现浇箱梁水上平台施工方案.doc
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1、第一章 概述2第二章 现浇梁支撑体系的计算32.1、概述32.1.1 支顶架的结构32.1.2 钢平台的结构32.2 钢管支架的计算52.2.1 荷载组合52.2.2 支架力学计算52.2.3 大楞计算:112.2.4小楞计算132.2.5底模板计算142.3 钢平台的计算152.3.1钢平台构造152.3.2 36#工字钢计算172.3.3 贝雷架计算202.3.4 钢管桩计算23第三章 钢管架搭设253.1施工准备253.2基础253.3搭设钢管架及配件应符合下列规定:253.4钢管架拆除注意事项273.5钢管架搭设作业安全措施28第四章 钢管桩与贝雷架搭设30第五章 环境保护措施31第六
2、章 安全生产和文明施工33第一章 概述本工程为*温泉养生谷商务会议区*桥工程。*桥桥面宽为24米,具体结构为:上部为2*20m(引桥等截面预应力混凝土连续箱梁)+(21+32+21)m(主桥为变截面预应力混凝土连续箱梁)+2*20m(引桥等截面预应力混凝土连续箱梁),下部桥墩主桥为双柱式墩,引桥为桩柱式墩,上接盖梁,桥台为一字式桥台。桥型布置见下图。 *桥位于*市*镇米埔村原米埔桥的下游约50m处,横跨流溪河,桥南为G105国道文泉加油站、桥北为沙场,该处河道较宽,宽约100m,水深受季节性降水及流溪河水位影相明显。水中桩基与连续梁施工需要搭设钢平台。钢平台主要采用钢管桩与贝雷架相结合,钢平台
3、搭设完毕后,在钢平台上搭设钢管支架。第二章 现浇梁支撑体系的计算2.1、概述本方案钢平台主要采用钢管桩与贝雷架和工字钢相结合。由于钢管桩震打时,穿透不了卵石层,所以在河床底浇筑11m长,截面为50120cmC25混凝土扩大基础,钢管桩直接作用在混凝土基础上。 2.1.1 支顶架的结构支顶架采用483.5mm钢管架,钢管架步距为900mm900mm,箱梁支顶架延桥横向间距90cm,纵向间距90cm。钢管架可调托撑上纵向放置两排483.5mm钢管作为大楞,其上横向放置1010木方作为小楞,底模板为1.5cm厚酚醛板,小楞间距为30cm。钢管架立杆在顺桥向和横桥向之间设置间距为90cm的水平横杆连接
4、成整体,水平横杆连接采用直角扣件、旋件扣件和对接扣件三种,供两种钢管直角连接,搭接连接或对接连接。水平横杆的垂直间距为90cm。2.1.2 钢平台的结构本工程过水段现浇梁需要搭设水上平台,水上平台的结构主要是贝雷架与钢管桩结合。贝雷架采用双排单层组合形式,纵向跨径为9.0米,横桥向单幅桥宽设置4排,间距为3米。单幅桥宽横轴向设置4根6008mm钢管桩,钢管桩根部焊接120cm120cm1cm钢板,钢板焊接在混凝土基础的预埋钢筋上,钢管桩顶部用56#工字钢连成一体。贝雷架按3.0m的间距与56#工字钢连接,贝雷架上铺设36#工字钢作为钢管架的垫脚,36#工字钢纵向间距为90cm。钢管桩纵轴向间距
5、为9米,横桥向为3.0m,钢管桩之间用20#槽钢作为剪刀斜撑焊接连固成一体,详见附图。 钢平台横截面图 钢平台截面图2.2 钢管支架的计算2.2.1 荷载组合序号荷载均布荷载(q)(KN/m)1模板、木方自重G10.75+0.8=1.552新浇筑钢筋混凝土的重力G2(取第二联计算)(543.7 m25KN/m)/(11.5m74m)=163施工荷载G33.04模板砼冲击G42.05倾倒混凝土时产生的水平荷载G53.86钢管架自重G60.32.2.2 支架力学计算一、立杆的稳定性计算1、稳定性计算根据建筑施工扣件式钢管钢管架安全技术规范(JGJ130-2001) 531 立杆的稳定性应按下列公式
6、计算:计算立杆段的轴向力设计值N,应按下列公式计算:N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQk (5.3.21)式中NG1k钢管架结构自重标准值产生的轴向力;NG2k构配件自重标准值产生的轴向力;NQk施工荷载标准值产生的轴向力总和。N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQk=1.2G6+(G1+ G2)0.90.9+1.4(G3+G4)0.90.9=1.22+(16+1.55)0.90.9+1.4(3.0+2.0)0.90.9=19.45+5.67=25.12kN通过计算和查表得出=0.626,A=489mm,f=205N/mm=25120/(4890.626)=82.09 N/mm
7、f=205N/mm故钢管架的稳定性满足要求。2、细长比细长比= khk计算长度附加系数,其值取1.155考虑钢管架整体稳定因素的单杆计算长度系数,取=1.5h立杆步距,h=0.9= kh=1.1551.590=150i=1.58cm =150/1.58=95故细长比满足要求。综上所述,支架受力满足要求。二、纵向、横向水平杆受弯构件强度和连接扣件抗滑承载力计算1、纵向杆的计算:按照扣件式钢管钢管架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定,纵向杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算。将纵向杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。(1)均布荷载值计算纵向杆自
8、重标准值:P1=0.038 kN/m ;脚手板的自重标准值:P2=(0.45+0.45)0.3=0.27kN/m ;活荷载标准值: Q=(0.45+0.45) 3= 2.7 kN/m;静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.27=0.37 kN/m;活荷载的设计值: q2=1.42.7=3.78 kN/m; 图1 纵向杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图2 纵向杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)(2)强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下: 跨中最大弯距为M=0.080.370.81+0.103.780.81=0.02+0.31=0
9、.33 kN.m;支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M= -0.100.370.81-0.1173.780.81 =-0.39 kN.m;选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:=390N.m /5080=76.6N/mm;纵向杆的最大弯曲应力为 = 106 N/mm 小于483.5mm钢管的抗压强度设计值,f=205 N/mm2,满足要求!(3)纵向架挠度计算根据规范523 纵向、横向水平杆的挠度应符合下式规定:vv (5.2.3)式中 v挠度;v容许挠度,应按规范表5.1.8采用(下表)。f=5qL4/384EI=0.002mmfv=0.6mm(4)扣件强度计算根据规范525
10、 纵向或横向水平与立杆连接时,其扣件的抗滑承载力应符合下式规定:RRc式中 R纵向、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;Rc扣件抗滑承载力设计值,应规范表5.1.7采用(下表)。R=(q1+ q2)0.93/4=2.8KNRc=3.2 KN满足要求!2、横向杆的计算:(1)均布荷载值计算按照扣件式钢管钢管架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定,横向水平杆宜按简支梁计算。纵向杆自重标准值:P1=0.038 kN/m ;脚手板的自重标准值:P2=(0.45+0.45)2=1.8kN/m ;活荷载标准值: Q=(0.45+0.45) 3= 2.7 kN/m;静荷载的设计值: q
11、1=1.20.038+1.21.8=2.2 kN/m;活荷载的设计值: q2=1.42.7=3.78 kN/m;(2)强度验算M0.125ql20.125(0.27 +3.78 )KN/m0.920.41kNm=410000N.mm /5080=80 N/mm;横向杆的最大弯曲应力为 = 106 N/mm2 小于483.5mm钢管的抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足要求!(3)纵向架挠度计算根据规范523 纵向、横向水平杆的挠度应符合下式规定:vv (5.2.3)式中 v挠度;v容许挠度,应按规范表5.1.8采用(下表)。f=5qL4/384EI=0.002mmfv=0.6mm(4)
12、扣件强度计算根据规范525 纵向或横向水平与立杆连接时,其扣件的抗滑承载力应符合下式规定:RRc式中 R纵向、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;Rc扣件抗滑承载力设计值,应规范表5.1.7采用(下表)。R= (q1+ q2)0.91/4=1.8KNRc=3.2 KN满足要求!2.2.3 大楞计算:钢管架搭设完毕后,安装可调托撑,托撑上纵向放置两排483.5mm钢管作为大楞。48mm钢管(管壁为3mm):I(d4-d14)=(0.0484-0.0424)=10.7810mW=4.4910m大楞的验算按四跨等跨连续梁计算。序号荷载均布荷载(q)(KN/m)1模板、木方自重G10.75+0.8=
13、1.552新浇筑钢筋混凝土的重力G2(543.7 m25KN/m)/(11.5m74m)=163施工荷载G33.04模板砼冲击G42.05倾倒混凝土时产生的水平荷载G53.86钢管架自重G60.3 1、 强度验算:钢管容许抗弯应力=205MPa,弹性模量E=2.0610MPaq=1.2(G1+G2)+1.4 (G3+G4) 0.9=1.2(16+1.55)+1.4(3.0+2.0) 0.9=25.25KN/mM =0.077ql0.07725.250.9=1.57kNm截面抵抗矩:W=2W=24.49cm=8.98 cmM/W1.43kNm /10.1610mm=174.28Mpa205Mpa
14、,强度满足要求。2、 刚度验算:q= q0.9+q25.250.9+ 0.096kN/m22.82kN/m2.12mm900/4002.25mm,故刚要求度满足。2.2.4小楞计算计算跨径L0.9 m 强度验算:小楞(1010木枋)自重: q自=0.1m0.1m4 KN /m=0.04KN/mq1.2(G模板+G2)+1.4(G3+G4) 0.3+1.2 q自 =1.2(0.75+16)kN/ m+1.4(3.0+2.0)kN/ m 0.3m+1.20.04KN/m=8.178KN/mMMAX0.125ql20.1258.178KN/m0.920.828kNmW= bh/6=0.10.1/6=
15、1.6710 mMMAX/W0.82810/1.67104.9Mpa11Mpa刚度验算:f0.76mm2.25 mm,满足施工要求。2.2.5底模板计算强度计算:底模采用1.8cm厚酚醛板。1.8cm厚酚醛板的Ibh10.0184.8610mW=bh2=10.0182=5.410m弹性模量E=0.1105Mpa,验算模板强度采用宽L=1.0m酚醛板计算。均布荷载q=24.46(KN/m)1)、模板受力计算(1)底模板自重均布荷载:G=0.75KN/m2载总荷载 q=1.2(G+G2)+1.4(G3+G4) 1m = 1.2(0.75+16)kN/m+1.4(3.0+2.0)kN/ m1m =2
16、7.1 KN/m(2)跨中最大弯矩:M=qL2/8=27.10.32/8=0.3KNm(3)弯拉应力:=M/W=(0.3103N.m)/(5.410-5 )m3 =5.74MPa=11Mpa刚度验算:0.28mm0.75mm满足施工要求。2.3 钢平台的计算2.3.1钢平台构造本工程过水段现浇梁需要搭设水上平台,水上平台的结构主要是贝雷架与钢管桩结合。贝雷架采用双排单层组合形式,纵向跨径为9.0米,横桥向单幅桥宽设置4排,间距为3米。单幅桥宽横轴向设置4根钢管桩,钢管桩根部浇筑50120cmC25混凝土基础。钢管桩纵轴向间距为9米,钢管桩之间用20#槽钢作为剪刀斜撑焊接连固成一体,详见附图。
17、钢平台横截面图 钢平台截面图2.3.2 36#工字钢计算钢管支架直接作用在36#工字钢上,钢管架的轴向力由支架验算计算出N=25.12KN。工字钢直接作用在贝雷架上,跨径为3m。可得出工字钢的受力简图(按简支梁计算):(1)弹性模量E=210GPa(2)截面惯性矩:I=15800cm(3)截面抵抗矩:W= 875cm (4)理论重量:p=60.037kg/m一、抗弯强度计算(1)跨中最大弯矩:Mmax= qL2/8q=q+q=0.6KN/m+25.12KN/0.9m=28.51KN/mMmax= qL2/8=28.51KN/m(3 m)/8=32.07 KN.m (2)弯拉应力:=M/W=(3
18、2.07103N.m)/( 87510-6 )m3 =36.63MPa=200Mpa,满足施工要求。二、挠度计算fmax5ql4/(384EI)q=q+25.12KN/0.9m =28.51KN/mfmax=5ql4/(384EI)=528.51KN/m(3m)/(384210GPa15800cm) =0.91mm=7.5mm,满足施工要求。2.3.3 贝雷架计算贝雷架顺桥向设置,采用双排单层的组合,最大跨径为9m,单幅桥宽横桥向设置3排贝雷架。贝雷架直接作用在两排56#工字钢上,贝雷架上搭设36#工字钢作为钢管支架的支撑体系。 双排单层贝雷架的物理系数:(1)弹性模量E=210Gpa(2)截
19、面惯性矩:I=500994.4cm(3)截面抵抗矩:W=7699.1cm3 (4)理论重量:p=7.6kN/m(5)容许剪力F=490.5KN贝雷架的受力可以简化为由工字钢引起的均布荷载和自重的组合,工字钢引起的荷载计算如下: q=(25.12KN/m/0.9+0.6 KN/m)3.5/0.9=95.03KN/m q= p=7.6kN/m q=95.03KN/m+7.6kN/m=102.63KN/m可得贝雷架的受力简图:一、抗弯强度计算 计算得贝雷架的最大受弯点为跨中,该处弯矩为M= qL2/8=1039KNm弯拉应力:=M/W=(1039103N.m)/( 7699.110-6 )m3 =1
20、34.62=200Mpa,满足施工要求。二、挠度计算fmax5ql4/(384EI)fmax=5ql4/(384EI)=5102.63KN/m(9m)/(384210GPa500994.4cm) =8.33mm=22.5mm,满足施工要求。 三、剪力验算 根据贝雷架的受力图可以知道,最大剪力在A点和C点,都为: F= qL/2=461KN F=490.5KN,故满足施工要求。2.3.4 钢管桩计算 本工程的钢管桩采用DN6008mm无缝钢管,钢管桩横轴向设置8根,间距为3m。根据现场钢管桩试桩情况,由于卵石层过厚,钢管桩震打不进地层。所以钢管桩底部横桥向设置11m长的120cm50cm混凝土扩
21、大基础,钢护筒与120cm120cm2cm钢板焊接后作用在混凝土扩大基础上,混凝土基础直接作用在卵石层上。一、荷载计算 横轴贝雷架受力为q=102.63 KN/m,贝雷架的长度为9米。每片贝雷架的受力为P=102.63KN/m9=923.67 KN,单幅桥宽设置4排贝雷架,总受力为:F=P4=3694。单根钢管桩受力为P=F2/8=923 KN,A=(0.3-0.26)3.14=0.07mf= P/ A=13Mpa F=P4=3694KN,故地基承载力满足施工要求。 三、混凝土构件受力验算混凝土扩大基础采用C25商品混凝土,抗压强度为=26.6N/mm。每个混凝土基础受力为P=923 KN,承
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