云南连续梁桥边跨现浇段施工方案

- 1 -主桥边跨现浇梁段施工方案一、工程概况边跨现浇段设计长度 9m，伸出盖梁以外由支架承受荷载部分的长度为 6.85m，箱梁高度 2.5m，桥面宽度 12m，混凝土方量 82.16m3，整体浇筑施工。2#墩边跨现浇段处地势非常陡峭，采用桩基进行地基处理，5#墩边跨现浇段处地势较为平坦，采用原土夯实、片石台阶挡墙和 C30 砼硬化地面进行地基处理。二、施工步骤1、基底处理为克服地形条件困难，保证支架的稳定，2#墩边跨现浇段基础采用 200cm 混凝土桩基、140cm 圆柱及型钢组成平台。混凝土桩基沿桥横向每半幅布置 3 根，桩与桩横向间距 3.5m，桩顶标高为桩所在位置的地面标高，桩基下挖深度视土质而定，承载力不小于 500kpa。桩基上接 140cm 圆柱，柱顶标高为 2#墩承台顶面下42cm，因右幅圆柱较高，适量配筋（配筋详见附图 11）并在 3 根柱之间浇筑混凝土系梁连接保证墩柱的整体性和稳定性。最后在墩顶和 2#墩承台之间搭设纵横向型钢，形成支架承载平台（具体结构见附图 1、2、3、4） 。5#墩边跨现浇段左幅地基处理的方法是：在搭设支架范围内三面设挡土墙，夯实原土，浇注 20cm 厚 C30 混凝土垫层；右幅根据地形情况分 4 级砌筑 M7.5 浆砌片石挡土墙台阶，每个台阶面上填土夯实然后浇注 20cm 厚 C30 混凝土垫层（具体基础构见附图 5、6、7、8、9） 。2、支架设计根据箱梁结构设计图和荷载情况， 2#墩边跨现浇段采用碗扣式支架（由于现场钢管脚手架数量不足，决定 2#墩边跨现浇段支架租赁碗扣式脚手架搭设） ，支架布置为：横桥方向底板处立杆的间距为 60（在腹板处加设一排间距为 30） ，箱梁翼板部位立杆间距按照 90cm 布置，横桥向布置 3133 共 19 列；纵桥向立杆离墩柱 60cm 开始布置 13 排，间距 60cm；横杆步距 120cm。立杆上采用可调丝杆上托，丝杆上顶托内横桥向放置 210 槽钢，槽钢上纵向摆放 12×12cm 方木，方木在腹板下均匀布置 3 根，在腹板间均匀布置 16 根，在方木上钉 15mm 厚的竹胶板作为现浇箱梁底模。2#墩支架底部平台结构为：辅助墩柱顶部排列 5 根横向 I40a 工字钢与桩基连接部位设 2cm 厚的钢板座，以保证墩顶处受力均匀，纵向在横向工字钢上与承台上设- 2 -19 根 I40a 工字钢，纵向工字钢上水平设置10 槽钢与纵向工字钢焊接，槽钢上搭设立杆，采用钢管将支架与墩柱连接，增强支架的稳定性，以确保施工安全。左幅墩顶标高（钢板顶面）为 940.219m，右幅墩顶标高（钢板顶面）为 900.119m。5#墩现浇段支架采用 48×3 钢管脚手架搭设。底板下支架立杆纵横间距为60cm×60cm， （立杆在腹板处顺桥方向加强一排形成 60cm×30cm 框架） ，翼板下立杆纵横间距为 60cm×100cm，横杆步距为 120cm，采用钢管将支架与墩柱连接，增强支架的稳定性，以确保施工安全。3、边跨现浇段模板：底模、外侧模、内模均竹胶板。外侧模、内侧模采用10x10cm 方木作为竖向背带，间距30cm，采用 210 槽钢作横向背带，沿竖向设置3 层，模板加固采用 25 圆钢对拉。内模顶板采用钢管支架支撑。4、支架、模板预压支架、模板搭设完成后对支架进行预加载试验，以检查支架的性能和安全性，并消除支架的非弹性变形，同时量测出弹性变形参数。根据支架的弹性和非弹性变形量，结合监控提供的预拱度值，设置施工预拱度。考虑箱梁底板段和翼缘段混凝土重量差别很大，加载时按实际情况分段堆载，如下图所示。q2 q1q1箱梁荷载分区计算示意图各均布荷载如下：- 3 -1)混凝土自重：翼缘段：q1=10125/10000×26/3=8.78kN/m2底板段: q2=54621/10000×26/6=23.67kN/m22) 混凝土振捣动载：翼缘段：q1=2.0kN/m2底板段: q2=2.0 kN/m23)混凝土超涨：翼缘段：q1=0.05×8.78=0.44kN/m2底板段: q2=0.05×23.67=1.18 kN/m24)施工机具及人员：q1=q2=10×10/(4.75×12)=1.75 kN/m2内、外托架均布荷载为：q1=8.782.00.441.7512.97 kN/m2q2=23.672.01.181.7528.60 kN/m2预压荷载采用堆载预压方式，堆载采用土袋，堆载荷载与支架承重的实际荷载相同。以消除支架的非弹性变形，同时测定支架的弹性变形量。待底模、外侧模立好后，人工在地面装土，将土袋吊到底模上按照上述荷载进行堆放，吊土袋前分次取 10 袋土进行称重，取其平均重量。根据单袋土重算出堆码高度，根据设计均布荷载进行堆码。经计算，每个边跨现浇段须使用 150.3t 土袋。2#墩边跨现浇段支架预压用土袋可使用汽车吊提升至支架平台，人工堆码。5#墩边跨现浇段支架预压用土袋可从已架 T 梁上运输。预压开始前将模板按照监控单位提供的预抬高度设计标高立模标高进行立模，并复核后开始堆载。堆载过程中随时观察支架变形情况，如出现异常情况必须停止施工，待问题排除后继续施工。堆载完成时进行标高测量，并且逐日进行沉降观测，沉降稳定后（标准为沉降量小于 1mm/d）卸下荷载，观测模板标高，得出弹性变形值和非弹性变形值，根据实测数据对模板进行标高调整，复核无误后，方可进行下道工序施工。5、钢筋施工绑扎钢筋，设置波纹管，钢筋骨架制作与悬浇砼梁施工步骤相同。6、混凝土施工- 4 -经监理工程师检查批准后，即可浇筑混凝土。混凝土灌注过程与悬浇砼梁施工步骤相同。7、预留孔道、预埋件提前预留边跨合拢段悬吊支架、模板锚固的预留管道和锚固件。边跨现浇梁段浇筑安排在 10#悬臂段之后，11#悬臂段之前进行。三、支架计算（以 5#墩左幅支架为例）支架采用扣件式钢管支架，钢管为 48mm×3.0mm，支架直接支撑在混凝土垫层上，钢管顶部由钢管顶托调节标高，在顶托上沿横向布置 210 槽钢，在槽钢上铺设 12×12cm 方木（详见附图 10） 。（一）荷载计算1、箱梁荷载：砼自重：盖梁以上部分荷载由盖梁承受，伸出盖梁部分为 6.85m 由支架承受，故只计算伸出盖梁部分混凝土：51.28 m3×26KN/ m3820.5KN(砼自重取 26KN/m3)偏安全考虑，取安全系数取 r=1.2，由于腹板处底板上荷载最大，故计算腹板处底模单位面积压力：F1=G×r÷S=0.4m×2.5m×6.85m×26KN/m3×1.2÷（6.85m×0.4m）=65KN/m2两腹板间底板底模上单位面积压力：F1=23.34 m3×26KN/m3×1.2÷（6.85m×5.2m）=20.44KN/m22、施工荷载：取 F2=2.5KN/m23、振捣混凝土产生荷载：取 F3=2.0KN/m24、倾倒混凝土时产生的冲击荷载：取 F4=2.0KN/m25、箱梁内模板：取 F5=1.5KN/m26、竹胶板：取 F6=0.1KN/m27、方木：取 F7=6.0KN/m3（二）底模强度计算箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚 t=15mm，竹胶板下方木背肋间距为 300mm，所以验算模板强度考虑宽 b=300mm 竹胶板。1、模板力学性能（1）弹性模量 E=10×103MPa。（2）截面惯性矩：I=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4- 5 -（3）截面抵抗矩：W= bh2/6=30×1.52/6=11.25cm32、腹板处底模板受力计算（1）底模板均布荷载：F= F1+F2+F3+F4F5=65+2.5+2.0+2.01.5=73KN/m2q=F×b=73×0.3=21.9KN/m（2）跨中最大弯矩：M=qL2/10=21.9×0.32/10=0.197 KNm（3）弯拉应力：=M/W=0.197×103/11.25×10-6=17.5MPa=80MPa竹胶板强度满足要求。（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：f=0.677qL4/100EI=(0.677×21.9×0.34)/(100×10×106×8.44×10-8)=1.42mmL/400=0.75mm竹胶板挠度不满足要求。因腹板处底模按上述布置不满足要求，所以在腹板 0.4m 宽度内设置 3 根12×12cm 方木，间距 0.14m，计算如下：（1）底模板均布荷载：F= F1+F2+F3+F4F5=65+2.5+2.0+2.01.5=73KN/m2q=F×b=73×0.14=10.22KN/m（2）跨中最大弯矩：M=qL2/10=10.22×0.142/10=0.020 KNm（3）弯拉应力：=M/W=0.020×103/11.25×10-6=1.8MPa=80MPa竹胶板强度满足要求。（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：f=0.677qL4/100EI=(0.677×10.22×0.144)/(100×0.1×108×8.44×10-8)=0.03mmL/400=0.75mm竹胶板挠度满足要求。3、腹板间底模板受力计算调整后腹板间底模方木背肋间距为 313mm。- 6 -模板力学性能（1）弹性模量 E=10×103MPa。（2）截面惯性矩：I=bh3/12=31.3×1.53/12=8.803cm4（3）截面抵抗矩：W= bh2/6=31.3×1.52/6=11.738cm3模板受力计算（1）底模板均布荷载：F= F1+F2+F3+F4F5=20.44+2.5+2.0+2.01.5=31.94KN/m2q=F×b=31.94×0.313=10.0KN/m（2）跨中最大弯矩：M=qL2/10=10.0×0.3132/10=0.098 KNm（3）弯拉应力：=M/W=0.098×103/11.738×10-6=8.3MPa=80MPa竹胶板板强度满足要求。（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：f=0.677qL4/100EI=(0.677×10.0×0.3134)/(100×10×106×8.803×10-8)=0.74mmL/400=0.77mm竹胶板挠度满足要求。结论：在腹板 0.4m 宽度内设置 3 根 12×12cm 方木，间距 0.14m，在腹板间均匀布置 16 根 12×12cm 方木竹胶板受力满足要求。（三）模板背肋方木强度计算方木为 12×12cm，跨径为 0.6m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.12×0.122/6=2.88×10-4m3截面惯性矩：I= bh3/12=0.12×0.123/12=1.728×10-5m41、腹板处作用在方木上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5+F6)×0.6=(73+0.1)×0.6=43.86KN/m跨中最大弯矩：M=qL2/10=43.86×0.62/10=1.579KNm云南松容许抗弯应力=12MPa，弹性模量 E=9×103MPa（1）腹板处方木弯拉应力：=M/W=1.579×103/2.88×10-4=5.5MPa=12MPa腹板处方木强度满足要求。- 7 -（2）腹板处方木挠度：f=0.677qL4/100EI=(0.677×43.86×0.64)/(100×9×106×1.728×10-5)=0.25mmL/400=1.5mm腹板处方木挠度满足要求。结论：腹板处方木强度满足要求。2、腹板间作用在方木上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5+F6)×0.6=(31.94+0.1)×0.6=19.22KN/m跨中最大弯矩：M=qL2/10=19.22×0.62/10=0.692KNm云南松容许抗弯应力