1、互通主線橋現澆箱梁施工方案 一、工程概況上杭蛟洋至城關高速公路為整體式雙幅橋梁,與省道205交叉樁號為MK35+229.718,被交叉省道205樁號為CK0+394.214。左幅橋梁起點樁號為MK35+208.0,終點樁號MK35+261.0,橋梁中心樁號MK35+234.5;右幅橋梁起點樁號為MK35+199.0,終點樁號MK35+252.0,橋梁中心樁號MK35+225.5。橋梁總長53.0米。橋型布置為1-35.0米簡支現澆預應力混凝土箱型梁。單幅橋梁總寬12.75米,其橫向布置為0.5m(防撞護欄)+11.75m(行車道)+0.5m(防撞護欄)=12.75m。本橋位位于L=588.54
2、米A=347.599米的右偏緩和曲線段內,設計斜角角度為120,橋面單向超高由2.04%4.38%過渡。橋臺采用重力式U型橋臺,擴大淺基礎。二、現澆箱梁施工方案 現澆箱梁支架采用貝雷支架,205省道交通在此段落采取限時單向通行,確保現澆橋施工和205國道通行的安全。貝雷桁架上搭設縱橫方木,箱梁底模板及側模板采用厚1.5cm的高強度竹膠板,箱室內模采用木模板。箱梁砼澆筑采用二次澆筑法,第一次澆筑至腹板與翼緣板連接處,第二次澆筑頂板,待箱梁砼強度達到100%時進行預應力張拉。 、地基處理 1、205國道道右側排水溝回填處理 將排水溝內松散浮土和雜物挖除干凈,然后回填碎石,回填高度低于國道路面高度,
3、最頂部采用C25砼澆筑面層,頂面與國道路面齊平,并做出2%4%的橫坡,以利于排水。 2、橋梁范圍內地基處理 橋臺施工完成后及時進行國道205改線的路面施工,并將改線與主線橋橋臺之間的部分用C25砼硬化。 3、排水溝挖設 完善國道205改線的排水溝,排水溝前后兩側的自然排水溝連通,將雨水引進排水溝,防止雨水浸泡地基,避免支架產生不均勻沉降。 、支架搭設 互通主線橋現澆箱梁為單幅單跨整體施工,支撐方式采用滿堂式貝雷桁架。碗扣支架采用WDJ式支架,架桿外徑4.8cm,壁厚0.35cm,內徑4.1cm。支架順橋向縱向間距0.9m,橫隔板處縱向間距0.6m,橫橋向橫向間距梁底為0.9m,翼緣板底為1.2
4、m,縱橫水平桿豎向間距1.2m。考慮支架的整體穩定性,在縱橫向布置斜向鋼管剪力撐。 1、測量放樣 測量人員用全站儀放樣出箱梁在地基上的豎向投影線,并用白灰撒上標志線,現場技術員根據投影線定出單幅箱梁的中心線,同樣用白灰線做上標記。 2、布設立桿墊塊 根據立桿位置布設立桿墊板,墊板采用5cm木板,使立桿處于墊板中心,墊板放置平整、牢固,底部無懸空現象。 3、碗扣支架安裝 根據立桿及橫桿的設計組合,從底部向頂部依次安裝立桿、橫桿。安裝時應保證立桿處于墊塊中心,一般先全部裝完一個作業面的底部立桿及部分橫桿,再逐層往上安裝,同時安裝所有橫桿。立桿和橫桿安裝完畢后,安裝斜撐桿,保證支架的穩定性。斜撐通過
5、扣件與碗扣支架連接,安裝時盡量布置在框架結點上。 4、頂托安裝 為便于在支架上高空作業,安全省時,可在地面上大致調好頂托伸出量,再運至支架頂安裝。根據梁底高程變化決定橫橋向控制斷面間距,順橋向設左、中、右三個控制點,精確調出頂托標高。然后用明顯的標記標明頂托伸出量,以便校驗。最后再用拉線內插方法,依次調出每個頂托的標高,頂托伸出量一般控制在30cm以內為宜。 、縱橫梁安裝 頂托標高調整完畢后,在其上安放1015cm的方木縱梁,在縱梁上間距30 cm安放1010cm的方木橫梁,橫梁長度隨橋梁寬度而定,比頂板一邊各寬出至少50cm,以支撐外模支架及檢查人員行走。安裝縱橫方木時,應注意橫向方木的接頭
6、位置與縱向方木的接頭錯開,且在任何相鄰兩根橫向方木接頭不在同一平面上。 、支架預壓 為減少支架變形及地基沉降對現澆箱梁線形的影響,在縱橫梁安裝完畢后進行支架預壓施工。預壓采用砂袋,預壓范圍為箱梁底部,重量不小于箱梁總重的1.2倍。因懸臂板本身重量較輕,可根據實測的預壓結果,對懸臂板模板的預拱度作相應調整。 1、加載順序:分三級加載,第一、二次分別加載總重的30%,第三次加載總重的40%。 2、預壓觀測:觀測位置設在每跨的L/2,L/4處及墩部處,每組分左、中、右三個點。在點位處固定觀測桿,以便于沉降觀測。采用水準儀進行沉降觀測,布設好觀測桿后,加載前測定出其桿頂標高。沉降觀測過程中,每一次觀測
7、均找測量監理工程師抽檢,并將觀測結果報監理工程師認可同意。第一次加載后,每2個小時觀測一次,連續兩次觀測沉降量不超過3mm,且沉降量為零時,進行第二次加載,按此步驟,直至第三次加載完畢。第三次加載沉降穩定后,經監理工程師同意,可進行卸載。 3、卸載:人工配合吊車吊運砂袋均勻卸載,卸載的同時繼續觀測。卸載完成后記錄好觀測值以便計算支架及地基綜合變形。根據觀測記錄,整理出預壓沉降結果,調整碗扣支架頂托的標高來控制箱梁底板及懸臂的預拱高度。 、模板安裝 1、底模板 底模板采用1.5cm厚高強度竹膠板,模板在安裝之前進行全面的涂刷脫模劑。底板橫坡按設計圖紙規定的2%橫坡,橫向寬度要大于梁底寬度,梁底兩
8、側模板要各超出梁底邊線不小于5cm,以利于在底模上支立側模。模板之間連接部位采用海綿膠條以防漏漿,模板之間的錯臺不超過1mm。模板拼接縫要縱橫成線,避免出現錯縫現象。 底模板鋪設完畢后,進行平面放樣 ,全面測量底板縱橫向標高,縱橫向間隔5m檢測一點,根據測量結果將底模板調整到設計標高。底板標高調整完畢后,再次檢測標高,若標高不符合要求進行二次調整。 2、側模板和翼緣板模板 側模板和翼緣板模板采用1.5cm厚高強度竹膠板,根據測量放樣定出箱梁底板邊緣線,在底模板上彈上墨線,然后安裝側模板。側模板與底模板接縫處粘貼海綿膠條防止漏漿。在側模板外側背設縱橫方木背肋,用鋼管及扣件與支架連接,用以支撐固定
9、側模板。 翼緣板底模板安裝與箱梁底板模板安裝相同,外側擋板安裝與側模板安裝相同。擋板模板安裝完畢后,全面檢測標高和線型,確保翼緣板線型美觀。 3、箱室模板 由于箱梁混凝土分兩次澆筑,箱室模板分兩次安裝。第一次用鋼模板做內模板,用方木做橫撐,同時用定位筋進行定位固定,并拉通線校正鋼模板的位置和整體線型。當第一次混凝土達到一定強度后拆除內模,再用方木搭設小排架,在排架上鋪設2cm厚的木板,然后在木板上鋪一層油毛氈,油毛氈接頭相互搭接5cm,用一排鐵釘釘牢,防止漏漿。在澆筑砼過程中派專人檢查內模的位置變化情況。為方便內模的拆除,在每孔的設計位置布設人孔。 、鋼筋加工安裝 1、鋼筋安裝順序 (1)安裝
10、綁扎箱梁底板下層鋼筋網; (2)安裝腹板鋼筋骨架和鋼筋; (3)安裝橫隔板鋼筋骨架和鋼筋; (4)安裝和綁扎箱梁底板上層鋼筋網及側角鋼筋; (5)第一次澆筑混凝土,待強度上拉以后,安裝和綁扎頂板上下層鋼筋網、側角鋼筋和護欄、伸縮縫等預埋件。 2、鋼筋加工及安裝 鋼筋加工時,應按照設計要求尺寸進行下料、成型,鋼筋安裝時控制好間距、位置及數量。要求綁扎的要綁扎牢固,要求焊接的鋼筋,可事先焊接的應提前成批次焊接,以提高工效。焊縫長度、飽滿度等方面應滿足規范要求。 鋼筋加工及安裝應注意以下事項: (1)鋼筋在場內必須按不同鋼種、等級、規格、牌號及生產廠家分別掛牌堆放。鋼筋存放采用下墊上蓋的方式避免鋼筋
11、受潮生銹。 (2)鋼筋在加工場內集中制作,運至現場安裝。 (3)鋼筋保護層采用提前預制與主梁等標號的砼墊塊,砼保護層的厚度要符合設計要求。 (4)在鋼筋安裝過程中,及時對設計的預留孔道及預埋件進行設置,設置位置要正確、固定牢固。 (5)鋼筋骨架焊接采用分層調焊法,即從骨架中心向兩端對稱、錯開焊接,先焊骨架下部,后焊骨架上部。鋼筋焊接要調整好電焊機的電流量,防止電流量過大或操作不當造成咬筋現象。鋼筋焊接優先采用雙面焊,當雙面焊不具備施工條件時,采用單面焊接。鋼筋焊接完畢后,將焊渣全部敲除掉。鋼筋焊接完成后自檢合格后,報請監理工程師檢驗合格后,方可進行下道工序施工。 (6)鋼筋安裝位置與預應力管道
12、或錨件位置發生沖突時,應適當調整鋼筋位置,確保預應力構件位置符合設計要求。焊接鋼筋時應避免鋼絞線和金屬波紋管道被電焊燒傷,防止造成張拉斷裂和管道被混凝土堵塞而無法進行壓漿。 鋼筋加工安裝完畢,經自檢合格報請監理工程師抽檢合格后,方可進行下道工序施工、混凝土澆筑混凝土由中心拌合站提供,距離施工現場0.3公里。混凝土運輸采用4臺罐車運送,現場采用1臺泵車澆注混凝土。箱梁混凝土分兩次澆筑,第一次澆筑底板和腹板,澆注至肋板頂部,第二次澆筑頂板和翼板,兩次澆筑接縫按施工縫處理。混凝土澆筑從一端向另一端呈梯狀分層連續澆筑,上層與下層前后澆筑距離保持2m左右,在下層混凝土初凝前澆筑完成上層混凝土。混凝土澆筑
13、應注意以下事項: 1、混凝土澆筑前,用人工及吹風機將模板內雜物清除干凈,對支架、模板、鋼筋和預埋件進行全面檢查,同時對吊車、拌合站、罐車、發電機和振搗棒等機械設備進行檢查,確保萬無一失。 2、混凝土澆筑應對稱縱向中心線,先中心,后兩側對稱澆筑。混凝土分層厚度為30cm,澆注過程中,隨時檢查混凝土的坍落度。 3、混凝土振搗采用插入式振動棒,移動間距不應超過振動棒作用半徑的1.5倍,作用半徑約為振動棒半徑的89倍。 4、振動棒振搗時與側模保持510cm的距離,避免振搗棒接觸模板和預應力管道等。振搗上層混凝土時,振搗棒要插入下層混凝土10cm左右。對每一振動部位振搗至混凝土停止下沉,不再冒氣泡,表面
14、平坦、泛漿為止,避免漏振或過振,每一處振完后應徐徐提出振動棒。 5、在混凝土澆筑過程中安排專人跟蹤檢查支架和模板的情況,模板若出現漏漿現象,要用海綿條進行填塞。在澆筑混凝土前,在L/2,L/4截面位置的底模板下掛垂線,每截面分左邊、左中、中線、右中、右邊設五道垂線。垂線下系鋼筋棍,在地面對應位置埋設鋼筋棍,在兩根鋼筋棍交錯位置劃上標記線,以此來觀測混凝土澆筑過程中底板沉降情況,若發生異常情況,立即停止澆筑混凝土,查明原因后再繼續施工。 6、第一次澆筑混凝土,澆注至腹板頂部時,做好施工縫。混凝土高度略高出設計腹板頂部1cm左右,將頂面的水泥漿和松散砼鑿除掉,露出堅硬的混凝土粗糙面,用水沖洗干凈。
15、 7、第二次澆筑箱梁頂板混凝土時,在L/2,L/4墩頂等斷面處,從內側向外側間距5m布設鋼筋棍,將鋼筋棍焊在頂層鋼筋上,使頂端標高為頂板標高,以此辦法來控制頂板砼澆筑標高及橫坡度。混凝土經振實整平后進行真空吸水。真空吸水時間(min)為板厚(cm)的11.5倍,為1015min,以剩余水灰比來檢驗真空吸水效果。真空吸水機開機后真空度逐漸增加,當達到要求的真空度(500600mm汞柱)開始正常出水后,真空度要保持均勻。結束吸水工作前,真空度逐漸減弱,防止在混凝土內部留下出水通路,影響混凝土的密實度。 真空吸水完畢后,用提漿棍滾壓,使其表面出漿,便于抹面。提漿棍滾壓后,緊跟著人工抹面,抹面時要架設
16、木板,不得踩砼面,以免影響平整度。待抹面后約半小時左右,采用抹光機再次進行抹面整平,最后再人工進行收漿抹面。 混凝土收漿抹面后進行人工拉毛,采用鋼絲刷橫橋向拉毛,深度控制在12mm。要掌握好拉毛時間,早了帶漿嚴重,影響平整度,晚了則拉毛深度不夠,一般憑經驗掌握,在砼表面用手指壓時有輕微硬感時拉毛為宜。分兩次進行抹面。第一次抹面對混凝土進行找平,在混凝土接近終凝、表面無泌水時,進行二次抹面收光。然后橫橋向進行拉毛處理。 8、在澆筑箱梁頂板預留孔混凝土前,應清除箱內雜物,避免堵塞底板排水孔。主梁頂面預留孔四壁鑿毛,填筑預留孔混凝土要振搗密實。 9、混凝土養生采用土工布覆蓋灑水養生,保證混凝土表面始
17、終處于濕潤狀態,養生時間不少于7天。用于控制張拉、落架的混凝土強度試塊放置在箱梁室內,同條件進行養生。養生期內,橋面嚴禁堆放材料。 、預應力工程 預應力工程作為現澆箱梁的重中之重,從預留孔道的布設、錨墊板的安裝、錨下砼的振搗以及張拉和壓漿操作均不容忽視。一旦某一環節出現問題,就會造成質量問題。 預應力工程分孔道成型、下料編束、穿索、張拉和壓漿五個步驟: 1、孔道成型 預應力管道成型采用金屬波紋管,金屬波紋管在使用前要逐根檢查,不得使用有銹包裹及沾有油污,泥土或有撞擊、壓痕,裂口的波紋管。金屬波紋管在安放時,根據管道座標值,安設計圖紙要求設置定位筋,并用綁絲綁扎牢固,曲線部分采用U型定位環與定位
18、筋綁扎,卡牢波紋管。在波紋管接頭部位及其與錨墊板喇叭接頭處,用寬膠帶粘繞緊密,保證其密封,不漏漿。錨頭安裝時,應使錨頭入槽,不得隨意放置。限位板安裝過程中注意鋼絞線與孔洞一一對應,防止錯位,造成張拉過程中鋼絞線斷絲,限位板槽的深淺合適,防止過淺鋼絞線刻痕厲害,過深造成夾片外露較長或錯位。 2、下料編束 首先檢查鋼絞線質量是否符合設計要求,保證鋼絞線表面無裂紋毛刺,機械損傷,氧化鐵皮或油跡。鋼絞線下料長度經計算確定,L=(兩錨頭間的設計長度)+2(錨具厚度+限位板厚度+千斤頂長度+預留長度)。鋼絞線切割用砂輪機切割后編成束,編束時保持每根鋼絞線之間平行,不纏繞,每隔11.5m綁扎一道鉛絲,鉛絲扣
19、向里,綁好的鋼絞線束編號掛牌堆放,離開地面,以保持干燥,并遮蓋防止雨淋。 3、穿束 箱梁鋼絞線采用鋼套牽引法,穿束時鋼絞線頭纏膠帶,防止鋼絞線頭被掛住。 4、張拉 張拉設備的選型: 張拉設備為2臺350噸千斤頂和兩臺ZB4-500油泵,為了保證張拉工作安全可靠和準確性,所選用設備的額定張拉力要大于所張拉預應力筋的張拉力。預應力筋的張拉力計算如下:Ny=NkAg1/1000式中:Ny預應力筋的張拉力; N同時張拉的預應力筋的根數; k預應力筋的張拉控制應力; Ag單根鋼絞線的截面積。 本施工段預應力張拉需用最大張拉力為: Ny=1513701821/1000=374(t) 現場采用2臺400噸千
20、斤頂進行同步張拉,通過上式計算可知,能夠滿足現場生產的需要。 根據規范及張拉應力的要求,采用油壓表的量程為0100Mpa,精度為1.5級,其讀數盤的直徑要求大于150mm。 設備的校驗: 油壓千斤頂的作用力一般用油壓表來測定和控制,為了正確控制張拉力,因此需對油壓表和千斤頂進行標定。首先在計量局對油壓表進行檢驗,測試合格后,方可用于施工中。然后選用大噸位的砝碼加載萬能試驗機進行加載試驗,對千斤頂和油泵組成的系統進行標定,標定合格后方可用于施工中。 張拉施工人員安排: 組成張拉班,技術負責人2人,司泵2人,記錄2人,千斤頂操作2人,各負其責,張拉前對張拉班進行技術培訓,使明白設備性能、操作規程和
21、安全要領等方面的知識。 預應力筋張拉 預應力筋按技術規范和設計圖紙進行張拉,張拉程序為0初應力k (持荷2min 錨固)。張拉時,邊張拉邊測量伸長值,采用應力、應變雙控制,實際伸長值與理論伸長值相比誤差控制在6%以內,如發現伸長值異常則暫停張拉并通知監理工程師,張拉現場記錄及時整理,并報監理工程師,并按監理工程師批示的措施進行處理。各批鋼束張拉時為對稱張拉。張拉過程中統一指揮,兩端張拉速度盡可一致。出現的響動或異常現象立即停止施工,進行檢查,查明原因后再行張拉。鋼絞線理論伸長值L計算 L=PpL/(ApEp)式中:Pp張拉力(N); L預應力筋的長度(mm); Ap預應力筋的截面面積(mm2)
22、; Ep預應力筋的彈性模量(N/ mm2)。 預應力筋張拉的實際伸長值L,按照下式計算: L=L1+L2 L1從初應力至最大張拉應力間的實測伸長值; L2初應力以下的推算伸長值,可采用相鄰級的伸長值。由于千斤頂等設備未到位,無法計算L值,待設備就位后再計算L值。 5、孔道壓漿 壓漿前為使孔道壓漿流暢,并使漿液與孔壁結合良好,壓漿前用高壓水沖冼孔道,然后用無油脂壓縮空氣吹干。采用真空灌漿工藝及時灌漿,壓漿時采用邊拌和邊壓漿的方式連續進行,直至出口冒出新鮮水泥漿,其稠度與壓注的漿注相同時即可停止。壓漿施工完畢后,立即進行封錨混凝土施工。 、卸架 預應力工程施工完畢后,開始進行卸架,卸架時應按先跨中
23、后兩邊的順序均勻拆除,嚴禁野蠻施工,卸架后的支架應堆放整齊,以方便以后的施工。三、質量保證措施1、質量目標:嚴格執行交通部現行公路橋涵施工技術規范(JTJ041-2000)及招標文件投標書中有關規定并滿足設計要求,爭創優質工程。2、開工前,首先對測量放樣數據作好紀錄。3、對于關鍵的預應力工程實行專人負責,專人管理。4、施工前,施工技術負責人組織技術人員和施工管理人員仔細閱讀設計文件,了解設計意圖,明確施工技術重點、難點,進行技術交底。5、施工過程中嚴格執行自檢、互檢、專職檢的三檢制度,且內部監理行使否決權。6、實行工序交接制度,關鍵工序班組檢查合格,經內部監理工程師檢查,確認符合要求后,填寫好
24、檢查記錄,然后請監理工程師復核鑒定,才能進行下道工序施工。四、進度保證措施1、確保施工質量,只有質量有保證,施工進度才能有保證;2、成立現澆箱梁生產項目領導責任區,由項目經理負責,加強對箱梁施工的宏觀管理。3、各負其責,責任到人,建立施工質量、進度獎罰制度;4、鋼筋、砂石料和水泥等原材料備料充足,避免出現等料誤工情況的發生;5、對拌合站、吊車及發電機等機械設備及時檢查,保證機械設備始終處于良好工作狀態;6、加強對施工人員培訓工作,使之能快速、熟練掌握操作要領,保證工序銜接緊密。五、安全、文明施工保證措施1、嚴格執行項目經理部安全保證體系的有關規定。2、箱梁梁施工前,安保部對現場工作人員進行安全
25、技術交底。3、205國道單向通行期間,支架兩側設置防護欄并設反光標志,安排專人指揮交通。4、鋼絞線張拉時,兩端設警戒標志,專人看護,閑雜人員不得靠近,確保張拉安全。5、施工人員必須配戴安全帽和安全帶,支架上方搭設欄桿和安全網。6、機械操作必須遵守規程安全操作,不得違章作業。7、施工現場要整齊規范,各種警示牌和施工銘牌樹立齊全。箱梁支架受力計算書互通主線橋箱梁支架受力計算取右幅箱梁支架進行受力計算。一、荷載計算1、箱梁荷載:箱梁鋼筋砼自重:G=777m326KN/m3=20202KN 偏安全考慮,取安全系數r=1.2,以全部重量作用于底板上計算單位面積壓力: F1=GrS=20202KN1.2(
26、12.4m72m)=27.153KN/m2 2、施工荷載:取F2=2.5KN/m2 3、振搗混凝土產生荷載:取F3=2.0KN/m2 4、箱梁芯模:取F4=1.5KN/m2 5、竹膠板:取F5=0.1KN/m2 6、方木:取F6=7.5KN/m3二、底模強度計算箱梁底模采用高強度竹膠板,板厚t=15mm,竹膠板方木背肋間距為300mm,所以驗算模板強度采用寬b=300mm平面竹膠板。1、模板力學性能(1)彈性模量E=0.1105MPa。(2)截面慣性矩:I=bh3/12=301.53/12=8.44cm4(3)截面抵抗矩:W= bh2/6=301.52/6=11.25cm3(4)截面積:A=b
27、h=301.5=45cm22、模板受力計算(1)底模板均布荷載:F= F1+F2+F3+F4=27.153+2.5+2.0+1.5=33.153KN/m2q=Fb=33.1530.3=9.946KN/m(2)跨中最大彎矩:M=qL2/8=9.9460.32/8=0.112 KN?m(3)彎拉應力:=M/W=0.112103/11.2510-6=9.9MPa=11MPa竹膠板板彎拉應力滿足要求。(4)撓度:從竹膠板下方木背肋布置可知,竹膠板可看作為多跨等跨連續梁,按三等跨均布荷載作用連續梁進行計算,計算公式為:f=0.677qL4/100EI=(0.6779.9460.34)/(1000.110
28、88.4410-8)=0.65mmL/400=0.75mm 竹膠板撓度滿足要求。 綜上,竹膠板受力滿足要求。三、橫梁強度計算橫梁為1010cm方木,跨徑為0.9m,中對中間距為0.4m。截面抵抗矩:W=bh2/6=0.10.12/6=1.6710-4m3截面慣性矩:I= bh3/12=0.10.13/12=8.3310-6m4作用在橫梁上的均布荷載為:q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.4=(33.153+0.1)0.4=13.3KN/m跨中最大彎矩:M=qL2/8=13.30.92/8=1.35KN?m落葉松容許抗彎應力=14.5MPa,彈性模量E=11103MPa1、橫梁彎拉應力:=M
29、/W=1.35103/1.6710-4=8.08MPa=14.5MPa橫梁彎拉應力滿足要求。2、橫梁撓度:f=5qL4/384EI=(513.30.94)/(384111068.3310-6)=1.24mmL/400=2.25mm橫梁彎拉應力滿足要求。綜上,橫梁強度滿足要求。四、縱梁強度計算縱梁為1015cm方木,跨徑為0.9m,間距為0.9m。截面抵抗矩:W=bh2/6=0.10.152/6=3.7510-4m3截面慣性矩:I=bh3/12=0.10.153/12=2.8110-5m40.9m長縱梁上承擔3根橫梁重量為:0.10.10.67.53=0.135KN橫梁施加在縱梁上的均布荷載為:
30、0.1350.9=0.15KN/m作用在縱梁上的均布荷載為:q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.9+0.15=33.2530.9+0.15=30.078KN/m跨中最大彎矩:M=qL2/8=30.0780.92/8=3.045KN?m落葉松容許抗彎應力=14.5MPa,彈性模量E=11103MPa1、縱梁彎拉應力:=M/W=3.045103/3.7510-4=8.12MPa=14.5MPa縱梁彎拉應力滿足要求。2、縱梁撓度:f=5qL4/384EI=(530.0780.94)/(384111062.8110-5)=0.83mmL/400=2.25mm縱梁彎拉應力滿足要求。綜上,縱梁強度滿足
31、要求。四、支架受力計算管樁與基礎連接處采用鋼板焊接。鋼管樁上鋪橫向工字鋼,工字鋼上用貝雷片作為縱向梁,貝雷片順縱向布設,兩兩組合成一組,共布設8組。貝雷用槽鋼和頂托調平(參見圖1管樁平面布置示意圖)。3.1基礎對路基進行壓實處理,遇不良地段進行片石換填,現澆寬1.6m厚0.30m的C25鋼筋混凝土作基礎,鋼筋采用底部布20cm20cm間距的鋼筋網,保護層厚度為7cm。3.2支架橋跨35m,設六排鋼管樁,中間支墩采用425四排共18根鋼管樁,布置與橋臺方向平行,壁厚8mm,鋼管樁頂部采用兩根40b工字鋼焊接作為大橫梁,貝雷桁架片兩兩組合成一幅。貝雷片每兩片接連為整體,同時用48鋼管每隔4m將全部
32、貝雷片連接。圖2 小橫梁、縱梁及頂托平面布置荷載計算示意圖貝雷片上大橫梁為兩根槽鋼用48鋼管焊接(共焊10個鋼管,每根四面滿焊,見圖2頂托示意圖)。頂托插入槽鋼上鋼管內,支撐縱向小縱梁(小縱梁采用10號工字鋼,見頂托示意圖)。調平:采用頂托調平。縱向小縱梁:小縱梁采用10號工字鋼, 鋪設在頂托之上。小橫梁:采用1010的方木橫鋪在小縱梁上,在跨中凈間距為20cm,在梁體端頭3.5m范圍內為10cm15cm 。4.1荷載計算根據公路橋涵施工技術規范主要由以下荷載組成:(1)砼荷載。35m梁跨:在梁端1.5m的范圍內為19.825=495kN/m, 其中腹板重:440/8=55kN/m2 ;在梁距
33、端1.53.5m的范圍內為線型變化荷載,平均為(14.15+8.095)/225=278.1kN/m,其中腹板重:(278.1-30)/8=31.01kN/m2;梁中為8.09525=202.375kN/m, 其中腹板重:(202.375-30)/8=21.55kN/m2。其中:翼緣板每m重:(0.15+0.45)2/22.52=3t 計0.75t/ m2,翼緣板處荷載q=7.5+2.0+1+2=12.65 kN/m2。(2)方料、模板自重按1. 0kN/ m2計。(3)施工人員和施工機具行走荷載:2 .0kN/ m2。(4)振搗砼產生的荷載:2 kN/ m2。(5)貝雷片自重:中間墩270
34、kg/片6片8組18m=1.44t/m。 其余部分270 kg/片2片4組6m=0.72t/m。2、荷載分布根據梁體斷面圖,第八跨跨中砼荷載可簡化如圖3布置模式。圖3 35m梁砼荷載分布圖(圓柱墩)其他荷載只計算人員、施工機具行走荷載2.0kN/m2、振搗砼產生的荷載2.0kN/m2、方料及模板荷載1.00kN/m2。根據對稱原理可將貝雷片及臨時支座受力(以貝雷片跨中為計算斷面,按簡支梁計算)布置簡化成圖4。 圖4 35m梁驗算貝雷梁及支座受力計算簡圖Q1+Q2=276.77517.48=4838.027kNQ1=Q2=4838.027/2=2419.014kN得:Q1=2419.014kN,
35、Q2=2419.014kN 43計算貝雷片受力將荷載簡化成均布荷載,求最大彎矩(該支架平均跨長為16.48m,計算按16.48m計)。Mmax=qL2/8=9396.18kNm標準國產貝雷片桁片允許彎矩975 kNm,假設每片貝雷片均勻受力,Mmax/ M0=9396.18/975=9.637片。根據施工及受力需要,共布置16片貝雷片,如圖5所示。如圖5所示。圖5 墩身處鋼管樁及貝雷片布置圖貝雷片撓度計算:假設所有荷載為14片貝雷片承擔,以均布荷載q=276.775/14=19.77kN/m,跨度L=16.48m的簡支梁計算,f=5qL4/(384EI)=519.7710316.484/(38
36、42.110510625050010-8)=36.1mmL/400=41.2mm通過以上計算貝雷桁架片滿足要求,而在施工時是貝雷桁架片兩片連成一幅,增加了其整體性受力。4.4 鋼管樁及工字鋼受力驗算受力計算圖如圖6和圖7所示。鋼管樁受荷載為Q1=2419.014KN。將Q1平均分配到14片貝雷桁架進行計算求得:q1 q14=2419.014/14=172.79kN 圖6 鋼管柱及工字鋼受力計算圖 圖7 鋼管樁及工字鋼受力計算圖求得: Q左1(15)=261.363kN, Q左2(16)= 475.038KN, Q右3(17)= 444.648kN,Q右3(18)= 447.593kN,Q右2(
37、19)= 460.869kN,Q右1(20)= 329.550kN大橫梁(工字鋼)最大彎矩在Q左2處Mmax=129.381kNm,最大剪力在Q左3與Q左2之間Tmax=300.340kN(1)工字鋼受力計算。大橫梁為兩根40b型工字鋼如圖8焊接。 鋼管樁頂大橫梁(兩根40b工字滿焊)A=294.07cm2 Ix=222781cm4 Wx=21139 cm3 根據以上計算最大彎矩:Mmax=129.381kNm, 最大剪力:Tmax=300.34kN剪應力max=Tmax/A=300.34 /(294.07)=15.96MPa56.8MPa所以采用2根40b工字鋼能滿足要求。因以上計算都為將連
38、續梁簡化為簡支梁計算,未考慮連續對力和彎矩的分配,并且在計算時都是取最不利情況驗算,所以上的計算是保守的。(2)鋼管樁受力計算。假設一端荷載全部由4根鋼管樁承擔,則每根荷載:Q =2419.014/4=604.75kN計算最大受力的臨時鋼管立柱支墩受力,Qmax=Q=604.75kN算法1:鋼管立柱按425mm壁厚8mm的鋼管計,沿垂直方向每隔69m在平面和空間內設置了平面聯系,鋼管樁按最高19m計算。鋼管立柱為細長壓桿用歐拉公式計算壓桿穩定性,壓桿的長度系數取1(按一端固定,另一端可移動但不能轉動):Pcr=2EI/(L)2A=104.803cm2 I=22.788610-5 E=210Gp
39、a L=19Rmax= Q右3=604.75kN Pcr=2EI/(L)2=1308.365kNRmax =604.75kN又因鋼管立柱沿垂直方向每隔69m在平面和空間內設置了平面聯系,大大減小了鋼管立柱的自長度,增加了鋼管立柱的整體性。其軸心受壓荷載應遠大于Pcr(計算如下),因此壓桿是穩定的。算法2:按壓彎桿件計,鋼管樁之間每隔69m設置一道水平面橫向連接,假設有10cm的偏心受壓,偏心受壓彎矩:M=60.475kNm,為保守計取L=9m。L=9mi=(4252+4092)1/2/4=147.4589A=(4252-4092)/4=104.83cm2W=0.0982(D4-d4)/D=0.
40、0982(42.54-40.94)/42.5=1072.68 cm3=L/i=9/147.4589=61.03查表內插得1=0.6417e=L0ix/(hiy)=1.89000/425=38.12查表內插得2=0.8234,取=1=N/A1+M/2W=604.75/(104.830.6417)+ 60.475/(10.82341072.68)=90.584MPa210MPa通過以上計算鋼管樁滿足要求。在施工過程中,靠墩身處鋼管樁通過平面連接的槽鋼可與墩身緊密相抱,以增加整體穩定性。跨中臨時支墩可通過增加鋼管立柱(共9根)和平面、空間連接來增加其整體穩定性。又因實際施工中貝雷桁架片為連續鋼構,而上述計算時按簡支計算,所以實際靠墩身處鋼管樁受力要較計算小,而跨中臨時支墩要較計算大(通過增加跨中鋼管立柱加強)。