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1、大橋32m現澆箱梁滿堂變為貝雷支架工程施工方案 編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 二XX年X月 工程報審表工程項目名稱：XX鐵路新建工程 施工合同段：標段 編號致XX鐵路工程施工監理標段鐵二院監理站（項目監理機構）我單位根據施工合同的有關規定已編制完成XX大橋現澆箱梁滿堂支架變為貝雷支架施工方案，并經我單位技術負責人審核批準，請予以審查。附：XX大橋現澆箱梁貝雷支架施工方案承包單位（章） 負 責 人 日 期 專業監理工程師意見：專業監理工程師 日 期 總監理工程師意見：項目監理機構（章） 總監理工程師 日 期 注：本表2、一式四份，承包單位兩份，監理單位、建設單位各一份。目錄一、支架形式1二、結構檢算41.翼緣板下部貝雷梁檢算5(1)支架結構特性5(2)荷載計算5(3)支架受力圖示52.腹板、底板下貝雷梁檢算6(1)模型結構特性6(2)荷載計算6(3)支架受力圖示73.貝雷梁下部型鋼橫梁驗算7R2R6655.3KN84.鋼管立柱驗算9(3)基礎承臺頂面局部承壓能力檢算95.貝雷梁撓度106.支墩基礎設計檢算10三、滿堂式支架預壓及預拱度調整121、預壓目的122、預壓荷載計算和分布123、觀測點的布置14貝雷支架變形觀測點布置圖144、加載施工155、沉降觀測15現澆梁預壓觀測記錄表(空載、滿載、卸載)176、3、數據計算、分析、整理18（1）荷載作用變形量計算18（2）數據處理187、預壓試驗報告的整理18XX大橋現澆箱梁貝雷支架施工方案本橋梁體為現澆砼簡支箱梁，橋址位于旱地內及跨越兩座河溝。地質為：表層為粗砂和含礫粉質粘土，0=150kPa，厚12m；其下為粗圓礫土，稍密，0=350kPa；其下為0=400kPa的卵石土、0=500kPa的漂石土、全風化弱風化的凝灰巖，地質較好。針對實際情況，為加快施工進度，減少預壓工序，采用在跨中設明挖基礎作為支架下部結構，兩側利用橋墩明挖基礎和承臺作為支架下部結構，貝雷梁作支架。一、支架形式圖1 簡支梁截面形式支架結構具體見圖2、圖3、圖4。圖2 32m箱梁現澆4、支架縱向布置圖（單位：cm）如圖所示，32m箱梁現澆支架以4排橫向鋼管立柱及其基礎作為支架下部結構，支承由16排縱向貝雷梁組成的上部梁跨結構，組成梁柱式支架體系，翼板和腹板、底板下貝雷梁各排間分別用75號角鋼橫向連接。貝雷梁下兩端沿梁體橫斷面方向各設置1排鋼管立柱，每排5根，支承于相應橋墩（臺）的承臺或基礎頂面；貝雷梁跨中沿縱向對稱設置1排鋼管立柱7根，支承于跨中砼條形基礎頂面；每根鋼管立柱底部焊接一塊750mm750mm10mm的鋼板，以減少對承臺或基礎頂面的局部壓應力；鋼管立柱規格均為外徑630mm，壁厚12mm。同一排的相鄰立柱間采用角鋼剪刀撐橫向連接，跨中兩排立柱間用剪刀撐做縱向連接，5、以增強立柱的整體穩定性。每根鋼管立柱頂端設置一個落架砂箱，砂箱支承力不小于200t，沉落值不小于5cm。每排鋼管立柱頂設置通長的橫向分配梁一根，以承托上部的縱向貝雷梁片。橫向分配梁為HW400400熱軋H型鋼，長14m。橫向分配梁上布置縱向貝雷梁，貝雷梁共計16排，均為單層不加強梁片。貝雷梁沿梁體橫向布置形式為：兩側翼緣板下各設3排，橫向間距1.8m和1.5m；兩側腹板下各設3排，橫向間距0.6m；底板下設4排，橫向間距0.6m。模板底板厚（含肋）為14.8cm，貝雷梁頂面標高平梁端梁底扣除模板厚后的標高，跨中28.6m范圍采用I20工字鋼或20cm方木墊起調高，以保證梁體設計線形。詳見圖2、6、圖3和圖4。二、結構檢算設計荷載：砼箱梁自重：G1=788t，其中翼緣板部分梁重：G2=209t側模和支架：G2=94t底模： G3=24.5t內模及支架：G4=46.5t貝雷梁片桁架容許內力和幾何特性見下表：表1 貝雷梁桁片容許內力表橋型容許內力不加強橋梁加強橋梁單排單層雙排單層三排單層雙排雙層三排雙層單排單層雙排單層三排單層雙排雙層三排雙層彎距（KN.m）788.21576.42246.43265.44653.21687.533764809.46750.09618.8剪力（KN）245.2490.5698.9490.5698.9245.2490.5698.9490.5698.9表2 貝雷梁7、桁片幾何特性表幾何特性結構構造不加強橋梁加強橋梁單排單層雙排單層三排單層雙排雙層三排雙層單排單層雙排單層三排單層雙排雙層三排雙層W（cm3）3578.57157.110735.614817.922226.87699.115398.323097.430641.745962.6I（cm4）250497.2500994.4751491.62148588.83222883.2577434.41154868.81732303.24596255.26894328.81.翼緣板下部貝雷梁檢算(1)支架結構特性 三排單層貝雷梁慣性矩I=751491.6cm4，截面抵抗彎矩W=10735.6cm3，最大彎矩M=8、2246.4kNm，最大剪力T=698.9kN。(2)荷載計算模板及支架自重，G=94/2t=470KN新澆砼重量，G=104.5=1045KN貝雷梁自重,0.9KN/m每米荷載重量：q=(4701045)/32.60.93=49.2kN/m(3)支架受力圖示貝雷梁看作2跨連續梁，圖示如下： 計算結果最大彎矩產生在中間的支點上：M max=0.125ql2=0.12549.214.22=1240.1kNmMmax=2246.4kNm最大剪力產生在中間的支點上，T max =0.625ql=0.62549.214.2=436.7kNT max=698.9kN撓度f=0.00521ql4/(EI)9、=0.005214920014.24/(2.11011751491.610-8)103=6.6mmL/1000=14.5mm由上檢算，貝雷梁處于安全狀態。貝雷梁對支點壓力邊支點：N=0.375 ql=0.37549.214.2=262KN中支點：N=2Tmax=2436.7=873.4KN2.腹板、底板下貝雷梁檢算(1)模型結構特性 采用10排單層貝雷梁，在跨中節點處采用三排貝雷梁橫向相連，按均布荷載考慮。慣性矩I=2504972cm4,截面抵抗彎矩W=35785cm3，最大彎矩M=7882kNm，最大剪力T=2452kN。(2)荷載計算底模板、內模及支架自重：G=71t新澆砼重量：G=78810、-209=579t貝雷梁自重,0.9kN/m每米荷載重量：q=(71579)/32.6100.910=208.4kN/m(3)支架受力圖示 貝雷梁看作2跨連續梁，圖示如下：計算結果最大彎矩產生在跨中，Mmax=0.125ql2=0.125208.414.22=5252.7KNmMmax=7882kNm最大剪力產生在支點上，T max =0.625ql=0.625208.414.2=1849.6KNT max=2452KN撓度f=0.00521ql4/（EI） =0.0052120840014.24/(2.11011250497210-8)103=8.4mmL/1000=14.5mm由上檢算，貝11、雷梁處于安全狀態。貝雷梁對支點壓力邊支點：N=0.375ql=0.375208.414.2=1109.7kN中支點：N=2T max=21849.6=3699.2KN3.貝雷梁下部型鋼橫梁驗算橫向分配梁的計算主要是為求得其所受的最大支反力，即單根鋼管柱所受的最大壓力，以便檢算鋼管立柱的強度和穩定性，而橫向分配梁本身的強度因Q235鋼材的抗拉、抗剪強度很高而不成為控制因素，為檢算的完整性起見，在此一并驗證。荷載計算翼板下部貝雷梁支點反力跨端：P1=P2=P3=P14=P15=P16=87.3kN跨中：P1=P2=P3=P14=P15=P16=291.1kN腹板和底板下部貝雷梁支點反力跨端：P4=12、P5=P6=P7=P8=P9=P10=P11=P12=P13=111kN跨中：P4=P5=P6=P7=P8=P9=P10=P11=P12=P13=369.9kN力學圖示a、跨中型鋼橫梁可看作是6跨連續的簡支梁。力學和計算結果如下圖示：R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7計算結果：R1R7540.8KN R2R6655.3KN R3R51024.2KN R4992.0KN橫向分配梁最大撓度2.7mm，位于分配梁梁端。分配梁截面最大應力108.0MPa。b、跨端型鋼橫梁可看作是4跨連續的簡支梁。力學和計算結果如下圖示：R1 R2 R3 R4 R5計算結果： R1R5274.8KN R2R43213、9.5KN R3420.1KN橫向分配梁最大撓度3.7mm，位于分配梁梁端。分配梁截面最大應力64.7MPa。經計算最大彎曲應力108MPa，橫向分配梁最大撓度位于分配梁梁端為3.7mm。HW40型鋼容許彎曲應力=210MPa，容許剪應力=125MPa，支架容許撓度是跨徑的1/1000mm，可知型鋼處于安全狀態。在施工過程中，兩側外部貝雷梁應盡量放在鋼管支撐上。4.鋼管立柱驗算荷載計算鋼管立柱承受上部型鋼傳下的荷載，大小為工字鋼支點反力。取壓力（支點反力）最大的驗算，即R=1024.2KN。穩定驗算取最高墩1#墩鋼管3.2m檢算。鋼管回轉半徑r=/4=218.9mm長細比=L/i=3200/214、18.9=15查軸心受壓穩定系數表，=0.900鋼管容許承載N=A=0.9003.14（6302-6082)/4145 =2790KN鋼管受到最大壓力為1024.2KNN=2790KN鋼管處于穩定狀態。(3)基礎承臺頂面局部承壓能力檢算每根鋼管柱底焊接750mm750mm10mm鋼板一塊，根據鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范（TB10002.32005）的規定，C30混凝土結構局部承壓容許應力按下式計算：式中， 混凝土構件的計算底面積； 局部承壓面積；此處 根據規范規定，不得大于3，故取，得混凝土的局部承壓容許應力：鋼管柱底實際壓應力為：故基礎承臺頂面混凝土局部承壓能力滿足要求。515、.貝雷梁撓度由貝雷梁計算撓度可知，貝雷梁最大撓度f=9mm，該撓度值未包含貝雷梁因安裝誤差及使用過程中連接部位存在縫隙等因素引起的自然撓度。自然撓度用下面的公式計算：對奇數跨 對偶數跨 其中：為連接件間間隙，根據規定取0.5mm；n：為貝雷梁的跨數。32米支架貝雷梁單排每跨5片，自然撓度為v(0.5/2)（521）6mm。因此，貝雷梁的理論計算最大撓度應為以上兩個撓度值的疊加，即9615mm，在跨中，即1/4和3/4梁垮處。6.支墩基礎設計檢算跨中支墩基礎設計檢算現澆支架支墩基礎設計形式為：跨中支墩采用明挖基礎，基礎尺寸為13.4m長3m寬1.5m高；端部支墩因兩邊橋墩基礎為明挖擴大基礎，基礎16、襟邊為三層，無法放置支墩，且置于其襟邊上將加大基礎偏心力矩，造成橋墩基礎的不穩定，故支架端部支墩單獨設明挖基礎，尺寸為11.4m長1m寬1m高。現對跨中支墩明挖基礎進行檢算，端部支墩明挖基礎的檢算方法與此相同。明挖基礎下持力層強度檢算采用如下公式進行：式中， 基底應力（KPa）；N 基底以上豎向荷載（KN）；A 基底承壓面積（m2）；M 作用于墩（臺）上各外力對基底形心軸之力矩（KNm）；W 基底截面模量（m3）；基底持力層地基容許承載力（KPa），此處依據設計應為350KPa.跨中明挖基礎基底以上豎向荷載包含鋼管立柱承受的上部荷載、鋼管柱本身自重和明挖基礎圬工的重量三部分，計算如下：NP1P17、2P4（540.82+655.32+1024.22+992） + （1.8383.27）+（13.431.52.510）5432.6+41.2+1507.5=6981.3KN跨中支墩基礎為軸心受壓，不考慮外力引起的彎矩作用，故基底應力為：滿足要求。三、滿堂式支架預壓及預拱度調整1、預壓目的消除支架及地基的非彈性變形，測定沙箱的非彈性變性，測量支架的彈性變形，檢驗支架的剛度、強度和穩定性，根據箱梁設計張拉后的上拱度，再計算出模架底模的預拱度。2、預壓荷載計算和分布腹板及其兩側壓重按簡支箱梁簡化結構砼自重加模板自重加載，檢驗支架的剛度、強度和穩定性。模板重量165t，梁重788t，考慮施工荷載7t18、，則總重量為960t。模板荷重：翼板處：94（3.332.6）=0.87t/m2腹板和底板處：71（6.432.6）=0.34t/m2每平方米加載重量：跨中：腹板處：2.82.5+0.34=7.34t/m2; 底板處：0.642.50.34=1.94t/m2；翼板處：0.352.50.87=1.745t/m2；跨端：腹板處：3.02.5+0.34=7.84t/m2; 底板處：1.342.50.34=3.69t/m2；翼板處：0.352.50.87=1.745t/m2；則32.6m梁壓重為（7.340.6452+1.945.111.7453.32）23.6（7.841.12+3.694.21.719、453.32）4.52=1127.6t，預壓荷載為梁自重和模板重量的1127.6/（165+788+7）=1.1倍。3、觀測點的布置地基基礎沉降量觀測點共布置17個點，用水準儀進行觀測：在靠近兩側橋梁承臺上每根鋼管立柱邊布設1個點，每個承臺5個共10個點，跨中支墩上每根鋼管立柱邊布設1個點，共7點，觀測點具體布置如下：落模砂箱沉降量觀測點共布置17個點，用鋼尺量測：在每根鋼管立柱頂部的砂箱內砼預制塊上畫線作標記，量測出標記線與砂箱鋼管頂面相對高差的變化值，即為砂箱內砂子的沉降量。支架上部貝雷梁的變形觀測點共布置25個點，用水準儀進行觀測：在支架上布設5排，5組貝雷梁下每組布設1個點，共布設2520、個點，觀測點具體布置如下：貝雷支架變形觀測點布置圖4、加載施工預壓重量為箱梁混凝土、模板及支撐桁架重量的110%，采用沙袋進行，沙袋事先稱重以便控制，每袋按60kg裝袋并封口。沙袋碼放根據梁體重量分布情況設置。采用分三級加載，第一次加載為滿載的50%，第二次加載為滿載的80%，第三次加載為100%（滿載）；卸載的按加載的相反順序進行。加載時自梁跨跨距中心線和梁中心線對稱等載預壓布置，防止支架偏壓失穩。加載順序按混凝土澆注的順序，即從跨中向兩側橋墩對稱擺放。加載橫斷面圖。5、沉降觀測觀測采用高精度水準測量儀和毫米塔尺進行觀測沉降。為減小人為觀測誤差，應定人、定儀器觀測，觀測時間應選擇在早晨或傍晚21、，避免在強光、高溫時進行。觀測步驟：（1）在堆載試驗開始前對各個觀測點進行初讀數并記錄于下列表格中。鋼管支柱沉降觀測數據 天氣： 溫度： 日期：測點編號觀測數據砂箱變形觀測數據 天氣： 溫度： 日期：測點編號觀測數據貝雷梁預壓變形觀測記錄表附后。貝雷梁支架檢查表 荷載等級：貝雷支架的受力變化情況承臺基礎的受力變化情況砂箱的受力變化情況（2）當荷載達到50%和80%時各觀察檢查一次，當荷載達到100%時，靜置24小時后，每4小時觀測檢查一次，當連續四次觀測的變形不大于2mm時即可認為穩定。（3）穩定卸載觀測：當卸載到50%觀測一次，當卸載完成后，靜置24小時后，每4小時觀測一次，連續四次變形觀測22、的累積變形不大于2mm時即可認為穩定。現澆梁預壓觀測記錄表(空載、滿載、卸載)觀測值 日期 觀測點測量：復核：記錄：時間：天氣:6、數據計算、分析、整理為準確設置施工預拱度，指導今后其余各跨支架預拱度的設置，根據預壓卸載前后的實際測量的高程變化，確定支架的彈性變形和非彈性變形值。（1）荷載作用變形量計算加載前的初始讀數-滿載穩定后的終讀數=總變形量加載前的初始讀數-空載穩定后的終讀數=非彈性變形量總變形量-非彈性變形量=彈性變形量（2）數據處理以變形量為縱軸Y，以觀測間隔時間為橫軸T，繪制不同點的變形速率圖。以梁水平縱向為X軸，以不同點的彈性變形量為Y軸，連接各點繪制出梁的縱向彈性變形曲線。7、預壓試驗報告的整理（1）依據梁模縱向的彈性變形曲線、設計的預應力干縮自重等造成的拱度曲線、設計要求的成品梁的拱度曲線疊加得出模架立模時的拱度曲線。貝雷梁支架變形量計算表測點編號加載前實測值滿載穩定實測值空載穩定實測值總沉降量彈性變形非彈性變形（2）根據現場實測的數據，遵照規范要求，對原始數據加以分析、匯總，并與設計計算值加以對比，依據對比結果得出試驗結論；最后整理成貝雷梁支架預壓總結報告。