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互通2_桥水中墩柱施工方案设计(三福)

2021-05-18 来源:乌哈旅游
互通2#桥水中墩柱、系梁、盖梁施工方案

一、工程概况

尤溪互通2#桥左线桥平面位于R=1100m右偏圆曲线上,纵面位于R=40000m的凹形竖曲线上,上部构造采用4×30m+3×30m+6×30m(三联)装配式预应力混凝土T梁。右线桥平面位于R=1100m右偏圆曲线上,纵面位于R=23000m的凹形竖曲线上,上部构造采用4×30m+5×30m+3×30m(三联)装配式预应力混凝土T梁。下部结构桥墩采用双柱式圆形墩柱配钻孔灌注桩基础。其中左线、右线4#~9#墩位于深水中,水深12m~17m不等。采用Φ1.6m圆形墩柱配Φ2.2m钻孔灌注桩基础,其间用两道1.0×1.2m横系梁联接。本桥水中最高墩柱高度为25.727m ,最低墩柱高度为17.148m。 二、施工平台

为方便施工作业人员行走以及施工作业方便,在桩基钢护筒上焊接牛腿,搭设简易施工平台。首先在钢护筒上用I32a工字钢焊接牛腿,其下加斜撑加固。每侧搭设两根I32a工字钢做纵梁,上面铺设10×10cm方木@50cm做横梁,其上再铺设5cm厚木板做面板。

施工过程中可利用平台、底系梁、桩顶搭设施工脚手架。 具体尺寸见<施工平台方案图>。 三、模板安装与拆除

本桥墩柱模板采用定型钢模,分为4m/节、2m/节、1m/节、1.6m/节四种规格,其中1.6m/节对称于中心线预留1.0×1.2m方形孔洞以便与系梁模板联接。系梁及盖梁模板采用1.2cm竹胶板,用10×10cm方木作横条@40cm、 I10槽钢作竖条@40cm上下用Ф16螺栓拉紧。

墩柱、系梁、盖梁均采用抱箍法施工。盖梁、系梁施工时先用抱箍将墩柱抱死,两侧各搭设一条I32a工字钢做纵梁,其上铺设10×10cm方木@30cm作横梁,然后铺设底模。盖梁施工时,可通过调整抱箍高差,使盖梁底部横坡符合设计要求,然后铺设底模,因底模受荷载较大,采用I10槽钢@30cm作加强底模横梁。

模板分节高度及墩柱浇注次数将根据系梁间距及墩柱高度确定,以减少接缝,确保外观质量。在浇筑桩基系梁混凝土时,预埋钢筋扣,模板的四条微调缆风将系在系梁钢筋扣上进行模板调整,模板中间夹橡胶止水带用螺栓销紧,在平台上预先拼装,然后用浮吊整体吊装,待整体销紧后,通过四条缆风进行微调,直至保证墩柱的垂直度符合设计要求。

为保证混凝土表面的平整度、光洁度,确保混凝土的外观质量,本次墩柱、系梁、

盖梁施工设计时不考虑预埋剪力销、内拉条等,采用抱箍法施工。钢模板预先整体拼装后,先用绞磨机对模板内表面进行仔细打磨除锈,然后用汽油清洗一遍,腻子抹缝找平再涂一层脱模剂。模板利用浮吊分片折除。

模板具体尺寸及规格详见<墩柱模板设计图>。 四、钢筋制作安装

根据墩柱的不同高度及浇注次数,钢筋笼采用一节或多节,因主筋采用机械连接接头,为保证主筋接头连接的可操作性,先搭设施工脚手架,作业人员利用脚手架将主筋单根安装,并将套筒用板手拧紧。然后安装加强箍筋及螺旋箍筋。系梁及盖梁的钢筋在预制场加工成形后,运至现场绑扎。 五、混凝土运输及浇注

用运输船将混凝土罐车运至 墩柱前,并用固定物将运输船定位,混凝土卸料入斗,用浮吊吊运,通过串筒溜放入模,插入式振动器振捣。

混凝土浇筑根据墩柱系梁间距分节进行施工,先浇筑系梁底标高以下墩柱混凝土,系梁混凝土及盖梁底以下高度的墩柱混凝土一起浇筑,盖梁混凝土单独浇注。在钢筋未绑扎前将对混凝土面进行凿毛,并用水将混凝土面冲洗干净后再进行下一道工序施工。模板拆除后及时进行养护,采用塑料薄膜包裹养护。

混凝土浇注顺序详见<水中墩柱分次浇注示意图>。 六、测量控制

施工过程中加强测量控制,灌注墩柱混凝土前,用全站仪将墩柱中心精确定位,模板整体吊装安置时随时用全站仪监测其垂直度,然后通过缆风微调使模板垂直度满足验标要求。用水准仪测量高程,在模板内侧弹墨线以准确控制混凝土浇注高度。

每一个墩柱盖梁施工完毕后及时对平面和高程、墩跨尺寸进行复测,用墨线弹出支座线,安装支座,保证架梁方便。 七、高空作业安全防护

墩柱、系梁施工时,脚手架外挂防护网。盖梁施工时,在纵梁上铺设槽钢做横梁其上铺设竹胶板做一简易施工平台,平台周边焊接防护栏杆,高度不小于1.2m。为保证高空作业施工安全,所有施工作业人员必须佩戴安全带及救生衣。为方便施工作业人员上下,可利用脚手架搭设跑道。 八、其它

1

为方便模板预先拼装、材料及小型机械设备周转,需利用现 有小浮箱作一平台。 九、施工计划安排

水中墩柱施工时,为适应水中桩基施工顺序及架梁顺序与工

期,决定先施工左9#墩、左8#墩,然后施工右9#~4#墩,最后施工左7#~4#墩,根据混凝土浇注次数及模板周转情况,保证至少三个墩稍分先后,依次共同施工。

盖梁抱箍检算

以下检算以左7#墩墩帽为例 一、 施工荷载

1、 钢筋: 10881 Kg

2、 混凝土: 54.3×1950=105885 Kg 3、 工字钢: 4×15×52.747=3165 Kg 4、 槽钢: 26×4.4×10=1144 Kg 5、 模板及其它: 1000 Kg 6、 合计: 122075 Kg

则每套抱箍分担压力:122075/2=61037.5 Kg=610.4 KN 二、抱箍需提供压应力计算: 假定摩擦力f=P

根据计算得出每套抱箍所承担全部荷载为610.4 KN,按1.3的安全系数计算施工时全部荷载,则P =1.3×610.4 = 793.5 KN 则抱箍所需提供摩擦力 f = S抱箍表面积×μ则 σ

压应力

钢与混凝土摩擦系数

×σ

压应力

= f / (S×μ)

= P / (S×μ)

= 793.5 / (π×1.6×0.5×0.2) = 1578.6 Kp

三. 螺栓需提供拉力计算:

根据抱箍的受力特点,螺栓所受到的拉力

∑F = h×r×σ

压应力

2

= 0.5×0.8×1578.6 h=抱箍高度;r=墩柱半径 =631.4 KN

Φ27高强螺栓设计拉力: P=300×π×0.01352=172 KN 所需高强螺栓个数:

n=∑F/P=631.4/172=3.7 个 < 7 个 (可) 三、 钢板强度检算:

联接处构件净截面的强度检算:

Aj = 500×10-4×27×10= 3920 mm2=3.92×10-3 m2 σ= P / Aj = 793.5×103 /2/ 3.92×10-3 = 101.2 MPa<[σ] = 200 MPa ( 可) 四、 螺栓抗剪强度检算 Φ27高强螺栓单栓承载力[NL]

[NL]=P×f×m/K=290×0.45×1/1.7=76.8 KN

其中: P=高强螺栓的预拉力; f=连接钢材表面的摩擦系数 0.45 m=连接中的摩擦面数 K=安全系数 1.7 则所需螺栓个数: n=793.5/2/76.8=5.2 个 < 7 个 (可) 五、 结论

1.由检算结果可知,墩柱抱箍设计可满足施工要求。

2.墩柱与系梁施工时,因其荷载远远小于盖梁荷载,故不做检算。

3.两墩柱中心距为8.7m盖梁施工时,每侧纵梁采用两根I32a工字钢或采用一根I32a工字钢腹板用钢板焊接加劲肋加强。其余盖梁及系梁施工时均采用一根I32a工字钢做纵梁。

4. 平台施工时,牛腿采用I32a工字钢与钢护筒焊接,其下加

斜撑加强,因平台设计时只考虑施工人员作业方便或堆放临时部分小型材料,故不做检算。

盖梁模板检算

一、 各项技术指标

1、竹胶板:E=5×103 MPa σω=60 MPa 2、松木: E=1×104 MPa σω=13 MPa

3

3、钢材: E=2×105 MPa σω=215 MPa 一、 模板所受侧压力计算

1、 混凝土振捣产生的侧压力: σ1=4.0 KPa 2、 混凝土浇注过程产生的侧压力:σ2=2.0 KPa 3、 新浇注混凝土产生的侧压力:σ3=Krh

=1.2×19.5×(0.22+24.9×0.035)=25.5 KPa 其中: K—外加剂影响修正系数 r—混凝土的容重

h—有效压头高度,h=0.22+24.9v/T,v/T=0.035 v为混凝土浇注速度,T为混凝土入模温度 4、 σ总=σ1+σ2+σ3=31.5 KPa 二、 模板强度检算 σ

40cm

MPax=1/8ql2=1/8×31.5×0.42=0.63 KN·m W=1/6ab2=1×0.0122/6=2.4×10-5 m3

σ= MPa3x/W=0.63×10/2.4×10-5=26.3 MPa<60 MPa (可) 三、 横带方木检算

MPax=1/8ql2=1/8×31.5×0.4×0.42=0.252 KN·m W=1/6ab2=0.1×0.12/6=1.67×10-4 m3

σ= MPax/W=0.252×103/1.67×10-4=1.51 MPa<13 MPa (可) 4.03KN 4.03KN 4.03KN 五、站带槽钢检算

160cm N=10.1KN N=10.1KN N=31.5×0.4×1.6/2=10.1 KN

跨中弯距:MPax=10.1×0.8-4.03×0.4-4.03×0.8=3.24 KN·m σ= MPax/W=3.24×103/39.7×10-6=81.6 MPa<215 MPa (可) 四、 拉条检算

4

D=16mm A=201.1 mm2 N=10.1 KN σ=N/A=10.1/201.1×10-3=50.2 MPa< 215 MPa 五、 底模横梁检算

底模所受压力:σ=1.2σ总=1.2×31.5=37.8 KPa MPax=1/8ql2=1/8×37.8×0.3×1.62=3.63 KN·m

σ= MPax/W=3.63×103/39.7×10-6=91.4 MPa<215 MPa (可)

盖梁底模纵梁检算

一、 说明

1) 检算对象为盖梁模板下的纵梁,拟采用的材料为I32a工字钢 2) 检算项目:纵梁的抗剪、抗弯强度 3) 检算的依据:互通2#桥左7#墩盖梁 二、荷载

1) 假定纵梁所受荷载为竖向均布荷载 2) 主要荷载有:

a、 一片盖梁内的钢筋自重 Qg b、 一片盖梁素混凝土自重 Qt c、 一根工字钢自重 Qz d、 模板重 Qm

e、 施工荷载(人、机械) Qs 三、计算模型

按实际的施工情况假定纵梁为简支在墩柱钢销上的伸臂梁,共两片纵梁,每片纵梁拟用两根I32a工字钢,实际检算时只检算一根工字钢在其承担的荷载作用下的强度 四、荷载及内力的计算

Q

C E 4.35 4.35 B 3.0 D 单位:m

A 3.0

5

Qg=108.8/14.7=7.40KN/m

Qt=14.7×2.4×1.6×23/14.7=88.3KN/m Qz=0.527KN/m

Qm=2×(2.4+1.6) ×1×0.5=4.0KN/m Qs=5×600×10-3/14.7=0.20KN/m 则一根I32a工字钢所受均布荷载为: Q=(Qt+Qg+Qm+Qs)/4+Qz=25.5KN/m 反力: RA=RB=Ql/2=25.5×14.7/2=187.4KN 内力:Q A左=3.0×Q=3.0×25.5=76.5KN Q A右=RA-3.0×Q=187.4-76.5=110.9KN MA=3.0×Q×1.5=3×25.5×1.5=114.75KNm ME=4.35×RA-7.35×Q×7.35/2=126.4KNm 五、强度检算 1) 抗剪强度 τ

max

=1.5Q/δfhf=1.5×110.9×103/320×10-3×9.5×10-3=54.72MPa

<1.25[τ]=1.25×115=143.75MPa 故工字钢材料的抗剪强度满足要求

τ=Q/A=187.4×103/0.25×3.14×0.0036=66.31MPa<[τ]=115MPa 故剪力销材料的抗剪强度满足要求 2) 抗弯强度 σ

max

=Mxh/2Ix=126.4×103×320×10-3/2×11100×10-8=182.2MPa

<[σw]=200MPa

故工字钢材料抗弯强度满足要求

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