厦漳公路(厦门段)A3标工程
青礁枢纽互通J匝道桥和 B匝道1桥跨海沧铁路施工方案
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编制: 审核: 审批:
中铁十五局集团有限公司
厦漳公路(厦门段)A3合同段项目部
二〇一一年八月十六日
中铁十五局集团厦漳公路(厦门段)工程A3合同段 跨铁路现浇箱梁高支模架施工方案
目 录
一、编制依据 ........................................................... - 1 - 二、工程概况 ........................................................... - 1 - 三、总体施工安排 ....................................................... - 2 - 四、施工方案 ........................................................... - 2 -
(一)钻孔灌注桩施工 ............................................... - 2 - (二)承台施工 ..................................................... - 7 - (三)立柱施工 ..................................................... - 8 - (四)现浇连续箱梁施工 ............................................ - 10 - (五)、跨铁路贝雷支架防护设置 ..................................... - 26 - 五、应急预案 .......................................................... - 27 - 附件:
1、跨铁路贝雷支架方案验算
2、J匝道、B1匝道箱梁一般构造图 3、贝雷支架纵横断面图
4、工程地质纵断面图
中铁十五局集团厦漳公路(厦门段)工程A3合同段 跨铁路现浇箱梁高支模架施工方案
青礁枢纽互通J匝道桥B匝道桥跨海沧铁路施工方案
一、编制依据
1厦漳公路A3合同段两阶段施工图设计 2、设计技术交底文件 3路桥施工计算手册
4《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
5《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTG F80/1-2004 6《公路工程技术标准》JTGB01-2003
7《公路交通安全设施施工技术规范》JTG F71-2006 8《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013-91) 9《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499-1998) 10《硅酸盐、普通硅酸盐水泥》(GB175-1999);
11《预应力混凝土金属波纹管》JG225-2007(代替JG/T3013-1994) 12《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003 13《预应力混凝土塑料波纹管》JT/T529-2004 14《铁路技术管理规程》 15《铁路工务安全规则》
16《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)
二、工程概况
青礁枢纽与厦漳跨海大桥连接线为J匝道桥,与跨海大桥分界桩号为JK1+065,主要跨径采用30米,J匝道在桩号JK0+456.8处与海沧铁路交叉,交叉角度为110度; B1匝道与海沧铁路交叉桩号为BK0+274.8,交角为110度。
J匝道桥上部构造右幅采用3×(3×30)+4×31+4×29+4×(4×30)m共9联预应力砼连续箱梁,左幅采用3×(3×30)+4×32.5+4×27.5+4×(4×30)m共9联预应力砼连续箱梁;下部构造桥墩采用矩形薄璧墩配桩基础。其中右幅第四联(4×31)第14跨31m现浇箱梁和左幅第四联(4×32.5)第14跨32.5m现浇箱梁上跨海沧铁路。
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B1匝道桥上部构造采用4×26+3×(4×30)+3×30m预应力砼连续箱梁,下部构造采用矩形薄璧墩配桩基础。其中第二联(29.92+2×30+29.92)第5跨29.92m现浇箱梁上跨海沧铁路。
J匝道桥梁底距离轨顶高差为15.2m, B1匝道桥梁底距离轨顶高差为12.8m,实际桥墩距离铁路中心最小间距12.575m。
三、总体施工安排 1、人员组织机构
根据J匝道桥和B1匝道桥工程量大、工期紧的情况,将任务交由经验丰富,专业性强的桥梁队进行施工,项目部人员组成:项目经理:杜大仁,总工程师:肖刚,现场负责人:谢桂火,技术负责人:陈峰,质量负责人:张永超,安全负责人:胡剑勇,测量负责人:唐显武,试验负责人:谢国潮;资料员:董美伶。特殊工种人员20人,施工人员60人,根据施工进展情况随时予以调整。
2、工期计划
计划工期7个月,拟从2011年9月20日开工,至2012年4月20日完工。根据现场拆迁情况和地形情况,首先施工J匝道桥14#墩桩基4根和B匝道桥4#墩桩基2根;然后再施工J匝道桥13#墩桩基4根和B匝道桥5#墩桩基2根。等墩柱施工完毕后开始搭设跨铁路安全防护棚。
3、工程特点
共3幅桥梁上跨海沧铁路,施工时应优先与铁路部门沟通, 做好施工防护,确保铁路运行安全。
四、施工方案
(一)钻孔灌注桩施工
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上跨海沧铁路两侧桩基统计表
序号 1 2 3 4 J匝道桥 5 6 7 8 9 10 B1匝道桥 11 12
5-1 5-2 1.5 1.5 32 32 右幅13-1 右幅13-2 左幅13-1 左幅13-2 4-1 4-2 2.2 2.2 1.8 1.8 1.8 1.8 50 50 冲击成孔 40 40 30 30 桥梁名称 桩号 右幅14-1 右幅14-2 左幅14-1 左幅14-2 桩径(m) 桩长(m) 2.2 2.2 2.2 2.2 41 41 43 43 施工方法 J匝道桥基础采用桩基础,其中13#和14#墩共有8根桩基、336m长,桩径Φ2.2m的256m,桩径Φ1.8m的80m;B1匝道桥基础采用桩基础,其中4#和5#墩共有4根桩基、124m长,桩径Φ1.5m的64m,桩径Φ1.8m的60m。结合实际施工情况,桩基础采用CZF钻机钻进成孔,起重机吊装钢筋笼入孔就位,采用水下灌注法灌桩。混凝土采用商品砼,砼运输车运输,起重机安装及提升导管,人工辅助。钢筋半成品在钢筋加工场加工,运到桩基附近,进行钢筋笼的加工。
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钻孔灌注桩施工工艺如下:
钻孔桩施工工艺框图
钢筋笼制作
平整场地 施工放样 护筒制作 埋设护筒 钻机就位 向孔内注清水或泥浆 供水或泥浆 测量钻孔深度、斜度、直径及地质情况 钻 进 清 孔 吊装钢筋笼 吊放导管 导管拼装、检查 混凝土搅拌、输送 制作混凝土试件 测量混凝土面高度 灌注水下混凝土 桩检查 1、施工准备
1.1、平整墩台位置施工场地,用全站仪测设桩位并放出十字护桩,以方便随时检查桩位。制作钢护筒,加工钻孔桩钢筋笼,储备粘土,用于灌注水下混凝土的导管检查其密封性,准备泥浆池、沉淀池并做好泥浆排放措施,防止污染环境。
1.2、埋设护筒:护筒一律采用钢护筒,内径比桩径大20~30cm,节长1.5~2.0m。护筒埋设深度2.0~3.0m,其顶端高出地面至少0.3m,高出地下水位1.5m以上。旱地护筒采用挖埋法,护筒周围用粘土夯实。护筒节间焊接要严密,谨防漏水。
护筒埋设要求准确竖直,护筒顶面中心和护筒底面中心位置与设计偏差小于2cm,
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护筒竖向的倾斜度不得大于1%。
1.3、泥浆制备:用于护壁的粘土,其性能指标需符合规范要求。为保证泥浆的供应质量,施工时设置制浆池、贮浆池及沉淀池。泥浆传送采用泥浆槽和泥浆泵。在钻孔作业中随时检验泥浆比重、粘稠度、含砂率、胶体率等,及时调整,确保护壁良好,钻进顺利,一般情况下泥浆指标保持在相对密度1.20~1.40,粘度保持在22-30 Pa.s,含砂率≤4,胶体率≥95,并及时填写泥浆试验记录。泥浆循环使用,废弃泥浆沉淀后妥善处理。
1.4、钻机就位:采用CZF型冲击钻机。钻机就位后,调平机座,量测检查钻头中心与护筒中心是否在一条铅垂线上,与孔位中心的偏差是否在规范允许范围之内。检查钻杆的垂直度是否满足要求及钻杆、钻头等部位连接是否牢固、运转是否良好。
2 、钻孔作业
2.1、启动钻机,开始钻进作业。开始时使用小冲程,防止钻头撞击护筒。经常检查钢丝绳磨损情况,并随时采取保护措施。出渣要勤,出渣时严格控制泥浆稠度和孔内泥浆面高度。
2.2、钻孔施工要避免影响成桩的质量。在中距5m范围内,任何桩的砼灌注完成24小时并且达到2.5Mpa抗压强度后,才能开始钻进。钻进必须连续作业,中途不得停钻,特殊情况需停钻时,必须提出钻头,避免坍孔埋钻。
2.3、钻进过程中经常检查孔的稳固、位移和倾斜情况,以防成孔倾斜等不良现象的出现,并注意观察土层变化,专人做好钻进记录。
2.4、保持孔内水位并经常检查泥浆比重,以防坍孔。在钻进过程中,始终保持孔内泥浆面高于地下水位或河水位1.5m左右。
3、 清孔及成孔检查
3.1、在钻至设计深度后,及时用监理工程师批准的检孔器,对孔深、孔径、孔位、孔形和垂直度进行检查。在检查合格经监理工程师同意后,立即清孔。
3.2、清孔采取换浆清孔。清孔后孔底沉淀物厚度不得大于5cm。 3.3、清孔时孔内水位要高出地下水位或河流水位至少1.5~2.0m。
3.4、若灌注砼前测得的沉渣厚度已超过设计或规范允许值,则要再次清孔。 4、吊装钢筋笼
4.1、清孔完毕,经监理工程师批准,即吊装钢筋笼。吊装前对钢筋笼的分节长度、
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直径、主筋和箍筋型号、根数、位置,以及钢筋连接等情况全面检查。
4.2、钢筋笼保护层的厚度,制作圆形、直径为10cm厚5cm,中心有孔的砼饼,在加工钢筋笼时,每隔2m在主筋上穿一圈(不少于4个),以使钢筋笼与孔壁之间具有一定的间隙。
4.3、如由于钻孔较深,钢筋笼采取分节吊装。直径小于25mm主钢筋采用双面焊接,直径在25mm以上主钢筋采用机械套筒连接。为保证焊接时的搭接长度和质量,在加工钢筋笼时,对钢筋笼节间搭接的钢筋长度作调整,确保搭接长度,35d区段内同一根钢筋不得有2个接头。
4.4、钢筋笼吊装完成后,最上一节口上要焊上吊筋,用以调节钢筋笼的上下位置。将吊筋固定在特设固定架上,防止砼灌注时,钢筋笼下沉或移动。
4.5、声测管和导管安装:按规范要求埋设超声波检测用声测管,将声测管固定在钢筋笼上。
5、浇注水下砼
5.1、在下钢筋笼之后,尽快安装灌砼导管。灌注砼导管采用直径250—300mm的钢管,壁厚3mm,每节长2.0或2.5m,配1~2节长1~1.5m 短管,由管端粗丝扣、法兰螺栓连接,接头处用橡胶圈密封防水。导管安装前,检算其配节长度、漏斗容量及对导管进行密封承压试验。导管内壁光滑,无粘附物,接管前用水冲洗其内壁。导管下口离孔底约30cm左右。
5.2、灌注水下砼采用提升导管法,漏斗要有足够的容量,以保证首灌后导管下部埋入1米以上深度。漏斗隔水采用自制阀门,漏斗装满后,打开阀门,开始灌注。
5.3、水下砼搅拌所用粗骨料采用连续级配的碎石,细骨料采用中砂,砼的坍落度应控制在16~20cm间。
5.4、为保证灌入砼的质量,砼全部由搅拌站集中搅拌,砼输送车送入料斗灌注。 5.5、水下砼的灌注连续进行,中途不得中断,并派专人负责灌注记录。导管在计算已灌砼量及量测孔中砼面后,才可缓缓平稳提升,控制晃动,防止形成缩颈等不良现象。保证导管底部埋入砼中不少于2m,最大埋深不超过6m,且导管中不进水或冒气泡。
5.6、桩身砼要比桩顶设计标高超灌50~100cm,确保截除桩头后桩身砼质量。 6、凿除桩头
砼灌完24小时后在不影响其它桩施工的情况下,开挖并凿除桩头。此时凿除桩头
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需保留15~20cm,在桩头砼达到设计强度时再次截除,以保证桩头段砼质量符合规范。 (二)承台施工
1、施工方案
J匝道桥13#墩、14#墩和B匝道桥4#、5#墩共有6个承台,其中左幅14#墩承台到铁路中心线最小距离为10.9321米。承台施工采用18mm厚大块过塑竹胶板拼装,Φ12三段式对拉螺杆固定。钢筋半成品在加工场加工好后运至现场,现场绑扎;混凝土采用商品混凝土,输送车运输至现场,垂直运输采用汽车吊送入模内浇筑,一次浇筑成形。
2、承台施工工艺流程
放样开挖→凿桩头→桩身检测→浇筑垫层混凝土→绑扎钢筋→立模→浇筑混凝土→养护。
3、施工方法 3.1、基坑开挖
测设出承台位置,人工配合机械开挖,基坑底边距承台边缘线1.0m,坡率根据现
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场土质情况确定,一般为1:0.75~1.0。开挖至设计基底标高以上30cm时,改由人工进行开挖,清理。
出现地下水时,坑底四周设排水沟及集水坑,用水泵抽到既有排水沟渠,保证基坑不集水。基坑开挖后,立即凿除桩头至设计标高,并进行基坑地基处理,整平夯实。
3.2、垫层砼施工
基坑开挖至设计标高后,经监理工程师检测后应尽快进行垫层砼的施工。垫层具有一定强度度,凿除砼桩头,整理桩头钢筋或管桩填芯砼施工
3.3、承台钢筋绑扎
承台钢筋制安按常规施工,承台下层筋用砼垫块垫起保证底部保护层厚度,上层筋采用预制砼柱支撑,准确固定墩柱插筋位置。采用点焊固定时,不得烧伤主筋。
3.4、模板工程
钢筋绑扎完毕通过检验后,进行侧模的支立。模板采用大块竹胶板,¢12对拉杆固定,利用坑壁进行支撑。板缝间用橡胶条做夹层,以保证模板平顺严密不漏浆,模板表面涂刷脱模剂。
3.5、灌筑混凝土
混凝土分层浇筑,每层控制在30cm左右,连续作业一次完成。
砼浇注采用插入式振捣器振捣。振捣应快插慢拔,不得漏振。直至砼表面停止下沉,没有显著气泡为准。
混凝土初凝后,由人工进行收面并及时覆盖养护,具有大于5MP强度后,凿毛立柱结合面,墩柱模板支立处用砂浆精确找平。
3.6、基坑回填
承台砼强度达到设计强度的70%时即可回填,基坑内若有水应将水抽干并挖去湿土,然后对称进行回填,每层松铺厚度不应大于30cm,并分层夯实。 (三)立柱施工
J匝道桥13#墩、14#墩和B匝道桥4#、5#墩均为矩形薄璧墩,共6个墩柱,其中墩外侧到铁路中心线最小距离为12.57米。施工采用搭设支架,吊车吊装进行安装,模板采用场制定型钢模板,根据墩高一次或分次安装模板并浇筑 成型。
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墩柱脚手架搭设施工示意图
承 台揽绳上跨海沧铁路两侧墩柱统计表
序号 1 2 J匝道桥 3 4 5 B1匝道桥 6 5 3.0×1.5 13.343 连续墩 右幅13 左幅13 4 6.0×1.5 4.8×1.5 3.0×1.8 14.7 14.7 18.301 连续墩 连续墩 过渡墩 桥梁名称 墩柱 右幅14 左幅14 尺寸(m) 墩高(m) 4.8×1.8 4.8×1.8 21.4 21.5 类型 过渡墩 过渡墩 1、施工工艺流程
施工放样→钢筋绑扎→验收→支架搭设→模板安装→验收→砼浇筑→拆模养护→验收
2、钢筋工程
施工放样后,将立柱与承台接触面的砼凿毛,用水清洗干净。搭设脚手架,整理架力筋,直径小于25mm的主钢筋采用双面焊接,直径在25mm以上的主钢筋采用机械套筒连接。进行箍筋施工,箍筋可采用点焊固定,但不得损伤钢筋。
3、模板工程
立柱模板采用定型钢模,由专业厂家制作。
根据立柱的不同高度进行合理配置。模板制作后应同监理工程师进行验收,合格后才能运送到施工现场进行安装施工。
模板采用吊车安装就位。模板拼接口采用橡胶条进行密封,以免在浇筑砼时渗浆。
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模板与承台接触面如有缝隙可用水泥砂浆在模板外侧封堵。模板吊装完毕后,用钢丝绳由四个方向固定其顶端,另一端设置紧线钳并固定在事先埋设的地锚上。用两台经纬仪在横向和纵向进行立柱模板的垂直度校核,扭动紧线钳进行调整,直至符合要求。
4、砼工程
砼由砼运输车运送到施工现场,砼泵车进行泵送入模。浇筑时,泵车管口保持在浇筑面1m左右的高度,分层厚度为30cm,用加长型振捣棒进行振捣。
立柱砼强度达到2.5Mpa时,拆除模板,拆除时应先松开螺栓,用吊车分片吊下,严禁直接将其丢下。拆模后用塑料膜套住墩桩进行养生。
立柱外观的好坏直接影响到验收质量评定,为确保砼表面光洁、平整、颜色均匀,在施工中应注意以下几点:
◆ 模板制作应符合要求,施工中如有变形情况,应及时送到厂家进行整修后再投入使用。
◆ 同一结构使用的水泥、砂、碎石应为同一批次,在施工中严格控制砼的坍落度、和易性,不符合要求的不允许使用。
◆ 模板拼装中,螺栓的扭动要力求均匀,以免用力过大使螺栓口处钢板变形,拼缝中的橡胶片定位应准确,严密。
◆ 模板使用前,必须对模板进行清理,保证模板上无锈、无混凝土及其他杂物,并在模板表面均匀涂抹脱模剂。模板连接必须平顺,以保证浇筑质量。
16拉杆厚钢板#槽钢双拼8#槽钢厚钢板双拼8#槽钢
墩柱模板结构示意图
(四)现浇连续箱梁施工
1、地基处理
首先进行场地平整,对积水坑或泥浆坑需进行换填处理,对于经过沟塘孔跨地段,先围堰抽水,然后采用挤淤法进行回填土石方,换填材料来源是取用爆破开挖的土石方,
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换填厚度不小于1m并分层碾压回填至原地面,压实度不小于90%。场地平整压实后,填垫20cm碎石或砂砾垫层,用压路机压实地基,压实度达到90%以上,然后浇10cm厚C15混凝土进行硬化处理,硬化地面两侧各超出横向桥面边缘1.0m,满足施工作业空间的需要。在处理的场地四周布置排水沟,防止场内积水影响地基承载力。
为保证梁体施工时支架基础稳定,桥墩台基础施工完毕基坑回填前,彻底排干基坑积水、分层回填至原地面,并碾压密实,压实度不小于90%,然后进行硬化处理。为防止雨水浸泡导致基础下沉,硬化地面四周的排水沟进行人工夯实、平整,保证排水通畅。
2、贝雷架支架搭设
施工流程:支墩基础处理→基础钢筋砼预制块安装→钢管立柱安装→横梁安装→贝雷片拼装及吊装→木楔与横向方木铺设
贝雷支架方案验算详见附件 ⑴贝雷支架地基处理
墩旁利用承台和混凝土预制块作基础,跨中设两个中支墩,在支墩位置进行整平、压实,压实度不小于90%,压实报现场监理进行地基承载力检测。根据设计尺寸要求,在压实好的支墩处摊铺20cm厚5%水泥稳定层,水泥稳定层要求密实、平整,两侧做好排水处理以防对支墩处泡水。经结构验算支架地基承载力要求不小于509.4KPa。
⑵混凝土预制块安装
混凝土条形扩大基础尺寸为1.8×1.8m,采用C30钢筋混凝土基础,厚40cm;底层配φ16间距为20cm的钢筋网片,面层配φ12间距为20cm的钢筋网片;根据设计图在水泥稳定层上放出混凝土块安装位置并做好标记,在安装前混凝土块底部铺设一层3cm砂浆,确保混凝土块与水泥稳定层紧密接触。
⑶钢管立柱安装
标准跨径L=30m,支架设计为3跨简支结构,按过渡墩—连续墩—连续墩,每跨均设两个中支墩,跨径布置详见附图。
钢管立柱支墩采用ф42.5*0.8cm钢管,每个基础上布1根钢管,在已安好的混凝土基础上标记钢管立柱位置并测出标高,根据现场的标高计算出钢管立柱的高度,进行加工钢管长度。为确保受力均匀,在钢管顶、底焊50*50*1cn钢板,钢管立柱用用吊车安装并及时安装平杆、剪刀撑进行加固,确保竖直度偏差值不大于1%且小于0.5cm,横桥向钢管安装必需在一条线上。平杆、剪刀撑采用[8槽钢与钢管焊接牢固,竖向步距
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6-8米,为加强支架的稳定性在墩位处做井字架与墩柱连接成一整体如下示意图
⑷横梁工字钢安装
贝雷片支架横梁采用I36双拼工字钢,钢管立柱安装完成后,用吊车平稳将拼好工字钢安装在钢管顶标记好的中心位置,以防钢管偏心受力。纵坡较大时,横梁应与钢管焊接以增强纵向稳定性。当部份钢管与横梁接触不紧密时,可采用薄钢板塞垫,确保每根钢管均能受力。
⑸贝雷片桁架拼装及安装
国产标准贝雷片3*1.5m,支撑架为[8等A3钢1.2*1m,根据设计图进行拼装,贝雷片横向两片一组,纵桥向根据桥跨进行分配,纵向每一片贝雷片均需设支撑片,拼装过程检查如果发现贝雷片有损坏应立即更换,贝雷销为45#钢,安装后及时在销子另一头插上保险卡固定防滑。
在钢管柱和横梁安装完毕后并经检查合格后,在横梁上标记贝雷片安装的位置,拼装好的贝雷片成组进行吊装,确保安装位置准确,在贝雷片上、下平杆横向用钢管扣件对夹连接,纵向间距3-5米一道,在最外一组贝雷片外侧设防滑件焊在横梁上,以防贝雷片横向移动。在靠墩边贝雷片及与桥墩柱紧贴,也可以用木楔打紧,支墩与支墩空隙间距可以增加单片贝雷片连接或增设槽钢连接增强支架纵向稳定性。
3、支架预压方案 ⑴支架预压的方法
预压拟采用模拟箱梁砼浇注采用砂袋堆载预压方案,在横隔板、纵向斜腹板和中腹板等部位模拟箱梁自重的1.2倍用砂袋预压,预压分三级50%、80%、120%G加载,由测量队专人每天早上9:00及下午16:00,采用水准仪对支架同一个点沉降情况进行认
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真、准确观测、记录,同时根据观测记录,分析、推断出支架弹性及非弹性变形,为其它现浇箱梁支架提供预留参考值、并分析各主要构件变形与方案吻合程度。
通过逐级加载,由专人对各构件沉降及变形进行逐级观测、分析,如出现任何不正常情况,则立即卸载至下一级安全预压荷载值,并调整、分析后重新加载预压,确保支架承载力安全。
① J匝道右幅13#墩~14#墩梁宽16.8m箱梁预压
该联箱梁跨径布置:4×32.5m,梁宽为16.8m,梁高1.8m,支架高度15.7~25.1m。 A、单位钢筋混凝土容重26.5KN/m3, 13#墩~14#墩C50砼390.23 m3,箱梁自重:1034.11t。
B、压载重量(结构形式见后附箱梁一般构造图)
按预压荷载为梁重的1.2倍,压载重量为1034.11t×1.2=1240.93t。 C、预压范围
纵向箱室长度30m,箱室预压底腹板宽度6.8m,砂容重1.45KN/m3 因此砂袋堆载预压高度为:1240.93/(30×6.8×1.45)=4.2m
②J匝道左幅13#墩~14#梁宽17.27米预压
该联箱梁跨径布置:4×32.5m,梁宽为17.27m,梁高1.8m,支架高度15.7~25.1m。 A、单位荷载重量为:
钢筋混凝土容重26.5KN/m3, 单跨C50砼381.65m3,即1011.37t。 B、压载重量
按预压荷载为梁重的1.2倍,压载重量为1011.37t×1.2=1213.64t。 C、预压范围
纵向箱室长度32.5m,箱室预压底腹板范围宽度7.27m,砂容重1.45KN/m3 因此砂袋堆载预压高度为:1213.64/(32.5×7.27×1.45)=3.54m。
③B1匝道4#墩~5#墩梁宽10.5m箱梁预压
该联箱梁跨径布置:29.92+2×30+29。92m,梁宽为10.5m,梁高1.8m,支架高度15.7~25.1m。
A、单位荷载重量为:钢筋混凝土容重26.5KN/m3, C50砼182.48m3,即 483.58t, B、压载重量
按预压荷载为梁重的1.2倍,压载重量为483.58t×1.2=580.3t。
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C、预压范围
纵向箱室长度30m,箱室预压底腹板范围宽度3.5m,砂容重1.45KN/m3 因此砂袋堆载预压高度为:580.3/(30×3.5×1.45)=3.81m。
⑶加载和卸载方法 ①加载分三次加载:
第一次加载为荷载总量的50%, 当沉降量≤1mm∕d时,第一次加载结束。 立即进行第二次加载,加载到80%荷载总量,当沉降量≤1mm∕d,即视为第二次加载结束。立即进行第三次加载,加载到设计超载预压值,即总荷载的120%,当沉降量≤1mm∕d,即视为总加载结束。
②卸载分三次卸载:
第一次卸载为荷载总量的10%, 当回弹量≤1mm∕d时,第一次卸载结束。 立即进行第二次卸载,第二次卸载50%荷载总量,当回弹量≤1mm∕d,即视为卸载结束。立即进行第三次卸载,第三次卸载剩余50%荷载总量,当回弹量≤1mm∕d,即视为卸载结束。
⑷观测点布设
观测点主要布设于5个横断面上:支点、L/4处、L/2处、3L/4处、支点,点位布置在底模板上及基础顶上。观测次数为加载前、加载50%、加载80%、加载120%,72小时及预压连续3d沉降量小于1mm/天,视为稳定,将沉降观测结果整理后经监理确认方可卸载卸载完毕,观测应认真、准时,确保数据准确。
预压应能较准确的取得δ1、δ2、δ3、δ4的数据,供设置预拱度时参考,若发现变形较大,应采取措施进行整改。
堆载时要均匀布置,不能有太大偏压。为保险起见我们在上荷载之前多做试验,确保万无一失。同时派专人值班,严禁无关人员在支架底部逗留。成立观测小组,若发现诸如临时墩的水平位移,立柱下沉比较明显,及时反馈,以便采取措施。
⑸预拱度的设置
①J匝道桥贝雷架曲线预拱度设置
A、卸架后箱梁本身自重及活载的一半产生的竖向挠度δ1
δ1=6mm(据以前施工统计经验数据作为施工参考数据,后续施工通过测量本桥各断面第一个预压节段卸架前后数据,并分析调整数值)
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B、贝雷支架钢管支墩在荷载作用下的弹性压缩δ2 根据计算书得单根钢管立柱承受荷载P=509.4KN 钢管的横截面积A=3.14*(4252-4172)/4=5290.27mm2 q=P/A=509.4*1000/5290.27=96.29N/mm2
δ2= q*L/E(L取均高19.6m)=96.29*19600/2.0*105=9.4mm
C、受载后由于杆件接头的挤压和卸架设备压缩而产生的非弹性变形δ2 接头的挤压变形和卸架设备压缩而产生的变形均取2mm,δ3=2+2=4mm D、支架基础在受载后的非弹性压缩取δ4= 10mm E、工字钢纵梁挠度变形根据计算书取6mm
则压缩变形量δ=δ1+δ1+δ3+δ4+δ5=6+9.4+4+10+6=35.4mm
两支墩间曲线预拱值在两支墩间设置,预拱度的最高值设在两支墩跨中,其它各点的预拱度以中间点为最高值,两支墩位置为零,按二次抛物线进行分配。支架预压施工过程中观测挠度是否在计算范围内,并根据观测统计数据调整下一联预拱度值,预拱度曲线方程:δx=[4δ*x(L-x)]/L2
②B匝道1#桥贝雷架曲线预拱度设置
A、卸架后箱梁本身自重及活载的一半产生的竖向挠度δ1
δ1=6mm(据以前施工统计经验数据作为施工参考数据,后续施工通过测量本桥各断面第一个预压节段卸架前后数据,并分析调整数值)
B、贝雷支架钢管支墩在荷载作用下的弹性压缩δ2 根据计算书得单根钢管立柱承受荷载P=532.8KN 钢管的横截面积A=3.14*(4252-4172)/4=5290.27mm2 q=P/A=532.8*1000/5290.27=100.71N/mm2
δ2= q*L/E(L取均高16m)=100.71*16000/2.0*105=8mm
C、受载后由于杆件接头的挤压和卸架设备压缩而产生的非弹性变形δ2 接头的挤压变形和卸架设备压缩而产生的变形均取2mm,δ3=2+2=4mm D、支架基础在受载后的非弹性压缩取δ4= 10mm E、工字钢纵梁挠度变形根据计算书取6mm
则压缩变形量δ=δ1+δ1+δ3+δ4+δ5=6+8+4+10+6=34mm
两支墩间曲线预拱值在两支墩间设置,预拱度的最高值设在两支墩跨中,其它各点
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的预拱度以中间点为最高值,两支墩位置为零,按二次抛物线进行分配。支架预压施工过程中观测挠度是否在计算范围内,并根据观测统计数据调整下一联预拱度值,预拱度曲线方程:δx=[4δ*x(L-x)]/L2
4、箱梁模板、钢筋、预应力、混凝土施工方案 4.1、模板施工 模板施工流程:
铺设横向方木→铺设竹胶板底模→放样→安装外模→绑扎钢筋布置预应力束→安装内模。
⑴ 外模采用竹胶板
由于B匝道1#桥和J匝道上跨铁路箱梁曲线半径较小且梁宽不一致,根据省标准化建设指南要求外模采用1.2mm厚全新竹胶板进行模板安装,底板直接用铁钉将竹胶板固定在横木上,安装侧模首先在支架上安装[8槽钢加工的弧形架,弧形架上表面铺设间距30cm的方木,弧形架与方木采用铁线捆绑连接,然后安装侧模模板;侧模与底模连接处弧形段采用钢模板,箱梁内模采用1.8cm厚木模板拼装,腹板采用Ф16对拉螺栓稳定模板。
箱梁底模按设计要求设置横坡。模板安装要求标高及坡度、截面尺寸等符合设计要求,拼缝要求板面平整,拼缝处加装密封胶条,防止漏浆,
⑵箱梁内模采用木模板拼装。侧模及翼板支撑同为钢管木档组合支撑体系。模板的拼接缝缝隙嵌薄海绵条,表面用腻子刮平、打光,横缝下面须有木横挡。模板及支撑不得有松动,跑模及下沉等现象。
⑷模板的配置加工和安装的要求:
A、为了保证箱梁外表面砼的光洁和平整,箱梁的外模板主要采用钢模板,曲线段箱梁外模采用以折代曲线的方式进行处理。
B、现浇箱梁分二次浇注成型。梁的内模采用木模板,底模中间部分不用模板封底,腹板采用模板对拉螺丝稳定。
C、在已铺设底模板上精确放出箱梁的边线与中心线,作为侧模和布置钢筋的依据。 D、底模铺完后,检验梁的标高和边线。 E、内模安装应在钢筋定位后进行。
F、模板与模板的接缝中嵌入双面胶条,并用玻璃胶密封,以防砼漏浆。
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g、固定在模板上的预埋件和预留孔须安装牢固,位置准确。
H、浇筑砼时要设置沉降标志,模板要派专人看模,发现模板有薄弱的地方,及时加固,防止模板走动。
I、在安装模板的同时要把高空作业临边设施同步搭设。 ⑸模板质量要求
质量要求详见下表《箱梁模板、支架安装的允许偏差表》:
箱梁模板、支架安装的允许偏差表
1 2 3 4 5
4.2、钢筋施工 箱梁的钢筋绑扎流程:
支点横梁钢筋→底板钢筋→腹板及构造钢筋→顶板钢筋→预埋钢筋。
⑴钢筋在加工场地集中加工,钢筋接头直径小于25mm的主钢筋采用双面焊接,直径在25mm以上的主钢筋采用机械套筒连接,加工成型的钢筋要分门别类摆放并加以标识。形状复杂的钢筋,先放好大样后再加工。纵向钢筋需对焊好之后抬上梁部绑扎,尽量避免在梁上进行焊接作业。波纹管定位网片制作专门的定位胎具进行加工,加工准确安装方便。
⑵钢筋绑扎前应对模板除去锈迹和污物,涂洁净的脱模剂,应涂层均匀,不出现凝股聚积为宜。模板涂脱模剂后应采取适当措施防止扬尘落入模型,天气干燥时对周边施工道路洒水除尘,如若暂时没进行钢筋施工,应在模板上贴塑料薄
防止落尘,保持模板洁净,绑扎时钢筋上不应有泥污,雨天时施工人员进入模型时应换上洁净的鞋,防止泥污污染钢筋和模型。钢筋的绑扎与混凝土的施工应紧凑,防止
项 目 模板高程模板内部尺寸 轴线偏位 模板相邻两板表面高低差 模板表面平整 预埋件中心线位置 预留孔洞中心线位置 预留孔洞截面内部尺寸 支架纵轴的平面位置 允许偏差(mm) ± 10 +5.0 10 2 5 3 10 +10,0 跨度的1/1 000或
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钢筋的锈迹落在模型上影响梁的外观质量。钢筋保护层的的垫块在底板和翼板处应适当加密,防止垫块压溃形成保护层不够或者在砼表面出现隐形漏筋。
⑶梁体钢筋整体绑扎,先进行底板及腹板钢筋的绑扎,然后进行顶板钢筋的绑扎,当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时,可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折,施工时要确保钢筋位置的准确性。锚垫板下的螺旋筋应按设计位置准确安放并固定,防止浇注砼时滑落或移位导致张拉时锚下崩裂,安放顺序应注意和竖向纵向分部筋的绑扎顺序。端部锚下钢筋比较密集,绑扎时数量不得缺少。支座顶的分布钢筋和钢筋网片必须按照设计图纸布置,和梁体钢筋一次绑扎成型。端模的纵向钢筋分部处应钻孔,纵向钢筋伸出端模,待端部封锚时和封锚钢筋连成整体。预留孔、泄水孔、通气孔处必须设置钢筋网片,防止孔周出现径向放射裂纹。
⑷在箱梁腹板钢筋、底板钢筋绑扎时,同时预埋预应力束波纹管道。管道要平顺,接头部分要用大一号波纹管套接,用胶带裹紧。定位钢筋要编号,其焊接位置由管道坐标计算而定。
⑸钢筋安装时要确保保护层的厚度,在钢筋与模板之间采用与梁体同标号的混凝土垫块,垫块应错开布置,并不得横贯保护层的全部截面。考虑到砼料入模的冲击力。顶板、底板钢筋的上下层采用Π型钢筋来控制,侧腹板内外层的钢筋间距用∽型钢筋来控制。
4.3、预应力、预埋件的安装 ⑴波纹管制作安装 序号 1 2 管道坐标 管道间距 项目 梁长方向 梁高方向 同排 上下层 允许偏差(mm) 30 10 10 10 A、波纹管连接:采用大一号同型波纹管,接头管的长度不少于300mm,接头两端用密封胶带封裹。
B、波纹管安装应事先按设计图中预应力筋的曲线坐标在梁侧模或箍筋上定出曲线位置。
C、波纹管安装就位过程中,应尽量避免反复弯曲,以防管壁开裂,同时,还应严
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格防止电焊火花烧伤管壁。
D、预应力管道安装允许偏差见下表: ⑵预应力钢绞线的穿束
A、一端张拉的钢束,必须在浇筑砼前先穿束。束的前端应扎紧并裹胶布,以便顺利通过孔道,同时应设置压浆排气孔。
B、钢绞线下料长度时考虑张拉端的工作长度,下料时,切割口的两侧各5cm先用铅丝绑扎,然后用切割机切割。穿束时注意不捅破波纹管。在安装预应力管道的时候,同时进行预应力钢束的穿束工作,穿束完后确保其平面位置和高度准确。当预应力钢筋与普通钢筋有冲突时,可适当挪动普通钢筋,并在其它位置得以恢复。钢绞线外露部分用塑料膜包缠,防止污染。
4.4、混凝土浇筑
连续箱梁采用设计C50商品混凝土,从搅拌站到施工现场通过橄榄车运至施工现场,采用汽车泵浇筑混凝土,进行混凝土的垂直运送。
⑴混凝土施工准备
A、确保运输便道平整通畅,有完善的排水系统,保证雨季道路通畅。
B、根据箱梁砼施工的要求确定砼泵车数量、停放位置及需移动位置及次数,确保混凝土施工连续性
C、根据施工现场用电情况准备足够功率的发电机并与主线电路连接以防混凝土施工时临时停电。
D、提前考虑好混凝土施工要求泵送与运输能力的相匹配,当混凝土运到现场后,让罐车高速旋转20-30秒,放料检查混凝土的坍落度和流动度,合格后再将混凝土放入泵车料抖。严禁中途加水。
E、浇注混凝土前,对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,对模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净。
⑵箱梁混凝土浇筑
每一施工节段箱梁分二次浇筑完成。分层浇筑的混凝土采用纵向分段,横向分层浇筑,混凝土下坡端往上坡端浇筑,第一次浇底板和腹板,底、腹板混凝土达到一定强度后,立芯模绑扎顶板钢筋,第二次浇筑顶板。浇筑前混凝土界面的浮浆必须凿除,用水冲洗干净且铺设一层砂浆。
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混凝土浇筑时先检查混凝土的坍落度和均匀性,对不符合要求的混凝土坚决给予退还。用插入式振捣混凝土时,振捣器与侧模保持5~10cm的距离,避免振动棒碰撞模板,波纹管和其它预埋件。混凝土须振捣密实。
混凝土的浇筑连续进行。浇筑混凝土期间,设专人检查支架、模板、钢筋、预埋件等稳固情况,当发现有松动、变形或移位,及时处理。浇筑混凝土时,填写混凝土施工记录,并做三组试块。混凝土浇筑完成后,对混凝土裸露面及时进行修整,抹平,待其收浆后,即尽快洒水养护,保持混凝土面始终潮湿状态。浇筑时遵循以下几点:
A、每段浇筑应分层均匀加载,以确保支架稳定性。分两次浇筑时,第一次浇底板和腹板砼,第二次浇顶板砼。见下图所示。
B、混凝土分二次水平分层浇注,水平接缝面位置位于腹板与顶板转角处。第一次浇筑砼时先浇筑箱梁底部砼,用插入式振捣器插振两边对称分层浇捣。在浇筑腹板的同时,箱梁内的底板要有专人把多余砼铲出抹平,收水。
C、第一次混凝土强度达到2.5Mpa后将混凝土表面砂浆或松散层凿除并冲洗干净。 D、浇筑工应分区段各负其责,对梁两侧的砼,要边浇筑砼边用锤敲击梁侧模,插入式振捣器沿模板附近的砼应慢慢拔出,便于砼的气泡逸出。梁面砼用振实收水后在初凝前对箱梁顶板顶面进行横向拉毛。
E、砼浇筑完毕后在12小时以内用湿土工布遮盖,经常洒水,保持砼湿润状态。若遇气温高或太阳曝晒时,则应在砼初凝后即覆盖湿草包等以免砼的干缩裂缝。
⑶混凝土养生
A、混凝土浇注完毕后,用土工布及时覆盖,防止水分蒸发,洒水养生以保持混凝土面湿润,直到混凝土终凝为止。
B、混凝土带模养生期间要采取带模包裹、浇水、喷淋洒水的措施养护。
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C、混凝土去除表面覆盖物或拆模后及时洒水包裹,保证内表面湿润。
D、温控措施:夏季混凝土浇注时间尽量选择在16:00以后。开盘前进降温,骨料施工前采用水冲洗。
E、混凝土养护期间,派专人对养护作记录,并建立岗位责任制。 4.5、预应力张拉、压浆工程施工
本工程立交现浇箱梁预应力束采用GB/T5224-2003标准的高强度低松驰钢绞线,标准强度fpk=1860Mpa,弹性模量Ep =1.95×105Mpa。预应力管道采用塑料波纹管或金属波纹管成孔,真空辅助压浆工艺。
预应力施工前,应对预应力材料、设备进行检验及校验,检验其是否合格并对预应力张拉设备进行标定,使用超过6个月或200次以上须重新标定。箱梁预应力张拉严格按设计要求顺预进行,无明确规定时,应遵循先长后短对称张拉的施工顺序。
⑴施工前期准备工作
A、两端张拉的钢束穿束前,先对孔道进行清孔。
B、预应力筋锚具、夹具进场时应对外观质量进行检查,不得有裂缝、伤痕、锈蚀,尺寸不得超过允许偏差,按规范抽查锚具、夹具的强度,合格后方可使用。
C、张拉设备选用及标定
本工程张拉配备6套千斤顶,以及相配套电动油泵。张拉设备应配套标定,以确定张拉力与压力表读数的关系曲线。张拉设备标定期限,不宜超过6个月。
D、预应力张拉准备
预应力钢绞线按规定分批抽样进行检验,钢绞线的表面不得有润滑剂和油渍。 锚具和夹具的类型符合设计规定,并抽样进行外观尺寸、硬度及锚固力检查和试验,合格者方可使用。
预应力钢绞线、锚具和夹具储存要清洁、干燥的地方,加以遮盖,并定期检查有无损坏和腐蚀。
张拉机具应与锚具配套,使用前对张拉机具进行检查和校验,校验时,千斤顶与压力表配套校验,以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。
当混凝土强度达到设计强度的90%以上且龄期不小于7天时,方可进行预应力张拉。钢绞线张拉,采用张拉吨位和伸长量双控,以应力控制为主,根据设计图纸,施工前对预应力伸长值进行验算,报监理审批后进行实施;按照设计图纸分段进行计算:
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伸长值的计算公式:ΔL理=PPL/Ay*Eg 式中:ΔL理—预应力筋理论伸长值,mm;
PP—预应力筋的平均张拉力,kN,PP= P(1-e-(kx+μθ)) /(kx +μθ ) , 式中:P —预应力筋张拉端的张拉力,kN;Pz=Pqe-(kx+μθ),PZ终点张拉力,Pq:起点长拉力
x —从张拉端至计算截面的孔道长度,m;
θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,rad; k —孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数, μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数, L —从张拉端至计算截面钢绞线的长度,m; Ay—预应力筋的截面面积,mm2;
Eg—预应力筋的弹性模量MPa,此值的正确与否对理论伸长值的影响较大,在钢绞线进场后,通过试验确定。
预应力张拉程序:0→初应力(10%σcon)→σcon(持荷2min锚固)
E、张拉前,对混凝土构件进行检验,外观和尺寸应符合质量标准要求。张拉时,应使千斤顶的张拉力作用线与预应力钢绞的轴线重合一致。
4.6、真空辅助压浆及封锚 ⑴真空压浆施工 ①水泥浆配合比
按照设计及规范要求,通过试验确定水泥浆的配合比,其强度等级为C50。水泥浆的最大泌水率最大不得超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,泌水应在24h内重新全部被浆吸回。
②工作原理
真空辅助压浆工作原理是:将预应力筋的塑料波纹管的连接设计为全封闭形式,利用真空泵先行将预应力孔道中的空气清除掉,使孔道内达到负压状态,然后压浆机以正压力轻松的将水泥浆注入预应力孔道,之后再采取一系列的控制措施,使其压浆饱和度达到95%以上。
③压浆设备 A、压浆泵;
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B、抽真空机+浆液储缸; C、浆体控制阀门; D、真空压力控制器。 ④真空辅助压浆工艺流程
A、压浆前检查孔道内是否存有废气、废液,若有可开启盖帽下面的排废孔,开启压浆泵,利用压力差将其排出孔道。
B、确定水泥浆合格后,开启真空机抽真空,真空泵工作一分钟后压力稳定在-0.08 Mpa,继续稳压1分钟后,真空度达到80%时再启动压浆泵,让合格的水泥浆以合适的流速进入孔道。
C、当水泥浆到达抽真空端时,打开该端三通的排废液通道,直至排废管排出的水泥浆畅通并与压浆端压出的水泥浆稠度一致时,停止压浆,并用螺栓密封排气孔。
D、再此开启压浆端盖帽上的排气孔,启动压浆泵直至排气孔排出的水泥浆流动畅通其与浆桶内的水泥浆稠度一致时,停止压浆,并用螺栓密封排气孔。
E、开启压浆机,压力控制在0.5MPa左右,持压2min,关闭进浆口阀门,停止压浆。
F、压浆结束后,应及时用高标号砂浆对锚具进行封闭。 G、移到下一孔道,继续压浆,压浆完毕后,清洗设备。
每一次制浆时制作不少于三组的70.7×70.7×70.7mm的水泥浆试块、养护28天后检查其抗压强度。
⑤真空辅助压浆注意事项
A、预应力管道及管道两端必须密封;
B、真空负压(真空度)控制在0.06~0.1MPa之间; C、 管道压浆的压力为0.5~0.7MPa;
D、水泥浆水灰比:0.3~0.35,浆体流动度30~50s;
E、 水泥浆体泌水性:小于水泥浆初始体积的2%;四次连续测试的平均值﹤1%;拌和后泌水应在24h内重新全部被浆液吸回;
F、 预应力管道必须密封不允许有裂缝,孔道经清空后不允许有积水。 G、 管道压浆后24h内不得振动,48h内混凝土温度不低于5℃,压浆时气温应低于35℃。
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H、 做好压浆记录(日期、水灰比、掺加料、真空度、压浆压力、障碍事故细节等) ⑶封端
A、先将锚具周围清洗干净,并对锚端混凝土凿毛,然后绑扎钢筋网浇注封锚混凝土。
B、锚具和预应力筋封闭前按设计要求对锚具和预应力筋做作防锈和防水处理。 C、封端混凝土宜采用无收缩混凝土,强度符合设计要求规定,混凝土的水胶比不大于梁体混凝土的设计值,混凝土的强度不低于梁体混凝土的强度,封端后还应采取可靠的防护措施,以防止环境水和其他有还害介质渗入接缝。
D、封端时必须控制封端后的梁体长度。 5、桥面工程施工 5.1、支座施工 ⑴孔洞预留
A、在墩身模板(安装完毕后按照施工图纸将支座垫石预埋钢筋安装好,并按照支座图纸确定预留孔洞的位置。若钢筋与预留孔相冲突,应调整钢筋,使其避开预留孔洞的位置,不可割断相冲突的钢筋。
B、墩身浇注完毕、混凝土初凝后对支座预留孔重新精确定位,当地脚螺栓底柱直径为90mm时,应预留150×150mm的方孔;当地脚螺栓底柱直径为50mm时,应预留80×80mm方孔,预留方孔深度应比地脚螺栓底柱长度长出5cm。
⑵支座安装
A、浇筑垫石顶面标高应比设计标高低2cm,以用于安装支座时的环氧砂浆找平层。支座底板以外垫石做成坡面,以防积水。待垫石混凝土强度不小于75%后,方可安装支座。
B、支座安装前方可开箱,并检查支座各部件及装箱清单。支座安装前不得随意拆卸支座。
C、支座安装前将支座垫石表面清理干净,报请项目部测量工程师测放出支座轴线,轴线应延伸出支座位置2~5cm以备施工过程中检查,同时在支座顶、底板上标出中心线。支座安装时将支座地脚螺栓穿入底板(顶板)地脚螺栓孔并旋入底柱内,底板和底柱之间垫以直径略大于底柱直径的橡胶垫圈。
D、支座就位对中并调整水平后,用环氧砂浆灌注地脚螺栓孔及支座底板垫层。待
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砂浆硬化后拆除调整支座水平用的垫石,并用环氧砂浆填满垫块位置,环氧砂浆须灌注密实。
5.2、防撞护栏
防护栏采用全焊接结构,本合同段仅施工护栏立柱底座板。梁体灌注前在梁体相应部位预埋防撞护栏底座钢筋,以确保防撞墙与梁体的整体性。防撞护栏底座一定间距设置一道假缝5mm,深10mm;横缝间距5m,墩位应设置1道,缝宽1cm。防撞护栏底座在梁体预施应力后进行现场灌注,护栏底座砼350mm厚,每个立柱预埋4块2mm厚的垫片,混凝土一次浇筑完成。砼强度达70%时,即可拆模,注意不得碰损边角,端部留1.5m不拆除,以便下一段模板连接,避免出现连接部胀模、跑模。拆模后及时用湿麻袋覆盖养护。
5.3、桥梁伸缩缝
为使桥面排水系统在桥面接缝处连续,在梁端设置模数式伸缩装置。施工及安装工艺等应符合设计要求,在伸缩缝安装及其槽口混凝土浇筑前,在槽口范围内放线、剧缝,对其相邻的桥面铺装层。应垂直往下凿除多余部分,并刷水泥浆等提供粘结力,槽底进行清扫、清凿、清洗干净,并洒水湿润。槽口混凝土采用C40钢纤维混凝土。伸缩缝装置采用模数式伸缩装置。安装时伸缩装置的中心线与桥梁中心线重合,并使其顶面标高与设计标高相吻合,按照桥面横坡定位、焊接,待伸缩装置两侧混凝土强度达到设计要求后,方可开放交通。伸缩缝安装允许偏差见下表:
1 2 3 3 4 5.4、通风孔等设置
在结构两侧腹板上设置直径为60mm的通风孔,箱梁横向每室底板最低处顺桥向间距3-4m设置通风孔。若通风孔与预应力筋相碰,应适当移动其位置,并保证与预应力钢筋等保护层大于1倍管道直径,在通风孔处应增设直径100mm的螺旋筋。
项 目 缝宽 与桥面高差 大型纵坡 一般纵坡 横向平整度 允许偏差(mm) 符合设计要求 2 ±0.2% ±0.3% 用3m直尺,不大于3mm - 25 -
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5.5、桥上排水系统
为保证桥面排水通畅,在防护栏低的一侧设置纵向排水槽,排水槽为树脂矩形槽,带格栅盖板。桥墩附近与落水管交接位置,需要预先将矩形槽底部抠出矩形口,与排水管对接,采用环氧树脂密封接口部位,同时为了防止管道堵塞,在排水管到入口处设置不绣钢过滤网,网眼间距5mm. (五)、跨铁路贝雷支架防护设置
1、根据上跨施工空间高度以及铁路限宽限高要求,该处跨铁路防护棚净高按8.5m设置,净长按54m设置(两侧分别超出桥梁外侧2m),跨度净宽按12.1m设置。首先安排人员在铁路两侧在支墩位置进行整平、压实,压实度不小于90%,在压实好的支墩处摊铺20cm厚5%水泥稳定层,水泥稳定层要求密实、平整,两侧做好排水处理以防对支墩处泡水。
2、然后安装混凝土预制块(1.8×1.8m)在安装前混凝土块底部铺设一层3cm砂浆,确保混凝土块与水泥稳定层紧密接触。在已安好的混凝土基础上标记钢管立柱(ф32.5×0.3cm)位置并测出标高,根据现场的标高计算出钢管立柱的高度,进行加工钢管长度。每个基础上布1根钢管立柱支墩。为确受力均匀,在钢管顶、底焊50*50*1cn钢板,钢管立柱用用吊车安装并及时安装平杆、剪刀撑进行加固,确保竖直度偏差值不大于1%且小于0.5cm,横桥向钢管安装必需在一条线上。平杆、剪刀撑采用[8槽钢与钢管焊接牢固,钢管间距2.5米。
3、钢管立柱安装完成后,用吊车平稳将I36工字钢安装在钢管顶标记好的中心位置,当部份钢管与横梁接触不紧密时,可采用薄钢板塞垫,确保每根钢管均能受力。
4、钢管柱和横梁安装完毕后并经检查合格后,在横梁上纵向安装双层防护棚,每层结构为(从下至上):按线路方向,纵向[22槽钢(间距120cm)+横向[10槽钢(间距50cm)+满铺1.8cm木胶板。
5、最后在顶层四周满布密目安全网。形成有效的防护,以防空中物体坠落击打机车。
6、跨铁路贝雷架安装“天窗”时间安排
跨铁路贝雷架防护安装需要三次铁路施工“天窗”时间。 6.1第一次铁路施工“天窗”时间的施工任务 完成防护棚基础的处理和混凝土预制块的安装。
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6.2.第二次铁路施工“天窗”时间的施工任务 完成钢支墩和工字钢横梁的安装。
6.3.第三次铁路施工“天窗”时间的施工任务
完成纵向工字钢的吊装和竹胶板的安装及防护网的安装。 7、门式支架拆除
跨铁路门式架拆除需要两次铁路施工“天窗”时间。 7.1第一次铁路施工“天窗”时间的施工任务 完成纵向工字钢和竹胶板的拆除。
7.2第二次铁路施工“天窗”时间的施工任务 完成钢管支墩和混凝土预制块的拆除。 8、施工安全防护组织
8.1施工期间,由专人进行监控指挥,在天窗时间结束时,及时清理侵线材料、物品以及机械设备。
8.2在施工地段设巡道员3人,日夜三班巡道,检查施工地段的线路情况,发现问题及时采取措施。
8.3遇有危及行车安全情况时,尽量在列车通过之前处理。如列车到达前不能处理完成时,按“技规”要求与前方车站联系,并派防护人员设置信号,通知列车停止前进。
8.4工点负责人如发现施工工点有妨碍行车安全的异常情况时,除采取紧急措施消除行车故障外,须立即命令防护员显示停车信号和通知驻站联络员转告车站值班员暂不放行列车。
8.5当发出停工命令时,施工人员立即清除妨碍行车的一切障碍物,并迅速到安全地点待避。工点负责人确认安全后,通知防护员撤除停车防护。
五、应急预案
1、应急预案的目标和任务
为确保海沧铁路正常通行,同时也为企业员工的工作安全和施工场区提供更安全的环境;保证各种应急反应资源处于良好的备战状态;指导应急反应行动按计划有序地进行,防止因应急反应行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援;有效地避免或降低人员伤亡和财产损失;帮助实现应急反应行动的快速、有序、高效。
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2、各类事故的现场救援预案 (1)触电事故的救援预案
一但发生触电伤害事故,首先使触电者迅速脱离电源(方法是切断电源开关,用干燥的绝缘木棒、布带等将电源线从触电者身上拨离或将触电者拨离电源),同时拨打急救电话,其次将触电者移至空气流通好的地方,情况严重者,呼吸停止或心脏跳动停止或二者都以停止,应立即进行口对口人工呼吸法及胸外心脏挤压法进行抢救,等待急救人员或送往医院。在等待或送往医院的途中,不应随意停止抢救。
(2)高处坠落及物体打击事故的救援预案
一但发生高空坠落或物体打击事故,应迅速拨打急救电话,抢救伤员的同时保护好现场防止事态扩大。如有轻伤或休克人员,现场人员应立即组织临时抢救、包扎止血或做人工呼吸或胸外心脏挤压,尽最大努力抢救伤员。如有人员腰椎、颈椎受伤,不可胡乱搬抬,应令其就地躺卧等待医护人员救治,以免扩大伤势。
(3)坍塌事故的救援预案
一但发生坍塌事故,应尽快使事故人员解除挤压同时拨打急救电话,在解除压迫的过程中,切勿生拉硬拽,以免进一步伤害,现场处理根据伤情,采取包扎止血、人工呼吸或心脏复苏等急救措施。应就近送往医院抢救。在急救中应先清洗伤员口、鼻污物,保持呼吸畅通。抢救伤员的同时应组织其他组员采取有效抢险支护措施或组织人员撤离危险区域,防止事态扩大。
(4)机械伤害事故的救援预案
对于一些微小伤,工地急救员可以进行简单的止血、消炎、包扎。对伤势较严重的,就近送工地医务所。
发生机械伤害事故后,迅速抢救伤员,使其脱离险境并拨打 “120”急救电话,同时保护现场,防止事态扩大。对伤员应进行可行的应急抢救,如现场包扎、止血等措施,防止受伤人员流血过多造成死亡。如有条件可就近送往医院。
(5)营业线突发事件应急预案
封锁区间施工,如因特殊情况不能按时开通线路或不能按正常速度放行列车时,要提前通知车站值班员,要求延长时间或限速运行。
(6)由于施工造成线路故障,不能按时恢复行车时,按下列防护办法处理: 在故障地点设立停车信号,当确知一端先来车时,要先向该端,再向另一端设置响
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墩。
若不知来车方向,要在故障地点注意倾听和嘹望列车,发现来车,向列车用信号旗(灯)或徒手显示停车信号,并使用响墩使列车在故障地点前停车。
3、救援器材、设备、车辆等落实
项目部应提取一定比例的费用,根据项目部施工生产的性质、特点以及应急救援工作的实际需要有针对、有选择地配备应急救援器材、设备,并对应急救援器材、设备进行经常维护、保养,不得挪作他用。启动应急救援预案后,项目部的机械设备、物资、运输车辆统一纳入应急救援工作之中。
(4)伤员治疗的医院
首先在我项目部工地进行简单的包扎处理。根据伤者的情况和人数,在简单包扎处理后立即送往就近的厦门市第一医院进行治疗。
(5)应急救援的培训与演练
应急预案和应急计划确立后,有计划地组织项目部及施工作业全体人员进行有效的培训,并在现场进行模拟演练。根据工程周期长短不定期进行演练,施工作业人员变动较大时增加演练次数。每次演练结束,及时作出总结,对存在的差距及时纠正,确保应急预案的实施。
施工结束退场时对占用的铁路临时场地清理,达到铁路部门的要求。
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附件:跨铁路贝雷支架方案验算
一、说明事项
1、本计算书中插图除特殊说明外,均采用cm为单位; 2、文字计算中的单位统一采用“KN·m”制;
3、本项目梁高均为1.8m,青礁枢纽与厦漳跨海大桥连接线为J线,采用桥梁连通,与跨海大桥分界桩号为JK1+065,主要跨径采用30米,J匝道在桩号JK0+456.8处与海沧铁路交叉,交叉角度为110度;跨海大桥往角嵩路高架桥B匝道与海沧铁路交叉桩号为BK0+274.8,交角为110度。交叉桩号范围铁路平面和标高均根据现场实测数据,铁路轨顶标高为10.8米。J匝道左幅采用32.5m,右幅采用31m跨径,B匝道采用30m跨径。J匝道桥宽取16.8m宽箱梁进行控制计算,上跨铁路箱梁中支墩跨径15.5m。 二、材料
混凝土:γ竹胶板: γ
砼
=26.5KN/m3。(依根施工设计图提供)
=9.0KN/m3;[σw]=90.0Mpa;E=6.0×103Mpa;δ=0.012m;长×宽=2.44
竹胶板
×1.22m,W=0.00000024m3
方木: γ
木
=8.0KN/m3;[σw]=12.0Mpa;E=9.0×103Mpa(马尾松)。
3
3
宽×高:0.1m×0.1m W=0.1/6=0.000167m 0.12cm×0.12m W=0.123/6=0.000288m3 Φ0.425×0.008m螺旋钢管:
A=0.01048m2 E=2.05×105Mpa;W=0.001072m3
贝雷片:单组[M]=788.2KN·m;单片[Q]=245.2KN:Ig=250500cm4 Wo=3570cm3 E=2.1×105Ma(按A3钢)。
I36工字钢:Ix=1.657×10-4m4;Wx=9.2×10-4m3 [σw]=145Mpa [8槽钢(平放):Wy=5.8cm3 Iy=16.6cm4 φ48×3.0mm钢管:
q管=0.0384KN/m;[f]= 205Mpa;E=2.05×105Mpa; I=1.78×105mm3;Wx=4.496×103mm3;r=15.95mm; A=4.24×102mm2。
三、B匝道1#桥4#—5#墩箱梁上跨铁路桥,桥宽10.5m梁高1.8m中支墩跨径15.5m支架验算
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(一)、箱梁跨中
1、底版厚为1.2cm竹胶版钢桁架2、横木12*12cm方木3、木楔10*10*20cm贝雷片 1、竹胶板厚1.2cm( 梁横木间距30cm即L=0.30m) 1)荷载: 按横向每1m宽度计
⑴模板自重:q1=0.012×1.0×9.0=0.108KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.93×1.0×26.5=24.6KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×1.0=2.5KN/m ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2×1.0=2KN/m 2)强度验算
⑴计算模式:按三跨连续梁计算(《路桥施工计算手册》P763页) ⑵荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.108+24.6+2.5+2.0=29.2KN/m ⑶强度验算
M=0.1ql2 =0.1×29.2×0.32 =0.26KN·m σmax=M/W=0.26×1000×1000/(24×103)=11Mpa σmax×1.2=13.2Mpa<[σw]=90.0Mpa 满足要求!
3)刚度验算(梁横木间距30cm横木12×12即L=0.18m)
fmax=0.677ql4/(100EI) =(0.677×29.2×0.184)/(100×6.0×106×1.44×10-7) =0.13mm<[f]=180/400=0.45mm 满足要求!
2、12×12横木计算(底板贝雷片最大间距75cm) 1)荷载
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每根横木承受纵桥向0.3m宽度范围荷载
⑴模板、横木自重:q1=0.012×0.3×9.0+0.12×0.12×8=0.15KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.93×0.3×26.5=7.4KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.3=0.75KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.3=0.6KN/m。 2)强度验算
⑴计算模式:按三跨连续梁计算(《路桥施工计算手册》P763页) ⑵截面特性:A=b×h=12×12=144cm2 W=bh2/6=12×122/6=288cm3 I=bh3/12=12×123/12=1728cm4 ⑶荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.15+7.4+0.75+0.6=8.9KN/m ⑷强度验算
M=0.1ql2=0.1×8.9×0.752 =0.5KN·m σmax=M/W=0.5×106/(288×103) =1.7Mpa σmax ×1.2=2 Mpa<[σw]=12.0Mpa 满足要求! 3)刚度验算
fmax=(0.677ql4)/100EI=(0.677×8.9×0.754)/(100×9.0×106×1728×10-8) =0.12mm<[f]=750/400=1.88mm。 可以满足要求!
3、木楔承压计算(贝雷片最大间距75cm) 木楔只受压力作用,故只对其压应力进行验算 木楔尺寸:长宽10cm×20cm 受力面A=10cm×20cm=0.02m2
单个木楔受到压力为横木荷载N=qL/2=8.9×0.75/2=3.34KN σ压=N/A=3.34/0.02=0.17Mpa<[σw]=12.0Mpa; 满足要求
(二)、翼板支架验算
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1、竹胶板(厚1.2cm)
翼板纵木间距0.35m砼高按1.8m计 1)荷载: 按横向每1m宽度计
⑴模板自重:q1=0.012×1.0×9.0=0.108KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=1.8×1.0×26.5=47.7KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×1.0=2.5KN/m ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2)强度验算
⑴计算模式:按三跨连续梁计算(《路桥施工计算手册》P763页) ⑵荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.108+47.7+2.5+2.0=52.3KN/m ⑶强度验算
M=0.1ql2=0.1×52.3×0.252 =0.33KN·m σσ
max
2
q4=2.0×1.0=2.0KN/m。
=M/W=0.64×1000×1000/(24×103)=13.6Mpa ×1.2=16.3Mpa<[σw]=90.0Mpa
max
满足要求!
3)刚度验算(梁横木间距25cm 纵木10×10即L=0.15m)
fmax=0.677ql4/(100EI) =(0.677×52.3×0.154)/(100×6.0×106×1.44×10-7) =0.2mm<[f]=150/400=0.4mm 满足要求!
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2、纵木10×10cm计算(钢桁架间距80cm) 1)荷载
每根横木承受纵桥向0.25m宽度范围荷载
⑴模板、横木自重:q1=0.012×0.25×9.0+0.1×0.1×8=0.11KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=1.8×0.25×26.5=11.9KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.25=0.63KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.25=0.5KN/m。 2)强度验算
⑴计算模式:按三跨连续梁计算(《路桥施工计算手册》P763页) ⑵截面特性:A=b×h=10×10=100cm2 W=bh2/6=10×102/6=167cm3 I=bh3/12=10×103/12=833cm4 ⑶荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.11+11.9+0.63+0.5=13.1KN/m ⑷强度验算
M=0.1ql2=0.1×13.1×0.82 =0.84KN·m σ
max
=M/W=0.84×106/(167×103) =5.0Mpa
max
σ ×1.2=6.0<[σw]=12.0Mpa
满足要求! 3)刚度验算
fmax=(0.677ql4)/100EI=(0.677×13.1×0.84)/(100×9.0×106×833×10-8) =0.5mm<[f]=800/400=2mm。 可以满足要求! 3、钢桁架受力验算
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钢桁架纵向间距0.8m,顶、底槽钢均为通长构件,各节点均为焊接,取1杆与2杆代表进行顶杆受力验算
[8槽钢(平放):Wy=5.8cm3 Iy=16.6cm4
1)1杆[8 (箱梁砼高度按1.8m计 钢桁架间距0.8m计) ⑴模板、横木自重:
q1=0.012×0.8×9.0+0.1×0.1×8×0.8×1/0.25=0.34KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=1.8×0.8×26.5=38.2KN/m。 ⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.8=2KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.8=1.6KN/m。 ⑶荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.34+38.2+2+1.6=42.1KN/m
⑷强度验算(按两端固接计算(《路桥施工计算手册》P755页) M支=ql2/24 =42.1×0.52/24=0.44KN·m σσ
max
=M/W=0.44×103/(5.8×10-6) =76Mpa ×1.2=91Mpa<[σw]=145Mpa
max
满足要求! ⑸刚度验算
fmax=ql4/384EI=42.1×0.54/(384×2.1×105×16.6×10-8) =0.19mm<[f]=500/400=1.25mm。 可以满足要求!
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2)2杆 [8 (箱梁砼高度按0.54m计 ) ⑴模板、横木自重:
q1=0.012×0.8×9.0+0.1×0.1×8×0.8×1/0.25=0.34KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.54×0.8×26.5=11.4KN/m。 ⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.8=2KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.8=1.6KN/m。 ⑶荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.34+11.4+2+1.6=15.3KN/m
⑷强度验算(按两端固接计算(《路桥施工计算手册》P755页) M支=ql2/24 =15.3×0.652/24=0.27KN·m σσ
max
=M/W=0.27×103/(5.8×10-6) =47Mpa ×1.2=56Mpa<[σw]=145Mpa
max
满足要求! ⑸刚度验算
fmax=ql4/384EI=15.3×0.654/(384×2.1×105×16.6×10-8) =0.2mm<[f]=650/400=1.6mm。 可以满足要求! 4、立杆Ф48×3mm钢管
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⑴ 3立杆荷载 模板、横木自重:
q1=0.012×0.8×9.0+0.1×0.1×8×0.8×1/0.25=0.34KN/m。 施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.8=2KN/m。
振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.8=1.6KN/m。
N=((0.5+0.55)×(1.8+1.1)/2×26.5×0.8+(0.34+2+1.6)×(0.5+0.55))/2 =18.2KN
σ压=N/A=18.2/4.24×10-4=42.9Mpa<[σ]=145Mpa ⑵4立杆荷载
N=((0.6+0.65)×(1.1+0.53)/2×26.5×0.8+(0.27+2+1.6)×(0.6+0.65))/2 =13.2KN
σ压=N/A=13.2/4.24×10-4=31.1Mpa<[σ]=145Mpa ⑶立杆稳定性(验算4立杆)L按1.1m计 压杆稳定条件σ=N/ψA<[f],其中[f]=145MPa N=13.2KN
φ48*3mm钢管 A= 424mm2回转半径 r=15.9mm λ=kμL/I 其中 I=10.8cm4,立杆截面回转半径 μ=1.2,计算长度系数;K=1.155,计算长度附加系数 λ=1.155×1.2×110/10.8=14.1,根据λ查表得ψ=0.9 那么σ=N/ψA=13.2/(424×0.9)=35Mpa σ×1.4=42Mpa<[f],满足稳定性要求。 (四)、贝雷片受力验算
本桥贝雷片横桥向均一样,故对最不利一组进行控制验算 1、跨中标准断面(6.6m/m)
3
E组D组C组B组A组B组C组D组E组
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每组贝雷片对应的箱梁砼截面 A组贝雷片 0.59m3/m B组贝雷片 0.60 m3/m C组贝雷片 0.80 m3/m
D组贝雷片 0.77 m3/m E组贝雷片 0.56 m3/m
故对C组贝雷片弯应力验算进行控制验算 2、跨铁路箱梁中支墩至中支墩贝雷片验算(跨径15.5m) 1)荷载
1750箱梁贝雷片横梁I36工字钢双拼1001550100
C组贝雷片承受横桥向0.87m宽度范围荷载 ⑴模板、横木自重:
q1=0.012×0.87×9.0+0.12×0.12×0.87×8/0.3=0.43KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.8×26.5=21.2KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m q3=2.5×0.87=2.18KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.87=1.74KN/m。 2)强度验算
⑴计算模式:按悬臂梁计算(《路桥施工计算手册》P760页)
⑵截面特性:单组[M]=788.2KN·m;单片[Q]=245.2KN:Ig=250500cm4 Wo=3570cm3 E=2.1×105Ma(按A3钢)。 ⑶荷载组合
2
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q=q1+q2+q3+q4=0.43+21.2+2.18+1.74=25.55KN/m
100qF11550qF2100100100
反力F1=F2=17.5×25.55/2=224KN
⑷强度验算(按简支梁计算,跨径15,5m)
M=qL2/8=25.55×15.52/8 =767KN·m <[M]= 788.2KN·m,满足要求! 3)剪力验算
剪力:Qmax=F2/2=224/2=112KN
Qmax ×1.2=134.4KN<单片[Q]=245.2KN。 满足要求! 4)刚度验算
fmax=(5-24a2/L2)ql4/384EI
=(5-24×1/15.5×15.5)×25.55×15.54/(384×2.1×108×25.05×10-4) =35.7mm<[f]=1550/400=39mm。 可以满足要求!
(五)、双拼I36工字钢受力验算 1)荷载
工字钢承受单组贝雷片荷载C组受力如上,A、B、D、E组算法与C组一致故过程省略
单根I36工字钢Ix=1.657×10-4m4;Wx=9.2×10-4m3 贝雷片重量:每组2.75/3*2=1.83KN/m 跨中
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A组:Fmax=189.2KN B组:Fmax=183.9KN C组:Fmax=224KN D组:Fmax=219.1KN
E组:Fmax=200KN
取跨中A组集中荷载做简支梁验算
45贝雷片横梁I36工字钢双拼螺旋钢管φ42.5cm壁厚8cm92.54592.5
贝雷片重量:每组1.83×17.5=32KN
Mmax=(FA+32)/2×0.925=(189.2+32)/2×0.925=102.3KN.m σ σ
max
=Mmax/W=102.3/(9.2×10-4)/2=55.6Mpa ×1.2=66.7Mpa<[σw]=145Mpa
max
满足要求!
(六)、螺旋钢管立柱(Ф42.5*0.8cm) 1、单根钢管荷载(一排支墩4根钢管) 跨中单根钢管立柱
N=九组贝雷片重量总和(A+2×B+2×C+2×D+2×E+贝雷片自重) =(189.2+2×183.9+224×2+219.1×2+200×2+32×9)/4=532.8KN 2、强度和稳定计算
φ425*8mm钢管:[σ]=145Mpa;E=2.1*105Mpa;I=22794.467cm4, w=1072681mm3;A=10480mm2。
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强度验算:
σmax=N/A=532.8/1.048×10-2=50.8(Mpa)< [σ] =145Mpa 稳定验算:
回转半径:r=(I/A)^0.5=0.1475m 钢管横向连接最大间距为10m
根据4#、5#墩平均墩高15.82m,钢管柱长度取15.9m,按两端铰接,l0=15.9m,则:λ= l0/r=15.9/0.1475=107.8
查《路桥施工计算手册》p790页,得: 轴心受压钢构件的纵向弯曲系数φ=0.574 σ
max
=N/(φA)=88.5Mpa<[σ] =145Mpa。
满足要求! 3、混凝土扩大基础计算
混凝土条形扩大基础宽取1.8×1.8m计算,基础上布1根钢管,扩大基础采用C30钢筋混凝土基础,厚40cm;底层配φ16间距为20cm的钢筋网片,面层配φ12间距为20cm的钢筋网片。
B1匝道桥墩钢管柱取16m计算 钢管自重=16×0.01048×78.50=13.2KN
中支墩立柱最大竖向力:N3=532.8+13.2=546KN 混凝土扩大基础自重:G=1.8×1.8×0.4×25.0=32.4KN 竖向荷载:N4=546+32.4=578.4KN。 基础面积:A=1.8×1.8=3.24m2
混凝土条形扩大基础下面为5%水泥稳定层20cm,水泥稳定层摩擦角取35度,单块基础有效面积则为:A=(1.8+tg35×0.2)2=4.3m2。
要求地基承力=N4/A=578.4/4.3=134.5KPa。
施工现场对基础位置进行触探试验检测地基承载力小于134.5×1.4=188Kpa时应进行换填加固等方案进行处理,处理后再进行基础预压。
4、支架整体稳定性计算 1)、荷载分布
根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004,支架为临时结构,按1/10频计算: 基本风速:V10=28.8m/s
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基本风压:W10=0.5KN/m2
空气重力密度:γ=0.012017e-0.0001Z=0.012017e-0.0001×15=0.012 KN/m3 高度Z处的设计基准风速:Vd= K2K5V10=0.79×1.38×28.8=34.3m/s 设计基准风压:Wd=(γVd2)/(2g)=(0.012×34.32)/(2×9.81)=0.72KN/m2 支架+梁高按3.5m实体计算,则: 桥横向风荷载标准值:
Fwh=k0k1k3WdAwh=0.75×1.1×1.0×0.72×17.75×3.5=36.9KN
其中:k0为设计风速重建期换算系数,对于施工架设期桥梁,k0取0.75。 K1为风载阻力系数,k0取1.1。
K3为地形、地埋条件系数,一般地区k3取1.0。 Wd为设计基准风压。
Awh为横向迎风面积,按实际尺寸计算(17.5×3.5)。 (支墩至支墩径度总长17.5m )
着力点距迎风面荷载中心距16+3.5/2=17.75m,16米为墩高,则倾覆弯矩: M倾=36.9×17.75=655KN·m 2)、支架整体稳定验算
当支架搭设完毕,而主梁未开始作业时,支架自重小,整体稳定性最差,故选此状态进行控制计算。
抗倾覆M=G*L
G:模板、方木、贝雷片、36工字钢横梁等自重 L:自重重心到支墩外侧螺旋管的距离=7.2/2=3.6m 模板:0.012×12.8×9=1.38KN/m
翼板处方木:9.7/0.35×0.1×0.1×8=2.2KN/m 底板处方木:4/0.3×0.12×0.12×8=1.5KN/m 钢桁架片:2.8KN/m 贝雷片:32×9=288KN
工字钢:15.41×4×0.66=40.68KN
M抗=【(1.38+2.2+1.5+2.8)×17.5+288+40.68】×3.6 =1679.7KN.m
稳定系数M抗/M倾=1679.7/655=2.6>1.3,满足要求。
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四、J匝道桥断面16.75m桥宽、梁高1.8m、中支墩跨径15.5m支架验算
支架布置见后附《桥宽16.8m、梁高1.8m、中支墩跨径15.5m支架总体图》 (一)、箱梁跨中 1、底版厚为1.2cm竹胶版 纵木为10*10cm方木2、横木12*12cm方木3、木楔10*10*20cm贝雷片
1、竹胶板厚1.2cm( 梁横木间距30cm即L=0.30m) 1)荷载: 按横向0.8m宽度计(中腹板处) ⑴模板自重:q1=0.012×0.8×9.0=0.09KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=1.15×26.5=30.5KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.8=2KN/m ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2×0.8=1.6KN/m 2)强度验算
⑴计算模式:按三跨连续梁计算(《路桥施工计算手册》P763页) ⑵荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.09+30.5+2+1.6=34.2KN/m ⑶强度验算
M=0.1ql2=0.1×34.2×0.32 =0.3KN·m σσ
max
=M/W=0.3×1000×1000/(24×103)=12.8Mpa ×1.2=15.4Mpa<[σw]=90.0Mpa
max
满足要求!
3)刚度验算(梁横木间距30cm 横木12×12即L=0.18m)
fmax=0.677ql4/(100EI)=(0.677×34.2×0.184)/(100×6.0×106×1.44×10-7) =0.28mm<[f]=180/400=0.45mm 满足要求!
2、12×12横木计算(底板贝雷片间距最大65cm) 1)荷载
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每根横木承受纵桥向0.45m宽度范围荷载
⑴模板、横木自重:q1=0.012×0.45×9.0+0.12×0.12×8=0.16KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=1.15×0.45×26.5=13.7KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.45=1.13KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.45=0.9KN/m。 2)强度验算
⑴计算模式:按三跨连续梁计算(《路桥施工计算手册》P763页) ⑵截面特性:A=b×h=12×12=144cm2 W=bh2/6=12×122/6=288cm3 I=bh3/12=12×123/12=1728cm4 ⑶荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.16+13.7+1.13+0.9=15.9KN/m ⑷强度验算
M=0.1ql2 =0.1×15.9×0.652=0.67KN·m σσ
max
=M/W=0.67×106/(288×103) =2.3Mpa ×1.2=2.76Mpa<[σw]=12.0Mpa
max
满足要求! 3)刚度验算
fmax=(0.521ql4)/100EI=(0.521×15.9×0.654)/(100×9.0×106×1728×10-8) =0.2mm<[f]=650/400=1.6mm。 可以满足要求!
3、木楔承压计算(贝雷片最大间距75cm) 木楔只受压力作用,故只对其压应力进行验算 木楔尺寸:长宽10cm×20cm 受力面A=10cm×20cm=0.02m2
单个木楔受到压力为横木荷载N=qL/2=15.9×0.75/2=6KN σ压=N/A=6/0.02=0.3Mpa<[σw]=12.0Mpa; 满足要求
(二)、翼板支架验算
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1、竹
竹胶板(厚1.2cm) 纵木10*10cm
竹胶板、纵木布置、间距等与B1匝道计算一致故不再重复计算
2、钢桁架受力验算
钢桁架纵向间距0.8m,顶、底槽钢均为通长构件,各节点均为焊接,取1杆与2杆代表进行顶杆受力验算
[8槽钢(平放):Wy=5.8cm3 Iy=16.6cm4 1)、1杆[8 (箱梁砼高度按0.89m计 ) ⑴模板、横木自重:
q1=0.012×0.8×9.0+0.1×0.1×8×0.8×1/0.25=0.3KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.89×0.8×26.5=18.9KN/m。 ⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.8=2KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.8=1.6KN/m。 ⑶荷载组合:
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q=q1+q2+q3+q4=0.3+18.9+2+1.6=22.8KN/m
⑷强度验算(按两端固接计算(《路桥施工计算手册》P755页) M=ql2/24 =22.8×0.652/24 =0.4KN·m σσ
max
=M/W=0.4×103/(5.8×10-6) =68Mpa ×1.2=82Mpa<[σw]=145Mpa
max
满足要求! ⑸刚度验算
fmax=ql4/384EI=22.4×0.654/(384×2.1×105×16.6×10-8) =0.3mm<[f]=650/400=1.6mm。 可以满足要求!
2)、2杆 [8 (箱梁砼高度按0.38m计 ) ⑴模板、横木自重:
q1=0.012×0.8×9.0+0.1×0.1×8×0.8×1/0.25=0.3KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.38×0.8×26.5=8KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.8=2KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.8=1.6KN/m。 ⑶荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.3+8+2+1.6=11.9KN/m
⑷强度验算(按两端固接计算(《路桥施工计算手册》P755页) M=ql2/24=11.9×0.72/24=0.24KN·m σσ
max
=M/W=0.24×103/(5.8×10-6) =42Mpa ×1.2=50Mpa<[σw]=145Mpa
max
满足要求! ⑸刚度验算
fmax=ql4/384EI=11.9×0.74/(384×2.1×105×16.6×10-8) =0.22mm<[f]=700/400=1.8mm。 可以满足要求! 1、立杆Ф48×3mm钢管 ⑴ 3立杆荷载
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模板、横木自重:
q1=0.012×0.8×9.0+0.1×0.1×8×0.8×1/0.25=0.3KN/m。 施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.8=2KN/m。
振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.8=1.6KN/m。
N=((0.65+0.65)×(0.89+0.59)/2×26.5×0.8 +(0.3+2+1.6)×(0.65+0.65))/2 =13KN
σ压=N/A=13/4.24×10-4=30.7Mpa<[σ]=145Mpa ⑵4立杆荷载
N=((0.7+0.7)×(0.38)/2×26.5×0.8+(0.3+2+1.6)×(0.7+0.7))/2 =6KN
σ压=N/A=6/4.24×10-4=14Mpa<[σ]=145Mpa ⑶立杆稳定性(验算3立杆)L按1.1m计 压杆稳定条件σ=N/ψA<[f],其中[f]=145MPa N=13KN
φ48*3mm钢管 A= 424mm2回转半径 r=15.9mm λ=kμL/I 其中 I=10.8cm4,立杆截面回转半径 μ=1.2,计算长度系数 K=1.155,计算长度附加系数 λ=1.155×1.2×110/10.8=14.1,根据λ查表得ψ=0.9 那么σ=N/ψA=12.5/(424×0.9)=34Mpa
σ×1.4=48Mpa<[f],满足稳定性要求。
(三)、贝雷片受力验算
本桥贝雷片横桥向均一样,故对最不利一组进行控制验算 1、跨中标准断面(9.7m/m)
3
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H组G组F组E组D组C组B组A组A组B组C组D组E组F组G组H组
每组贝雷片对应的箱梁砼截面 A组贝雷片 0.83 m3/m B组贝雷片 0.52 m3/m C组贝雷片 0.72 m3/m D组贝雷片 0.65 m3/m
E组贝雷片 0.81 m3/m F组贝雷片 0.57 m3/m G组贝雷片 0.45m3/m H组贝雷片 0.45 m3/m
故对A组弯应力验算贝雷片进行控制验算 2、中支墩至中支墩跨贝雷片验算(跨径15.5m) 1)荷载
1750箱梁贝雷片横梁I36工字钢双拼1001550100
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A组贝雷片承受横桥向0.75m宽度范围荷载 ⑴模板、横木自重:
q1=0.012×0.75×9.0+0.12×0.12×0.75×8/0.3=0.37KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.83×26.5=22KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.75=1.88KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.75=1.5KN/m。 2)强度验算
⑴计算模式:按悬臂梁计算(《路桥施工计算手册》P760页)
⑵截面特性:单组[M]=788.2KN·m;单片[Q]=245.2KN:Ig=250500cm4 Wo=3570cm3 E=2.1×105Ma(按A3钢)。 ⑶荷载组合
q=q1+q2+q3+q4=0.37+22+1.88+1.5=25.75KN/m
100qF11550qF2100100100
反力F1=F2=25.75×17.5/2=225.3KN ⑷强度验算
M=qL2/8=25.75×15.52/8 =773.3KN·m<[M]=788.2KN·m 满足要求! 3)剪力验算
剪力:Qmax=F2/2=225.3/2=112.7KN
Qmax ×1.2=135.2KN<单片[Q]=245.2KN。 满足要求!
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中铁十五局集团厦漳公路(厦门段)工程A3合同段 跨铁路现浇箱梁高支模架施工方案
4)刚度验算
fmax=(5-24a2/L2)ql4/384EI=(5-24×1/15.52)×25.75×15.54/ (384×2.1×108×25.05×10-4) =36mm<[f]=15500/400=39mm。 可以满足要求!
(五)、双拼I36工字钢受力验算 1、荷载
工字钢所承受单组贝雷片荷载A组受力如上,B、C、D、E、F、G、H组算法与A组一致故过程省略
单根I36工字钢Ix=1.657×10-4m4;Wx=9.2×10-4m3 贝雷片重量:每组2.75/3*2=1.83KN/m 跨中
A组:Fmax=225.3KN B组:Fmax=160.3KN C组:Fmax=214.3KN D组:Fmax=192.2KN
E组:Fmax=223.9KN F组:Fmax=174.8KN G组:Fmax=154.6KN H组:Fmax=181.2KN
3、取跨中D组做工字钢简支梁最不利荷载验算
45贝雷片横梁I36工字钢双拼螺旋钢管φ42.5cm壁厚8cm7845107
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中铁十五局集团厦漳公路(厦门段)工程A3合同段 跨铁路现浇箱梁高支模架施工方案
贝雷片重量:每组1.83×17.5=32KN
M=(FD+32)/2×(1.07+0.78)/2=(192.2+32)/2×0.925=103.7KN.m σ σ
max
=M/W=103.7/(9.2×10-4)/2=56.4Mpa ×1.2=67.7Mpa<[σw]=145Mpa
max
满足要求!
(六)、螺旋钢管立柱(Ф42.5*0.8cm) 1、单根钢管荷载
跨中单根钢管立柱(一排支墩7根钢管)
N=16组贝雷片重量总和(2×A+2×B+2×C+2×D+2×E+2×F+2×G+2×H+贝雷片自重) =(225.3+160.3+214.3+192.2+223.9+174.8+154.6+181.2+1.83×17.5×16/2)×2/7=509.4KN
计算钢管强度稳定性荷载和地基承载荷载取N=509.4KN 2、强度和稳定计算
φ425*8mm钢管:[σ]=145Mpa;E=2.1*105Mpa;I=22794.467cm4, w=1072681mm3;A=10480mm2。 强度验算:
σmax=N/A=509.4/1.048×10-2=48.6(Mpa)< [σ] =145Mpa 稳定验算:
回转半径:r=(I/A)^0.5=0.1475m
钢管柱长度取19.6m,按两端铰接,l0=19.6m,则:λ= l0/r=19.6/0.1475=132.9 查《路桥施工计算手册》p790页,得: 轴心受压钢构件的纵向弯曲系数φ=0.382 σ
max
=N/(φA)=127Mpa<[σ] =145Mpa。
满足要求!
3、混凝土扩大基础计算
混凝土条形扩大基础宽取1.8×1.8m计算,基础上布1根钢管,扩大基础采用C30钢筋混凝土基础,厚40cm;底层配φ16间距为20cm的钢筋网片,面层配φ12间距为20cm的钢筋网片。
本桥墩钢管柱取J匝道13#、14#平均墩高19.6m计算 钢管自重=19.6×0.01048×78.50=16.1KN
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中铁十五局集团厦漳公路(厦门段)工程A3合同段 跨铁路现浇箱梁高支模架施工方案
中支墩立柱最大竖向力:N3=509.4+16.1=525.5KN 混凝土扩大基础自重:G=1.8×1.8×0.4×25.0=32.4KN 竖向荷载:N4=525.4+32.4=557.9KN。 基础面积:A=1.8×1.8=3.24m2
混凝土条形扩大基础下面为5%水泥稳定层20cm,水泥稳定层摩擦角取35度,单块基础有效面积则为:A=(1.8+tg35×0.2)2=4.3m2。
要求地基承力=N4/A=557.9/4.3=129.7KPa。
施工现场对基础位置进行触探试验检测地基承载力小于129.7×1.4=181.6Kpa时应进行换填加固等方案进行处理,处理后再进行基础预压。
(七)、支架整体稳定性计算 1)、荷载分布
根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004,支架为临时结构,按1/10频计算: 基本风速:V10=28.8m/s 基本风压:W10=0.5KN/m2
空气重力密度:γ=0.012017e-0.0001Z=0.012017e-0.0001×15=0.012 KN/m3 高度Z处的设计基准风速:Vd= K2K5V10=0.79×1.38×28.8=34.3m/s 设计基准风压:Wd=(γVd2)/(2g)=(0.012×34.32)/(2×9.81)=0.72KN/m2 支架+梁高按3.5m实体计算,则: 桥横向风荷载标准值:
Fwh=k0k1k3WdAwh=0.75×1.1×1.0×0.72×17.5×3.5=36.4KN
其中:k0为设计风速重建期换算系数,对于施工架设期桥梁,k0取0.75。 K1为风载阻力系数,k0取1.1。
K3为地形、地埋条件系数,一般地区k3取1.0。 Wd为设计基准风压。
Awh为横向迎风面积,按实际尺寸计算(17.5×3.5)。 (支墩至支墩径度总长17.5m )
着力点距迎风面荷载中心距19.6+3.5/2=21.35m,19.6m为墩高,则弯矩: 倾覆M倾=36.4×21.35=777KN·m 2)、支架整体稳定验算
当支架搭设完毕,而主梁未开始作业时,支架自重小,整体稳定性最差,故选此状态
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进行控制计算。
抗倾覆M=G*L
G:模板、方木、贝雷片、36工字钢横梁等自重 L:自重重心到支墩外侧螺旋管的距离=7m 模板:0.012×18×9=1.94KN/m
翼板处方木:10.96/0.35×0.1×0.1×8=2.5KN/m 底板处方木:6.7/0.3×0.12×0.12×8=2.6KN/m 钢桁架片:2.8KN/m 贝雷片:32×16=512KN 工字钢:17.5×4×0.66=46.2KN
M抗=【(1.94+2.5+2.6+2.8)×17.5+512+46.2】×7 =5112.8KN.m
稳定系数M抗/M倾=5112.8/777=6.6>1.3,满足要求。 五、内模受力计算
1、内模底板采用1.8cm厚的木胶板(横木纵向间距60cm) 1)荷载: 按横向每1m宽度计
⑴模板自重:q1=0.018×1.0×8.0=0.14KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.25×1.0×26.5=6.63KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×1.0=2.5KN/m
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⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×1.0=2.0KN/m。 2)强度验算
⑴计算模式:按三跨连续梁计算(《路桥施工计算手册》P763页) ⑵荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.1+6.63+2.5+2.0=11.28KN/m ⑶强度验算
M=0.1ql2=0.1×11.28×0.62 =0.4KN·m σmax=M/W=0.4×1000×1000/(54×103)=7.4Mpa σmax×1.2=8.9Mpa<[σ]=12Mpa 满足要求!
3)刚度验算(梁横木间距60cm 横木10×10即L=0.5m)
fmax=0.677ql4/(100EI) =(0.677×11.28×0.54)/(100×9×103×4.86×10-7) =1mm<[f]=500/400=1.25mm 满足要求!
2、10×10横木计算(最大间距106cm) 1)荷载
每根横木承受纵桥向0.6m宽度范围荷载
⑴模板、横木自重:q1=0.018×0.35×8.0+0.1×0.1×8=0.13KN/m。 ⑵混凝土自重:q2=0.25×0.6×26.5=4KN/m。
⑶施工荷载:均布荷载2.5KN/m2 q3=2.5×0.6=1.5KN/m。 ⑷振捣混凝土时产生的荷载:2.0KN/m2 q4=2.0×0.6=1.2KN/m。 2)强度验算
⑴计算模式:按单跨简支
⑵截面特性:A=b×h=10×10=100cmI=bh3/12=10×103/12=833cm4 ⑶荷载组合:
q=q1+q2+q3+q4=0.13+4+1.5+1.2=6.8KN/m ⑷强度验算
M=ql2/8 =1/8×6.8×1.062 =0.96KN·m σ
max
2
W=bh/6=10×10/6=167cm
223
=M/W=0.96×106/(167×103) =5.8Mpa
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σ
max
×1.2=7<[σw]=12.0Mpa
满足要求! 3)刚度验算
fmax=(5ql4)/384EI=(5×6.8×1.064)/(384×9.0×106×833×10-8) =0.2mm<[f]=1060/400=2.65mm。 可以满足要求! 3、钢管(纵向间距60cm)
每根横木承受纵桥向0.6m宽度范围荷载 q=6.8KN/m
每根钢管承受荷载N=Lq=(1.06+0.8)/2×6.8=6.3KN
水平步距最大为62cm,均于小于钢桁架钢管荷载及步距故不需重新验算
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