40米跨箱梁满堂支架施工方案

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40米跨箱梁满堂支架施工方案
40米跨箱梁满堂支架施工
一、概述
1、工程概况YR12 -1.217 0.020 665.65 657.15
YR13 -2.551 -2.551 669.00 655.60
YR14 -3.000 -3.000 670.15 654.35
YR15 -3.000 -3.000 670.15 654.35
YR16 -3.000 -3.000 670.15 654.35
YR17 -3.000 -3.000 670.15 654.35
箱梁采用单向预应力体系，纵向预应力钢束设置采用??j15.24钢绞线，Rby=1860Mpa，波纹管制孔。每跨单侧腹板内设置6束16孔钢束，在接缝处采用钢束联结器接长；顶板设置12束7孔钢束，钢束长为14米，一端为P锚，一端为张拉锚，钢束跨越桥墩顶分布置，每侧各长7米；底板设置4束7孔钢束，一端为P锚，一端为张拉锚，每束钢束跨越施工接缝分布在两跨内。

2、施工方法简介
南堤外引桥位于缓和曲线段，桥位区多为农田、耕地及居民拆迁区，陆地施工条件相对较好。施工时，先将桥位地基处理后，采用扣件式满堂脚手架单幅逐跨现浇施工工艺进行施工，施工时，翼缘模板及外侧模采用定制钢模板（按首跨长配置一套模板），内模采用胶合板（按首跨长配置一套模板），底模采用玻璃钢竹胶板（按一个标准跨和一个首跨长度配置）。总体施工工艺流程如下：
3、施工工艺流程
二、满堂支架搭设及预压
1、地基处理
先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实；承台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实。原有地基整平压实后，再在其上填筑大约30cm的黄土，并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压，辗压次数不少于3遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实，然后在处理好的黄土层上铺设20cm石子，采用人工铺平，用YZ16吨振动压路机进行辗压。在石子层上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设枕木；为尽量减少地基变形的影响，在承台基坑回填好的地基上铺设大型废钢模板（此处不铺设枕木），废钢模板铺设时，面板朝下。压实的黄土层及石子层的宽度大约为28米。为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖40?30cm的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑。
为了解支架沉降情况，在加水预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥向每5米布置一排，每排4个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水时通过水管将水排至水沟中或桥位区外，以免影响处理好的地基承载力，卸水完成后采用16t汽车吊将水箱前移。卸水完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸水后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。
经过几跨施工，得出支架预压后总沉降量在4～15mm之间，最大非弹性变形量为13mm，平均非弹性变形量为7mm左右。
4、支架受力验算
    ①、底模板下次梁（6?12cm木枋）验算：
底模下脚手管立杆的纵向间距为0.9m，横向间距根据箱梁对应位置分别设为0.46 和0.9 m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距90cm；次梁按纵桥向布
置，间距35cm和18cm 。因此计算跨径为0.9m，按简支梁受力考虑，分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置：
a、斜腹板对应的间距为18cm的木枋受力验算
底模处砼箱梁荷载：P1 = 2.5?26  = 65 kN /m2 （按2.5m砼厚度计算）
模板荷载：P2 = 200  kg/m2  = 2  kN /m2
设备及人工荷载：P3 = 250  kg /m2   = 2.5  kN /m2
       砼浇注冲击及振捣荷载：P4 = 200  kg/m2  = 2  kN /m2
则有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 71.5 kN /m2

    W =  bh2/6 = 6?122/6 =144 cm3
由梁正应力计算公式得：
      ?? =  qL2/ 8W = （71.5?0.18）?1000?0.92 / 8?144?10-6  
                =  9.05 Mpa ＜ [??] =  10Mpa   强度满足要求；
由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
      ?? = 3Q/2A = 3?（71.5?0.18）?103?（0.9 /2）/ 2?6?12?10-4
         = 1.21 Mpa＜ [??] =  2Mpa（参考一般木质）
       强度满足要求；
由矩形简支梁挠度计算公式得：
       E = 0.1?105 Mpa；     I = bh3/12 = 864cm4
      f max  = 5qL4 / 384EI = 5?12.87?103?103?0.94  / 384?864?10-8?1?1010
           = 1.273mm＜ [f] = 1.5mm（ [f] = L/400 ）
       刚度满足要求。
b、底板下间距为35cm的木枋受力验算
中间底板位置砼厚度在0.5～0.7m之间，按0.7m进行受力验算，考虑内模支撑和内模模板自重，木枋间距0.35m，则有：
      底模处砼箱梁荷载：P1 = 0.7?26  = 18.2 kN /m2
    内模支撑和模板荷载：P2 = 400  kg/m2  = 4  kN /m2
    设备及人工荷载：P3 = 250  kg /m2   = 2.5  kN /m2
           砼浇注冲击及振捣荷载：P4 = 200  kg/m2  = 2  kN /m2
       则有P = （P1 + P2 + P3 + P4）= 26.7 kN /m2
       q=26.7?0.35=9.345t/m＜71.5?0.18=12.87 t/m
表明底板下间距为0.35m的木枋受的力比斜腹板对应的间距为0.18m的木枋所受的力要小，所以底板下间距为0.35m的木枋受力安全。
以上各数据均未考虑模板强度影响，若考虑模板刚度作用和3跨连续梁，则以上各个实际值应小于此计算值。
②、顶托横梁（I14工字钢）验算：
脚手管立杆的纵向间距为0.9m，横向间距为0.9m和0.46m，顶托工字钢横梁按横桥向布置，间距90cm。因此计算跨径为0.9m和0.46m，为简化计算，按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，计算结果偏于安全，仅验算底模下斜腹板对应位置即可：
平均荷载大小为q1= 71.5?0.9=64.35kN/m
   另查表可得：
WI14 =102?103mm3  ；    I = 712?104mm4 ；  S = I / 12
跨内最大弯矩为：
     Mmax =  64.35?0.46?0.46/8= 1.702kN.m
由梁正应力计算公式得：
      ??w =  Mmax / W = 1.702?106 / (102 ?103 )
               =  16.69 Mpa ＜ [??w] =  145Mpa   满足要求；
挠度计算按简支梁考虑，得：
       E = 2.1?105 Mpa；     
       f max  = 5qL4 / 384EI  = 5?64.35?1000?0.464?109 /
                         (384?2.1?105?712?104)
           = 0.053mm＜ [f] = 2.25mm（ [f] = L/400 ）刚度满足要求。      
         [ N ] = ??A[??] =0.744?489?215 = 78.22 kN
     而Nmax = P?A =71.5?0.46?0.9 = 29.6 kN，可见[ N ] ＞ N，
抗压强度满足要求。
另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度11m计算）
     △L = NL/EA = 29.6?103?11?103/2.1?105?4.89?102
                =3.171mm   压缩变形很小
单幅箱梁每跨混凝土340m3，自重约884吨，按上述间距布置底座，则每跨连续箱梁下共有765根立杆，可承受2525吨荷载（每根杆约可承受33kN），比值为2525/884 = 2.86 ，完全满足施工要求。
经计算，本支架其余杆件受力均能满足规范要求，本处计算过程从略。
④、地基容许承载力验算：
根据地质资料可知，南岸堤外引桥轴线上地表土质基本为亚粘土层，分别有：重亚粘土、轻亚粘土、人工填土（粉质轻亚粘土，砂壤土）等。地基碾压密实处理并铺垫20cm厚石子前，地基承载力在100～130Kpa之间。出于安全考虑，处理后仍按100Kpa设计计算，即每平方米地基容许承载力为10t/m2，而箱梁荷载（考虑各种施工荷载）最大为7.15t/m2，完全满足施工要求。
三、模板工程
为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形，加快施工进度，本工程箱梁底模采用铺设竹胶板，外侧模采用大块钢模板，箱体内采用胶合板木模。
1、底模：
箱梁底模采用竹胶板，模板加工时可根据箱梁线形曲线及宽度将模板分段（按顺桥向每5m为一段考虑）制作，将每一段视为直线段，即分段用折线代替圆曲线，从而提高了模板的使用效率。
锯板采用合金锯片，直径400毫米，120齿左右，转速3800转/分，在板下垫实时锯切，以预防毛边。玻璃钢竹胶板存放时板面不得与地面接触，要下垫方木，边角对齐堆放，保持通风良好，防止日晒雨淋，并定期检查。
当一跨砼浇筑好后，等强度达到80%后，便可张拉、压浆，压浆完成后可将底模板下的可调顶托下降，将I14工字钢、木枋和竹胶板脱离底板，取下竹胶模板等。
2、内模：
箱梁内模采用九合板，木枋顺向布置，木枋截面尺寸为6X12cm，木枋布置间距为35cm左右。为施工方便，内模分块加工成几种型号，并确保同一类型号的模板能够互用；加工时，将面板和木枋通过铁钉加工成整体。为便于内模从箱梁内取出，在每一跨箱梁顶板上预留两个160㎝（纵向）?100㎝（横向）的人洞，人孔分布在每跨离桥墩10米处，不能跨越施工缝；每一跨箱梁底板钢束张拉、压浆及封锚完成后，将人孔浇注砼封闭。
箱梁内模支撑采用??48?3.5脚手管做排架，立柱支撑在底模顶面上，脚手管顺桥向按0.9米设置一排，每排7根，且每排均需设置剪刀撑和纵、横水平撑，以增加支架的整体稳定性，防止内模胀模，内模支架的搭设原理及方式与满堂脚手架的搭设原理及方式基本相同；立柱支撑点必须与横桥向底模下的工字钢位置对应，而且立柱不可直接支撑在底模顶，两者间须垫设混凝土垫块。经受力验算，内模及内模支架均能满足规范要求，本处计算过程从略。
浇注砼之后，等强度达到设计强度的30%后方可进行拆除内模。如果拆模时间过早，容易造成箱梁顶板砼下饶、开裂，甚至倒坍；如果拆模时间过晚，将增大了拆模难度，造成拆模时间长且容易损坏模板。具体拆模时间由现场技术人员视现场砼的凝固情况把握好。
3、封头模板和翼缘端模板
端横隔板封头模板采用玻璃钢竹胶板，施工接缝处缝头模板采用5mm厚钢板制作。内侧翼