【桥梁方案】预应力连续箱梁桥施工方案(搭设碗扣式满堂脚手架)

预应力连续箱梁 桥施工方案

 富溪 17 号桥起点里程 K203+844.98,终点里程 K204+156.299,全长 550.66 m。本桥全部位于 R=523.691 m 的圆曲线和缓和曲线内。上部结构为预应力连续箱梁,六跨一联,左右幅均为三联 18 跨。下部结构为独柱式墩或双柱式墩,桩基础;重力式桥台,扩大基础。

 根据本桥所处的地理位置、施工条件以及前期施工及筹备情况,桥梁施工总体顺序为:右线 12 号墩-→18 号墩、左线 12 号墩-→18 号墩、左线 12 号墩-→左线 0 号台、右线 12 号墩-→右线 0 号台。上部结构计划两套支架、模板,平行施工,间隔 2~3 跨。下部结构的施工顺序,以不影响现浇箱梁的施工为原则,分部施工。

 一、分阶段工期目标。

 桩基础:2004 年 3 月开工,2004 年 9 月全部完工; 墩身:2004 年 7 月 1 日开工,2005 年 6 月完工; 现浇箱梁:2004 年 9 月 1 日开始施工,2006 年 3 月完工,计划投入一套支架,除前 3 跨按每月 1 跨外,其余按每月按 2 跨计划。

 二、下部结构资源配置计划 1、模板配置计划 本桥左右线共 34 个墩,有φ220 独柱墩 7 个、φ200 独柱墩 3 个、φ140 双柱墩 5 个、φ150 双柱墩 19 个,共计 4 种类型。模板配置原则:承台、独柱墩、140 双柱墩及墩帽、系梁各配置一套;150 双柱墩及系梁配置 2 套。具体模板配置计划如下:

 部位 规格 数量 重量 备注 承台 590×590×200 1 套

 施工 10 个承台 220 独柱墩 节长 3 米 节长 2.3 米 节长 1 米 5 节 1 节 1 节

 最高墩 18.4米,倒用 7 次 200 独柱墩 节长 3 米 节长 1.3 米 节长 1.5 米 4 节 1 节 1 节

 最高墩 14.9米,倒用 3 次 220 独柱墩墩帽

 1 套

 260+10 200 独柱墩墩帽

 1 套

 260+10 独柱墩脚手架

 3 套

 18 米 2 套, 15 米 1 套 140 双柱墩 1 套 节长 2 米 2 节

 最高墩 4 米(扣除系梁)倒用 3 次 150 双柱墩 2 套 节长 3 米 节长 2.7 米 节长 0.3 米 4 节 4 节 2 节

 最 高 墩 15米,倒用 9 次 140 系梁 高度 200cm 1 套

 30+140+30 150 系梁 高度 180cm 4 套

 150+30 150 墩帽 高度 160 2 套

 倒用 4 次 双柱墩脚手架

 6 套

 15 米 4 套, 4 米 2 套

 2、人员计划 根据下部工程各类模板配置 6 套,脚手架配置 9 套的情况,主要施工人员配置如下:

 工种 分班组 人数 工作内容 备注 钢筋工 2 30 支架安装、钢筋制安

 模板工 2 26 模板制安拆

 砼工 1 12 砼浇注、

 电工 1 3

  机械工

 5 机加工、修理

 搅拌站 1 12 砼生产、运输,含司机

 合计

 88

  3、机械配置 机械名称 规格 数量 用途

 搅拌站

 1 砼生产

 砼罐车 3~6m3

 4

  装载机 ZL40 1 搅拌站用

 汽车吊 16t 1 模板、砼用

 砼输送泵 60 1 砼用

 电焊机

 6 钢筋用

 备用发电机 75KW 1 搅拌站用

 挖掘机

 1 挖基用

 三、下部结构施工方案 下部结构施工顺序:桩基-→承台-→墩身-→系梁-→墩帽。

 1、桩基采用人工挖孔,按挖孔桩施工工艺施工。承台基坑采用人工配合挖掘机开挖,石质基坑采用弱爆破辅助开挖。砼搅拌采用搅拌站集中生产,罐车运输,泵送入模,模板使用大块钢模板。墩柱施工前,人工凿除承台顶面,处理干净。

 2、墩身施工原则:独柱墩一次性施工到墩帽以下,然后施工墩帽。双柱墩一次施工到系梁以下,然后拆除墩身模板,安装系梁模板,施工系梁。有两道系梁的墩身,下系梁以上的墩身、系梁一次施工。分段进行灌注墩身时,施工缝按规范及设计要求处理后方可进入下道工序。

 3、墩身模板制作时,水平方向的接缝,采用搭接舌模,防止错台和漏浆。系梁模板下部设 30cm 墩身模板,一方面可以作为墩身模板使用,另一方面也可作为抱箍使用。为防止由于墩柱平面位置的误差造成系梁模板安装困难,系梁模板制作时长度减短 5mm,长度误差在接缝处用钢板调节。

  系梁模板示意图

  柱帽Ⅳ系梁双柱墩(一)ⅢⅡⅠⅠⅡⅢⅣⅢⅡⅠ双柱墩(二)独柱墩系梁帽桩柱承台ⅣⅤ

 

  单个脚手架杆件数量表

 杆件型号 单位重 独柱墩 21 米 双柱墩 15 米 计算式 数量 重量 t 计算式 数量 重量 t LG-300 17.31 32×7 224 3.88 55×5 275 4.76 LG-180 10.67 16 16 0.17

 28 0.3 LG-120 7.41

 16 0.12

 28 0.21 HG-120 5.12 16×18 288 1.48 32×13 416 2.13 HG-60 2.82 32×18 576 1.63 56×13 728 2.06 φ42 钢管6 米长

  40

  48

 活动扣件

  240

  288

 合计(t)

 7.28

  9.46

 4、本地区处于黄山风景区内,山高沟深,脚手架架设过程中,及时设立临时风缆,确保安全。碗扣式脚手架设计采用双排脚手架方案。立杆主要采用 LG-300 型,用 LG-120 将接头错开,立杆间距 60cm、120cm,横杆间距 120cm。斜杆采用 42mm 钢管,呈菱形布置。施工时每 10 米在四个角分别拉一道风缆,缆风绳与脚手架立杆的夹角大于 30 度。脚手架一次搭设到墩顶高度,然后进行钢筋现场绑扎、焊接。由于脚手架属临时结构,稳定性较差,为减小风力的危害,脚手架上不宜安装大幅的宣传标语。

 5、立模时模板的组装牢固,接头接缝处用胶带密封,防止漏浆,模板接缝用钢板腻子磨平、刷油后分节整体吊装。为保证模板的稳定性和施工安全,在模板的顶部和中部分别使用缆风绳进行固定。模板的各类加固措施和风缆,都不允许与脚手架相连,防止施工荷载引起模板变形。

 四、支架方案和技术、经济比选 1、碗扣式脚手架 优点:

 1)、轻便高效无需吊装设备:杆件最长 3.5 米,17 公斤;最小构件 60 厘米,4 公斤,全部自动锁扣,避免了螺栓作业,拼拆快速省力。整架拼装速度比扣件式快 3-5 倍。

 2)、承载力大、安全可靠:杆件轴线交于一点,节点在框架平面内,接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能,接头自锁能力强,结构稳固可靠。

 3)、便于管理:无零散易丢构件,堆放整齐,便于现场材料管理。与门架式脚手架相比,运输费用较低。

 4)、单位支撑力小,基底承载力要求小,基底处理工作量小。

 缺点:单位构件支撑能力较小,不适宜大跨度结构。

 2、门式支架 优点:构件轻便、装拆方便、安全耐用,不需要大型起吊设备,承载力大,结构稳定。

 缺点:要求地面平整,不适宜大跨度结构。定型结构,需要堆放场地较大,与碗扣式、钢管式比较,储运费用较大。

 3、万能杆件 优点:承重力较大,适宜 4~6 米跨度的结构。

 缺点:单个构件较重,需要小型机械设备配合安装。安拆工作量大,费时费工。基地承载力较大,需要硬化处理。

 4、军便梁 优点:承重力大,适宜 6~10 米跨度的结构。

 缺点:单个构件重,必须吊车配合安装。基底用砼硬化。

 总之,根据以上比选,认为选用碗扣式支架作为现浇梁支架。在一般地段,支架宽度在 1260cm,立柱间距纵向 90cm,横向 60cm,横杆间距 120cm,支架高度按 15 米配置。

 基地处理方案; 本桥位于山区地形,地表极不平整,施工时一般地段用机械将地表清理、平整或挖成台阶,并进行硬化处理,搭设碗扣式满堂脚手架。13~14 号墩之间为搅拌站和进站道路,需要较大的跨度和空间,14~15 号墩之间、9~8 号墩之间、0 号墩~1 号台之间要跨越施工便道,预留 4 米宽的门式通道。1~4 号墩、7~9 号墩 、16~17 号墩跨越河流地段,可以采用在河边搭设临时支墩,用槽钢、万能杆件等架设 临时工作平台,在平台上搭设碗扣式脚手架。0 号台、4 号墩、6~7号墩、18 号台等山坡较陡的地区,采用先挖台阶,硬化后架设工作平台,然后搭设碗扣式脚手架。门洞支架方案、跨越山坡、河流方案见下图。

 

  12×60=720一般地段搭设方案困难地段方案碗扣式脚手架搭设方案现浇箱梁底模模板水平方木间距30 水平方木间距30底模模板现浇箱梁型钢模板支架 型钢模板支架3×90+12*60+3*90=126012×1203×90=270×120=720

  3×90=2703×90=27012×60=720现浇箱梁底模模板水平方木间距30型钢模板支架n×12012×60=720现浇箱梁支架搭设平面图现浇箱梁支架搭设纵断面图现浇箱梁支架搭设横断面图立杆可调托撑立杆可调底座支撑柱垫座4×60=24028×90=2520

 槽钢组合梁检算简图6×15.6600(间距60cm)横梁×90×60加强支架60×60×60地面硬化大于4米现浇箱梁支架搭设平面图现浇箱梁门架搭设纵断面图说明:

  1、本门架设计适用于跨越公路用,净跨4米,净高大于4米。

  2、门架顶部使用 号工字钢组合梁架设平台,平台上按正常脚手架搭设,平台支撑架增加两排立杆,间距60×60 ,横杆间距加密至60 。

  3、加密支架基底用砼硬化。、每排支架承重12.07吨,由每端4根立杆承受,每个立杆受力1.5吨,安全系数2.7,满足要求。

  5、工字钢检算:见检算简图R=46.8KNMmax=46.8×2.4-15.6×(0.45+0.9)×3=49.14KN.mσ =Mmax/W=49.14×1000/422.72=116.25mpa<[σ ]=170mpa计算结果表明该梁是安全的。6、最大挠度计算 (mm) :Fc =∑( Pb(3 · 2-4 2 ÷48 )10.7 mm25 号工字钢组合梁,间距6025 号工字钢组合梁,间距60

 工字钢(军便梁)工作平台说明:1、本图地形为示意图,施工时根据现场情况进行调整。2、台阶顶面标高与支架顶面标高的高差最好为1.2米的倍数,如确有困难地段,可用可调底座和短立杆调节。3、平台顶面必须用石碴夯实硬化,必要时打20 砼,防止支架下沉。、挡墙用50号浆砌片石砌筑,工字钢(军便梁)工作平台根据实际需要跨度设置,梁部要进行检算。水流方向工字钢(军便梁)工作平台浆砌片石挡墙浆砌片石挡墙原地面线回填石碴临时支墩工字钢(军便梁)工作平台浆砌片石挡墙开挖成平台支架底部平面布置示意图跨河、陡坡地带支架纵断面图

  拆模及支架 砼浇注、养护、张拉 模板安装、钢筋帮扎第五跨基底处理支架安装、预压(10天)支架安装、预压、底模(12天)模板安装、钢筋帮扎砼浇注、养护、张拉(11天)拆模及支架拼装钢梁支架施工钢管架搭设施工钢管架搭设方案箱梁现浇施工示意图第四跨 第三跨 第二跨 第一跨 五、支架设计与检算 1、荷载计算

 1)、标准段箱梁截面面积 A=1200*175-(225*125+32*225/2+55*125/2)*2-((302.5*2-80)*30/2+83*(302.5*2-36.25)/2+((302.5-36.25)*2-70)*20/2)*2 =67468.75cm2

 2)、砼重量(预应力钢筋砼按 2.7 吨/m3计算): G=6.746875×2.7=18.2165625 吨/米 3)模板重量:(按全钢模板考虑:122kg/m2 ) G=((225+136)*2+640+(302+133)*2*2)*122/100000 =3.78444 吨/米 4)、施工荷载:1 吨/米 5)、荷载合计:23.00 吨/米 2、支架设计 支架按碗扣式脚手架设计,立杆间距按 60、90 厘米两个数字组合,横杆间距按 120 厘米时,立杆允许承载力为30KN/根;横杆间距按 60 厘米时,立杆允许承载力为 40KN/根。根据荷载计算支架的安全系数如下:

  一、荷载计算(以 17 号桥为例)

 1、砼重量 标准段 实心段 标准梁截面 cm 2

 67468.75 139675 砼重量(t/m) 18.2165625 37.7123 模板(t/m)

 3.78444 1.66164 施工荷载 1 1 合计(t/m)

 23.0010025 40.3739

 荷载检算:

 墩身高度 立杆间距 横杆间距 每排根数 每孔排数 横杆成数 荷载检算 KN 安全系数 重量 kg 实心段 长 宽 荷载检算 KN 安全系数 1500 60 60 120 13 51 12 10.40 2.88 100089 18.26 1.64 1500 90 60 120 13 34 12 15.60 1.92 72499.4 27.39 1.09 1500 90 90 120 9 34 12 22.54 1.33 53591.5 39.56 0.75 根据以上计算,标准段选用立杆间距 90×60 厘米、横杆间距 120 厘米的设计,安全系数 1.92,实心段选用立杆间距 60×60 厘米、横杆间距 120 厘米的设计,安全系数 1.64,满足规范要求。

 六、资源配置和计划安排 1、支架配置 每套支架长三跨另加 7.8 米,其中墩中心两侧 2.4 米为实心段支架,间距 60×60 厘米,横杆间距 120 厘米,有立杆 4 排。中部 25.2米为标准段,间距 90×60 厘米,横杆间距 120 厘米,有立杆 29 排。每跨共 36 排,7.8 米支架有立杆 10 排。

 1)、立杆根数:立杆每排 13 根, 每套共 3×36+4+(7.8-2.4)/0.9+1=119 排。

 LG-300 根数:119×13×5=7735 根。

 2)、HG-90 根数:15 米支架,横杆为 13 层,每层 13 排, HG-90 根数:3×28×13×13+7×13×13=15379 根。

 3)、HG-60 高根数:纵向:7×4×13×13=683 根 横向:13 层×12 根/排×119 排=18564 根 4)、两侧悬臂部分:

 横向:LG-240:

 3×3×119×2=2142 根 HG-90:

 (4×3+2+1)×2×119=3570 根 XG-150:

 (34+2+1)×119×2=3570 根 纵向:HG-90:

 2×((28×3+6)×(3×4+2+1)=2700 根 HG-60:

 7×4×15×2=840 根 5)、支架数量汇总表 规格 数量 单位重 总重 t 备注 LG-300 7735 17.31 133.9

 LG-240 2142 14.02 30.03

 LG-180 773 10.67 8.25

 LG-120 773 7.41 5.73

 HG-90 21649 3.97 85.95

 HG-60 20087 2.82 56.64

 XG-150 3570 7.11 25.38

 底座 1547 6.45 9.98 KTZ-60 可调顶托 1547 6.15 9.51 KTC-60 以上合计

  365.37

 25b 号工字钢 78 米 42 3.276 6 米长/根(门架用)

 方木 120×120 225 根

 23.33 方 7.2 米/根。(上横联)

 10 号槽钢 1271 米 10 12.71 上纵联

  2、箱梁模板方案 外模采用覆塑竹胶板,内模采用木模板外贴薄钢板,在顶板上预留窗口,方便拆模。内模底板留窗,方便浇注底板砼。

 3、人员、设备配置 上部工程配置支架、模板 1 套,主要施工人员配置如下:

 工种 人数 工作内容 备注 架子工 12 支架安装、预压

 钢筋工 35 钢筋制安、运输

 模板工 16 模板制安拆

 砼工 18 砼浇注、砼养护

 张拉工 8 张拉、压浆

 电工 2

  机械工 3 机加工、修理

 搅拌站 12 砼生产、运输,含司机

 合计 106

  3、机械配置 机械名称 规格 数量 用途 搅拌站

 1 砼生产 砼罐车 3~6m3

 4

 装载机 ZL40 1 搅拌站用 汽车吊 16t 2 模板、钢筋、砼用 砼输送泵 60 2 砼用 电焊机

 8 钢筋用 备用发电机 75KW 2 搅拌站、砼浇注用 张拉设备

 3 套

 钢筋设备

 2 套

 挖掘机

 1 平整场地 压路机

 1

 冲击夯

 1

 4、施工计划 1)、每循环作业时间表 支架方案施工时间表 施工项目 时间(天)

 步骤 5 步骤 4 步骤 3 步骤 2 步骤 1 基地平整 3

  3 支架安装 3

  3 预压 5

 5

 底模 1.5

  0.5 1

 钢筋 2

  2

  外模、内模 2

  2

  钢筋、波纹管 1.5

 1 0.5

  砼浇注 1

 1

 养护、拆内模 3

 3

 张拉 1

 1

 拆底模 1 1

  拆支架 2 3

  合计 26

 每套支架长度方向按三跨配置,考虑人员的熟练程度、资源配置配套等问题,施工时第一跨计划 1.5 个月,第二跨计划 1 个月,第三跨以后按每月 2 跨计划。

 2)、施工计划表

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