發現有翻漿現象,馬上換填重新碾壓?;踊靥罴败浫醯胤教幚硗旰?,平整場地并壓實處理。測量人員測定地面標高,確定鋪設砼厚度及范圍,砼厚度按12cm澆筑,兩側比箱梁橋各寬出1米。現場對施工人員及機械操作人員進行交底。采平板振搗器振搗密實。頂面鋪設塑料薄膜獲草簾進行養護。砼澆筑完成后在兩側設置排水溝避6、免雨水等浸泡。2、 支架布置形式碗扣式支架排列間距為縱向碗扣式支架排列間距為縱向0.9m,橫向0.9m,節高1.2m,在橫梁及箱室變化段位置應力集中處變為縱向0.6m,橫向0.9m,節高1.2m。加密段支架與整體連結。由測量員定位箱梁中心線及邊線后,人工拼裝碗扣支架,支架下承托支牢在1215方木上,方木頂面要用水平尺找平。上、下立桿鋼管接為一體時,其接點處要插牢,兩管在同一軸線上保持垂直。縱橫向碗扣支架立桿應保持在一條直線上,以保證立桿頂部方管位于頂托中心。3、 加設剪刀撐隨著碗口支架搭設,縱橫向剪刀撐均應與支架高度同步搭設。縱向剪刀撐搭設在碗扣支架外側,45度角交叉呈菱形布置。采用6米鋼管搭7、接,搭接長度不小于80cm,搭接部位不少于3個扣件。橫向斜撐每隔兩排立桿加設一排,橫向斜撐成45度角向上從最外一側立桿到另一側立桿成之字型一直加到頂部。水平剪刀撐加設三層,位于頂底層橫桿位置及中間橫桿位置處。并用鋼管及扣件搭成井字型,將墩柱抱在中間,使支架與墩柱連接在一起,提高支架的穩定性。井字架加設間距4.8米,每根墩柱至少抱5層。4、 預壓預壓的目的:消除地基沉降的影響;消除支架非彈性變形的影響;檢驗支架的穩定性安全性是否滿足施工要求;提供彈性變形數據,做為施工的依據。觀測點的設置在各孔的1/2、1/4跨及墩臺橫斷面位置設觀測高程點。觀測時儀器、水準點應固定,減少系統誤差。對觀測點統一編號8、登記,測高程作好記錄。觀測內容:地基沉降、非彈性壓縮和彈性壓縮。預壓分三次進行,預壓荷載用砼預壓塊(0.5m3/個)+水袋的方式按施工荷載均布施壓。第一次加載50%,觀測48小時;第二次加載至滿荷,進行觀測,然后每天觀測2次,但最終沉降量3天應穩定在3mm內,方可卸載。卸載:卸載時應均布卸載。第一次卸載50%,停46小時,觀測一次沉降值;第二次卸載50%,測變形恢復,24小時內作2次觀測。并計算彈性壓縮值作為預留拱值的參考。四、 36#、37#橋高支架(一) 支架計算1、 荷載計算(以36#橋為例)(1) 橫梁位置箱梁截面積:49.64m2,49.6426=1290.64KN/m。(2) 箱室9、變化段箱梁平均截面積:(19.66+31.022)/2=25.34m2,25.3426=658.86KN/m。(3) 箱室標準段箱梁截面積:19.66m2,19.6626=511.16KN/m。(4) 支架、模板、施工人員及砼澆注振搗荷載按照滿堂支架驗算時采取的荷載:模板、支架及貝雷梁自重:約為144KN/m;施工人員及機具產生的縱向均布荷載:1.5kPa22.8=34.2KN/m;砼澆筑產生的荷載:6.0 kPa22.8=136.8KN/m;砼振搗產生的荷載2.0 kPa22.8=45.6KN/m; 共計:360.6KN/m。2、 縱向貝雷梁計算縱向貝雷梁以上的碗扣支架、方鋼管、壓縮木及竹膠10、板驗算與滿堂支架相同,這里就不再重復,只對碗扣支架以下部分進行驗算。由于下部采用鋼管樁支撐高平臺,縱向貝雷梁在鋼管樁頂部拼裝困難,且高空作業極為危險,因此縱向貝雷梁采取在地面拼裝完成一跨,然后進行吊裝,兩跨之間貝雷梁采用搭接形式。因此驗算時,每一跨貝雷梁均按簡支梁計算。初步縱向鋼管樁布置如下圖所示,墩柱位置處跨徑為4.2米,箱室變化段跨徑為6米,中間標準段最大跨徑為9.9米。按照這三種跨徑分別驗算如下。(1) 墩柱位置4.2米跨徑均布荷載:q1=1290.64+360.6=1651.24 KN/m,Mmax1=q1l12/8=(1651.244.22)/8=3640.98KNm,R1= q1l11、1/2=(1651.244.2)/2=3467.6KN。(2) 箱室變化段6米跨徑均布荷載:q2=658.86+360.6=1019.46 KN/m,Mmax2=q2l22/8=(1019.4662)/8=4587.57KNm,R2= q2l2/2=(1019.466)/2=3058.38KN。(3) 標準段9.9米跨徑均布荷載:q3=511.16+360.6=871.76KN/m,Mmax3=q3l32/8=(871.769.92)/8=10680.15KNm,R3= q3l3/2=(871.769.9)/2=4315.21KN。根據以上計算,跨中彎矩最大的位于標準段9.9米跨徑處,因此貝雷12、梁布置驗算按照該跨驗算。貝雷梁的截面慣性矩為WBL=3578.5cm3。= Mmax/nWBL w=145MPa10680.15/(n3578.5) w=145MPa n21即縱向貝雷梁排數不得少于21排。由于箱梁底板寬度為22.8米,考慮到貝雷梁盡量與上部支架對齊,因此貝雷梁按照橫向90cm間距布置,22.80.925,滿足計算要求。貝雷梁的撓度由兩部分組成,一部分是非彈性撓度(銷孔處間隙),一部分是彈性撓度(貝雷梁本身發生的變形)。(1)非彈性撓度計算(9.9米間距): 貝雷梁高度H=1500mm,銷孔間隙L=0.5mm,銷孔直徑d=300cm,貝雷片數量n=4,則f0=(1/3)Ln2=13、(1/3)0.542=2.7mm=0.27cm。(2)彈性撓度計算:采用經驗撓度計算(節數n=4節):F=0.3556n2/8=0.355642/8=0.71cm;則總撓度為:0.27+0.71=0.98cmL/400=9.9/400=2.5cm;故貝雷梁撓度滿足要求。3、 長橫梁驗算根據箱梁橫斷面尺寸及各箱室腹板間距,初步確定橫橋向鋼管樁間距為3米。頂部長橫梁初步確定擬采用2H60型鋼。(1) 均布荷載計算根據縱向貝雷梁計算時各種跨徑簡支梁兩端支反力數值可以看出,標準段9.9米跨徑支反力最大(4315.21KN),即連續兩跨9.9米簡支梁時,中墩支反力最大即4315.212=8630.42K14、N。長橫梁長度按照箱梁下的11排鋼管樁間距計算,長橫梁長度為3.5+3米8+3.5=31米,則均布荷載為8630.4231=278.4KN/m。(2) 長橫梁驗算Mmax=333.64KNm。R=470.37+582.52=1050.89KN。長橫梁采用2根H60型鋼并排組成。H60型鋼的截面抵抗矩為W60=2610cm3, 截面慣性矩為I60=78200cm4。=Mmax/2W60=333.64/5220=63.9MPaW= 145MPa。強度滿足要求。由于該型鋼橫梁為不等跨連續梁,撓度計算復雜,現取最大一跨按簡支梁計算,如能滿足剛度要求,則該不等跨連續梁也能夠滿足剛度要求。鋼材的彈性模量E15、=2.1105MPa;f=(5ql4)/(384EI)=(5333.643.54)/(3842.1105278200)=0.0019ml/400=0.009m故剛度滿足要求。因此長橫梁采用2H60型鋼能夠滿足強度及剛度要求。4、 短橫梁驗算由于下部鋼管樁平臺高度達26米高,因此為保證鋼平臺的穩定性,鋼管樁采用雙排鋼管樁,鋼管樁之間設置橫向連接以加強鋼平臺的穩定性。這樣橫梁下需設置縱向短橫梁將荷載傳遞到兩排鋼管樁上。根據橫梁計算可以看出,長橫梁產生的最大支反力為1050.89KN。即短橫梁跨中承受一個集中荷載,兩排鋼管樁間距為3米,短橫梁也采用2H60型鋼。按照簡支梁計算,Mmax=Pl/4=116、050.893/4=788.17KNm。R=P/2=1050.89/2=525.45KN。=Mmax/2W60=788.17/5220=151MPa1.25W= 181MPa。強度滿足要求。f=(Pl3)/(48EI)=(1050.8933)/(482.1105278200)=0.0018ml/400=0.0075m剛度滿足要求。雖然強度計算結果超過容許應力,但臨時結構容許應力可以乘以1.3的系數,而且實際施工中可以通過添加牛腿等提高橫梁的承載能力,因此該短橫梁能夠滿足要求。5、 鋼管樁驗算按照短橫梁計算可知,每根鋼管樁承受525.45KN的荷載。鋼管樁采用426,壁厚8mm,截面積Az=0.17、0105m2,回轉半徑i=0.148m。由于鋼管樁高度大約26米,因此兩排鋼管樁之間加設橫向平聯及斜撐,橫向平聯間距暫定為4米。=N/A=525.45/0.0105=50MPa W= 145MPa。鋼管樁穩定性:鋼管樁細長比為:=L/r=4000/148=27查表得:=0.9;=N/(A)=525.45/(0.90.0105)=55.6 MPa1.3W=188.5MPa。穩定性滿足要求。6、 鋼管樁基礎根據計算,鋼管樁最大承受的荷載為525.45kN。根據現場地質報告,鋼管樁入土深度達到7米以上,采用DN90的振動錘振沉鋼管樁,振動錘的激振力為496KN,且鋼管樁的樁側摩阻力隨時間增長而增大,18、振動錘振沉鋼管樁時由于樁側土層液化摩阻力降低,隨時間增長,樁側土層回復后,樁側摩阻力隨之增大,鋼管樁承載力也隨之增大,可以滿足施工要求。7、 鋼平臺上部支架計算鋼平臺上部支架采用與滿堂支架相同布置形式,具體立桿、方管、壓縮木的計算這里就不再贅述。(二) 鋼平臺結構根據上述結構計算,確定鋼平臺采用4268mm的鋼管樁,鋼管樁采用DN90的振動錘振沉。鋼管樁之間采用I12a的小工字鋼進行連接形成框架。型鋼平聯間距為4米,每層平聯之間加設I12a的小工字鋼斜撐。鋼管樁頂部短橫梁及橫橋向長橫梁均采用2H60型鋼,上部縱梁采用貝雷梁,按90cm間距布置。考慮到鋼管樁高達26米,雖然采用雙排樁的布置形式,19、但細長比仍然很大,因此縱橋向將雙排鋼管樁加設I12a平聯,以加強支架的縱橋向穩定性。兩個雙排鋼管樁間加設4道I12a平聯,每三個雙排鋼管樁連接在一起。(三) 鋼平臺施工1、 鋼管樁施工鋼管樁采用長度為6-12m,超過10m的,現場焊接接樁,接樁焊縫加設四塊綴板,發現焊縫不飽滿、接樁處兩側出現錯臺時立即進行整改,重新加焊、補焊,檢驗合格后方可使用。鋼管樁構件運輸最大長度12m,構建單重2.2t。構件在出廠前標上重量、重心和吊點的位置,以便吊運安裝,運輸采用掛車運至現場。鋼管樁下沉采用懸打法施工,用50t履帶吊車配合DN90振動打樁錘施打鋼管樁。履帶吊首先停放在河道北岸,定出樁位后即進行第一排鋼管20、樁施打。振動錘振動過程中要不斷的檢測樁位與樁的垂直度,發現偏差要及時糾正。第一節鋼管樁打到位后,若長度不夠要求,需要進行接樁,利用吊機提升第二節鋼管樁,確定樁的垂直度滿足要求后,在現場按要求焊接連成整體,再行施打。每根樁的下沉要一氣呵成,中途不可有較長時間停頓,以免樁周土擾動恢復造成沉樁困難。鋼管樁振沉施工根據入土深度及是否出現跳錘來確定。如入土深度小于3米,需上報項目部,根據鋼管樁位置,加設鋼管樁以保證鋼管樁穩定性。鋼管樁必須采用DN90的振動錘進行振沉,項目部現場管理人員對每一根鋼管樁均必須確認采用DN90的振動錘振沉時出現跳錘現象,鋼管樁不再下沉。2、 鋼管樁間剪力撐、平聯、樁頂分配梁施21、工每一排樁施工完畢后,立即進行樁間剪力撐、平聯、樁頂分配梁施工。在鋼管樁上進行平聯、牛腿位置測量放樣。實測樁間長度并在加工場地下料,同步進行牛腿加工、焊接及剪力撐、分配梁加工。用吊機懸吊平聯、剪力撐,到位后焊接?,F場技術人員及時檢查焊縫質量,合格后進行橫向分配梁架設。吊機吊牛腿及橫梁到測量放樣位置后安裝并簡易固定,電焊工按測量放樣位置焊接牛腿,技術員檢查合格后,將橫梁焊接在牛腿上。3、 鋼管樁施工要點及注意事項沉樁開始時,可以靠樁的自重下沉,然后吊裝振錘和夾具與樁頂連接牢固,開動振錘使樁下沉。當振動錘出現跳錘現象即認為合格。每次振動持續時間過短,則土的結構未被破壞,過長則振動錘部件易遭破壞。振22、動持續時間長短應根據不同土質、機械確定,一般不宜超過10-15min。測量人員現場精確指揮,在鋼管樁打設過程中要不斷檢測樁位和垂直度,并控制好樁頂高程。下沉如鋼管樁傾斜,及時牽引校正,每振1-2min要暫停一下,并校正鋼管樁一次。鋼管樁之間的接頭必須滿焊,各加長勁板也須滿焊并符合要求。在施工過程中可能會遇到鋼管樁不能順利振沉、鋼管樁已振沉但承載力不夠等不可見因素。如遇類似情況,應及時組織專家組進行解決,決不能蠻干、亂干,確保萬無一失。4、 貝雷梁施工在鋼管樁頂橫梁上進行測量放樣,定出貝雷梁準確位置。將拼裝好的一組貝雷主桁片裝車運至吊機后面。將貝雷每四片分為一組,吊車起吊準確就位后先牢固捆綁在橫23、梁上,然后焊接限位器,每排貝雷架之間用花架連接。單組貝雷架吊裝時必須設置兩個起吊點,并且等距離分布,保持吊裝過程中貝雷梁平衡,以避免吊裝過程中產生扭曲應力。貝雷梁全部架設完畢后,上邊再鋪設橫向1215方木,間距滿足其上滿堂之架的架設要求。便橋及箱梁支撐在每個墩位處進行連接,形成一個互通的工作平臺。(四) 安全保證措施1、從事高處作業的隊伍必須落實安全防護措施,方可施工。2、高處作業人員必須經安全教育,熟悉現場環境和施工安全要求。對患有職業禁忌證和年老體弱、疲勞過度、視力不佳及酒后人員等,不準進行高處作業。4、高處作業人員要按照規定穿戴勞動保護用品,作業前要檢查、作業中要正確使用防墜落用品與登高24、器具、設備。5、不符合高處作業安全要求的材料、器具、設備不得使用。高處作業所使用的工具、材料、零件等必須裝入工具袋;不準投擲工具、材料及其他物品;易滑動、易滾動的工具、材料堆放在腳手架上時,應采取措施,防止墜落。6、作業時,必須鋪設牢固的腳手板,并加以固定,腳手板上要有防滑措施。7、高處作業與其它作業交叉進行時,必須按指定的路線上下,禁止上下垂直作業,若必須垂直進行作業時,須采取可靠的隔離措施。8、高處作業應與地面保持聯系,根據現場情況配備必要的聯絡工具,建議由監護人負責進行聯絡。9、在采取地(零)電位或等(同)電位作業方式進行帶電高處作業時,必須使用絕緣工具或穿均壓服。10、貝雷拼裝完成后,在貝雷底部設置安全網及密目紗網,以防止高空墜落及墜物。