市政橋梁現(xiàn)澆箱梁計算書與施工方案

市政橋梁現(xiàn)澆箱梁計算書與施工方案1支架及圍堰內(nèi)地基承載力計算書1.1荷載分析根據(jù)本橋現(xiàn)澆箱梁的結(jié)構(gòu)特點，在施工過程中將涉及到以下荷載形式：(1)q1——箱梁自重荷載，新澆混凝土密度取2500kg/m3。(2)q2——傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載，對底板取2.0kPa。(3)q3——施工人員、施工材料和機具荷載，按均布荷載計算，當(dāng)計算模板及其下肋條時取2.5kPa;當(dāng)計算肋條下的梁時取1.5kPa;當(dāng)計算支架立柱及替他承載構(gòu)件時取1.0kPa。(4)q4——振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對底板取2.0kPa,對側(cè)板取4.0kPa。(5)q5——新澆混凝土對側(cè)模的壓力。(6)q6——傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載，取2.0kPa。(7)q7——支架自重1.2荷載計算根據(jù)金海二橋現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)特點，取支座中心截面、頂、底板等厚度截面(支座中心向跨中2.55m)兩個代表截面進(jìn)行箱梁自重計算，并對兩個代表截面下的支架體系進(jìn)行檢算，首先分別進(jìn)行自重計算。①支座中心截面q1計算I-I截面根據(jù)橫斷面圖，算得該處梁體截面積S=11.2m2則：注：B——箱梁底寬，取7.1m,將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計算偏于②支點向跨中2.55m處q1計算根據(jù)橫斷面圖，用CAD算得梁體截面積S=7.38m2則：注：B——箱梁底寬，取7.1m,將箱梁全部重量平均到底寬范圍內(nèi)計算偏于1.3底模板計算箱梁底模采用竹膠板，取各種布置情況下最不利位置進(jìn)行受力分析，并對受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化(偏于安全)如下圖：竹膠板彈性模量E=6000MPa模板厚度計算假定計算模板寬度為0.2m。底板下方木間距為0.15m。q=(q1+q3+q3+q4)l=(63.71+2.0+2.0+2.0)×0按P=1.5KN集中力計算：竹膠板抗彎容許應(yīng)力為[Sw]=11MPa,按1.2的安全系數(shù)模板需要的截面模量：模板的寬度為0.2m,根據(jù)W、b得h為：根據(jù)計算和施工經(jīng)驗取15mm厚竹膠板。模板剛度驗算方木中心間距15cm,考慮方木寬度，實際跨徑為5cm,按15cm計算，偏安支點向跨中2.55m箱梁截面積明顯變小，為安全起見，支點向跨中3m范圍內(nèi)方木均按間距15cm布置。(2)II-II截面底模板計算模板厚度計算假定計算模板寬度為0.2m。底板下方木間距為0.2m。q=(q1?+q3+q3+q4)1=(26.97+2.0+2.0+2.0)×按P=1.5KN集中力計算：竹膠板抗彎容許應(yīng)力為[Sw]=11MPa,按1.2的安全系數(shù)模板需要的截面模量：模板的寬度為0.2m,根據(jù)W、b得h為：根據(jù)計算和施工經(jīng)驗取15mm厚竹膠板，兩個驗算截面均采用15mm竹膠板，所以全橋均可采用15mm模板剛度驗算方木中心間距20cm,考慮方木寬度，實際跨徑為10cm,按20cm計算，偏安支點向跨中3m以外范圍內(nèi)方木按20cm間距布置。1.4箱梁底模下橫橋向方木驗算本施工方案中箱梁底模底面橫橋向采用10×10cm方木，方木下為弧形鋼管，鋼管間距30cm,方木橫橋向跨度按L=30cm進(jìn)行受力計算。如下圖將方木簡化為如圖的簡支結(jié)構(gòu)(偏于安全),木材的容許應(yīng)力和彈性模量的取值參照杉木進(jìn)行計算，實際施工時如油松、廣東松等力學(xué)性能優(yōu)于杉木的木材均可使用。(1)I-I處截面按支點截面向跨中3米范圍進(jìn)行受力分析，按方木橫橋向跨度L=30cm,底板下方木間距15cm進(jìn)行驗算。(63.71+2.0+2.0+2.0+0.12)×0M=(1/8)qL2=(1/8)×10.47×0.32=0.W=M1/2/(1.2[ow])=0.118×103/(1.2×12×106)=8.1fmax=(5/384)×[(qL4)/(EI)]=(5/384)×[(10.47×0.34)/(9×1(2)II-II處截面按方木橫橋向跨度L=30cm,底板下方木20cm進(jìn)行驗算。M=(1/8)qL2=(1/8)×6.62×0.32=0.W=M1/2/(1.2[σw])=0.074×103/(1.2×12×106)=5.1方木間距為0.2m可滿足要求。方木撓度計算則方木最大撓度：fmax=(5/384)×[(qL4)/(EI)]=(5/384)×[(6.62×0.34)/(9×1=9.31×10-6m<1/400=0.3/400=7故，撓度滿足要求。方木抗剪計算符合要求。1.5順橋向弧形鋼管驗算本施工方案中碗扣架頂托上橫橋向采用φ48mm×3.5mm鋼管，順橋向采用φ48mm×3.5mm鋼管，鋼管按箱梁曲線加工成弧形?；⌒武摴茼槝蛳虻目缇喟碙=60cm(腳手架步距為60cm)進(jìn)行驗算，橫橋向按間隔30cm布設(shè)，將鋼管簡化為如圖的簡支結(jié)構(gòu)(偏于安全)。順橋向弧形鋼管受力簡圖順橋向弧形鋼管受力簡圖抗彎計算方木自重?。?.075KN/m,P=ql+Pm=10.47×0.3+0.0225Mmax=Pl/4+ap=3.16×0.6/4+0.15×3.16=0σ=Mmax/W=0.948×103/(5.08×10-6)=186.61MPa>[σw]/1.2=170MPa不符合要間距調(diào)整到20cm。P=ql+Pm=10.47×0.2+0.015Mmax=Pl/4+ap=2.11×0.6/4+0.15×2.11=0σ=Mmax/W=0.633×103/(5.08×10-6)=124.61MPa<[σ撓度計算鋼管慣性矩I=12.19×10-8m4則最大撓度：=8.98×10-4<(L/400)=0.6/400=1故，撓度滿足要求弧形鋼管抗剪計算Vmax=3p/2=(3×2.33)/2=3Sm=2r028=2×(0.048-0.0035)2×MPa<[t]/1.2=70.83MPa符合要求。(1)II-II截面抗彎計算方木自重取：0.075KN/m,P=ql+Pm=6.62×0.3+0.0225撓度計算鋼管慣性矩I=12.19×10-8m4則最大撓度：=6.13×10-4<L/400=0.6/400m=1故，撓度滿足要求弧形鋼管抗剪計算Sm=2r02δ=2×(0.048-0.0035)2×MPa<[τ]/1.2=70.83MPa符合要求。1.6頂托上橫橋向鋼管驗算本施工方案中碗扣架頂托上橫橋向采用φ48mm×3.5mm鋼管，鋼管順橋向按L=60cm(腳手架步距為60cm)間距布置。在支座兩側(cè)3m范圍內(nèi)箱梁自重較大，每個頂托上并排布置2根鋼管。3m范圍以外布置1根鋼管。橫橋向按60cm跨徑計算。將鋼管簡化為如圖的簡支結(jié)構(gòu)(偏于安全)。橫橋向鋼管受力簡圖橫橋向鋼管受力簡圖(1)I-I截面抗彎計算方木自重?。?.075KN/m,鋼管自重取：0.037KN/m方木及弧形鋼管自重P1=0.075×0.2×4+0.037×0.6=0.082KNP=ql+P1=13.76×0.6+0.082Mmax=aP=0.2×8.46/2=0.撓度計算鋼管慣性矩I=12.19×10-8m4則最大撓度：=1.27×10-3<(L/400)=0.6/400=1故，撓度滿足要求橫向鋼管抗剪計算Sm=2r028=2×(0.048-0.0035)2×符合要求。(1)II-II截面抗彎計算方木自重?。?.075KN/m,鋼管自重取：0.037KN/m方木自重：Pm=0.075×0.3×3=鋼管自重：Pg=0.037×0.6=0.022KNP=ql+Pm+Pg=9.63×0.6+0.0Mmax=Pl/4=5.57×0.6/4=σ=Mmax/W=0.84×103/(5.08×10-6)=165.35MPa<[σw]/1.2=170MPa,符合要求。撓度計算鋼管慣性矩I=12.19×10-8m4故，撓度滿足要求橫向鋼管抗剪計算Sm=2r02δ=2×(0.048-0.0035)2×符合要求。1.7側(cè)模驗算側(cè)模支撐方式為：模板外側(cè)布置10×10cm方木，方木外用雙肢鋼管支撐，鋼管采用對拉絲桿固定。側(cè)模驗算簡圖尺寸單位：cm根據(jù)前面計算，分別按10×10cm方木30cm的間距布置，以側(cè)模最不利荷載部位進(jìn)行模板計算，則有：10×10cm方木以間距30cm布置模板厚度d=15mm竹膠板抗彎容許應(yīng)力為[ow]=11MPa混凝土澆筑速度v=6m/h由《路橋施工計算手冊》式8-4得Pm=4.6v1/4=7.19KPaq=(q4+q5+q6)l=(4.0+7.19+2.0)×0.模板的寬度為1.0m,根據(jù)W、b得h為：<[ow]/1.2=9.16MPa(符合要求)模板剛度驗算(符合要求)混凝土對模板的側(cè)壓力Pm=7.19KN/m2雙肢鋼管間距L=0.6m,對拉絲桿間隔d=1.0m。則每根對拉桿所承擔(dān)的拉力N=PmLd=7.19×0.6×1.0=4.31KN采用Φ16對拉絲桿，A=2.0×10-4m2S3/2.0×10-4=21.4MP雙肢鋼管承載力驗算抗彎計算則每根鋼管所承擔(dān)的彎矩?fù)隙扔嬎沅摴軕T性矩I=12.19×10-8m4故，撓度滿足要求1.8立桿穩(wěn)定性驗算方木自重?。?.075KN/m,鋼管自重取：0.037KN/m方木自重：Pm=0.075×0.6×4鋼管自重：Pg=0.037×0.6×3+0.037×0.6×2+0.037×1.2×2=0.20KN(弧形鋼管+橫橋向鋼管+水平支撐鋼管)組合風(fēng)荷載時根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》有關(guān)模板支架立桿的穩(wěn)定性計算公式：N/ΦA(chǔ)+MW/W≤fN—鋼管所受的垂直荷載，N(組合風(fēng)荷載時);f—鋼材的抗壓強度設(shè)計值，f=205N/mm2參考《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》表5.1.6得。A—φ48mm×3.5mm鋼管的截面積A=489mm2。Φ—軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細(xì)比λ查表即可求得Φ。i—截面的回轉(zhuǎn)半徑，查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》附錄B長細(xì)比λ=L/i。于是，λ=L/i=76,參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》查附錄C得Φ=0.676。MW—計算立桿段有風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎距；uz—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，參考《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表7.2.1得uz=1.17us—風(fēng)荷載腳手架體型系數(shù)，由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表6.3.1得：us=1.2故：WK=0.7uzxusxw0=0.7×1.17×1.2×0.49=0.48KNLa—立桿縱距0.6m;h—立桿步距1.2m,故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.85×1.4×0.48×0.6×1.22/1W—截面模量查表〈<建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范>〉附表B得：支架安全穩(wěn)定。1.9地基承載力驗算滿堂支架下地基處理方式為：先進(jìn)行粉噴樁施工，粉噴樁采用φ60,粉噴樁長度約為9.3米。粉噴樁施工完畢整平場地，澆筑砼墊層，墊層厚度20cm。立桿地基承載力驗算：式中：N—腳手架立桿傳至基礎(chǔ)頂面軸心力設(shè)計值；Ad—立桿底座面積Ad=15cm×15cm=225cm2;取最大截面，按照最不利荷載考慮，立桿底拖下砼基礎(chǔ)承載力：底拖下砼基礎(chǔ)承載力滿足要求。底托坐落在20cm砼墊層上，按照力傳遞面積計算：A=(2'0.25'tg45°+0.152=0.按照最不利荷載考慮：粉噴樁采用φ60,粉噴樁長度約為9.7米，(在現(xiàn)場施工時，當(dāng)粉噴樁機上電流表突然增大時，即認(rèn)為打入持力層，由于地層的變化，各樁的長度不一樣),粉噴樁按梅花型布置，間距1.3m。每延米噴粉量為60kg,水泥采用32.5普通硅酸鹽水泥。單樁承載力計算根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)中式11.2.4-1,按以下公式進(jìn)行粉噴樁的單樁承載力計算：其中a一強度折減系數(shù)，取為0.4;9p—樁端地基土承載力特征值，9為100Kpa;A,Upq.Lη—樁身強度折減系數(shù)，取0.33f—水泥土在標(biāo)養(yǎng)條件下30天無側(cè)限抗壓強度，取0.8Mpa;Ap2;Ra=ηf.A)=0.33×0.8×103×0.2826單樁承載力為兩計算結(jié)果的最小值，Ra=min{249.2KN,74.6KN}=所以復(fù)合地基承載力按下面公式計算：fspk=mfpk+(1-m)fskS—樁間距(m);f—復(fù)合地基承載力特征值(Kpa);fk—樁體承載力特征值，無單樁荷載試驗數(shù)據(jù)情況下按單樁承載力計算值計f—樁間土承載力特征值，取40KPa;所以fspk=0.095×264.0+(1-0.095)×40=61.3KPa>59.5KPa大面積開工前要進(jìn)行試樁，試樁不少于5根，粉噴樁水泥土的30天無側(cè)限抗壓強度要大于設(shè)計計算強度(0.8MPa),同時要做單樁承載力試驗，承載力要大于設(shè)計計算承載力(74.6KN),以上兩數(shù)據(jù)滿足要求方可進(jìn)行大面積施工。1滿堂支架及模板系統(tǒng)采用碗扣支架，上下均設(shè)置調(diào)托，底部設(shè)置20cm×5cm木方，頂部設(shè)置碗扣支架腹板正下方3排立桿間距30cm,其余位置立桿縱橫向間距為60cm,支架搭設(shè)完成后，在頂托上放置Φ48mm鋼管腳手架作橫擔(dān)，每個頂托上2管搭接長度不小于60cm,橫向間距為30cm。其上鋪設(shè)10cm×10cm的木方作格柵，間距20cm,在墩頂前后3m的范圍內(nèi)間距15cm。箱梁翼板模板支架頂托上設(shè)置縱向10cm×10cm的木方，橫向設(shè)間距30cm×30cm間距的木方格柵，木方上鋪15mm厚竹膠板。上搭設(shè)碗扣支架，支架間距90cm,支架上托10cm*10cm的木方，在木方上立模2箱梁施工單幅箱梁的施工順序為：兩端A節(jié)段和B節(jié)段同時施工，待預(yù)應(yīng)力張拉壓漿完成后最終施工C節(jié)段(合攏段)。2.1支架壓載為了檢查支架的承載力、消除支架的非彈性變形及地基的沉降量，在鋪設(shè)完底模后，對支架、模板進(jìn)行預(yù)壓。采用吊車吊裝砂袋逐級加載的方法進(jìn)行預(yù)壓。橫向按照先加載底、腹板后加載翼緣板的順序加載，縱向按照從墩頂向跨中的順序加載。支架預(yù)壓時間不少于7天，并要求連續(xù)3天變形量小于3mm。壓載采用分級加載方式，即0→80%→100%→120%,每完成一級壓載立即進(jìn)行沉降量觀測，在壓載到箱梁總重量(包括所有重量：箱梁重量、橫隔梁重量及齒板重量，約為8512t)的120%后，支架預(yù)壓時間不少于7天，并要求連續(xù)3天變形量小于3mm,則表示壓載穩(wěn)定，即可卸載。壓載時盡可能按照箱梁重量分布進(jìn)行，即腹板位置、橫隔板位置砂袋適當(dāng)加高，底板、翼緣板處砂袋酌情減少，但保持總重量不變。在加載過程中，需重點注重如下方面：(1)為了確沉降觀測數(shù)據(jù)精度，在預(yù)壓測量過程中以最近高程點轉(zhuǎn)到壓載跨斷墩身上做為基準(zhǔn)點，觀測點用鐵釘釘入木方中，高出木方1mm,并用紅油漆做好標(biāo)記并編號，在壓載前預(yù)先測出現(xiàn)有標(biāo)高。(2)沉降觀測時由同一人進(jìn)行操作，用同一臺儀器，儀器架設(shè)點盡可能保證在同一個點上。后視點必須保證為同一個點，并且在整個觀測過程中使用同一把塔尺。(3)觀測時測量人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，認(rèn)真做好觀測記錄，并在觀測結(jié)束后及時制定相應(yīng)的表格保存。(4)嚴(yán)格控制壓載速率，在壓載過程中隨時觀察支架的受力變形情況和地基情況，一旦出現(xiàn)意外，立即停止壓載并向項目負(fù)責(zé)人匯報，采取有效處理措施。2.2模板標(biāo)高調(diào)整卸載完成后，根據(jù)變形值和設(shè)計模板底標(biāo)高進(jìn)行底模標(biāo)高的調(diào)整，同時仔細(xì)檢查拼縫經(jīng)過預(yù)壓是否有變化，并進(jìn)行調(diào)整。底模標(biāo)高利用下面公式進(jìn)行調(diào)整：H模=H設(shè)+f+f預(yù)拱度取得的彈性變形值；f預(yù)拱度---設(shè)計箱梁預(yù)拱度(按照設(shè)計院提供值進(jìn)行)。支架的彈性變形和非彈性變形為計算出來的預(yù)拱度之后，為預(yù)拱度的最高值，設(shè)置在梁跨的中點。其他各點的預(yù)拱度是以中點為最高值，以梁的兩端為零，按二次拋物線進(jìn)行分配。預(yù)拱度分配的方程如下：模板標(biāo)高調(diào)整完成后，清除模板上的雜物，為鋼筋綁扎做好準(zhǔn)備。2.3支座安裝在底模板調(diào)整的同時，進(jìn)行支座安裝。本工程支座共分為5種型號，分別為：GPZ(Ⅱ)3DX、GPZ(Ⅱ)3SX、GPZ支座詳細(xì)布置圖如上圖：支座平面布置示意圖支座安裝前檢查支座的規(guī)格和質(zhì)量必須滿足設(shè)計要求，支座組裝時其底面和頂面的鋼墊板必須埋置嚴(yán)實，支座與墊板間平整密貼，支座四周不得有0.3mm以上的空隙，并保持清潔。活動支座的聚四氟乙烯板不得有刮傷、撞傷?；顒又ё惭b前用酒精仔細(xì)擦洗各相對滑移面，并將上下座板臨時鎖定。支座根據(jù)設(shè)計位置和標(biāo)高安裝完成后，采用環(huán)氧砂漿將支座墊石上預(yù)留的螺栓孔填充完成。2.4鋼筋制作安裝本工程箱梁因分兩次澆筑混凝土，故鋼筋也分兩次進(jìn)行綁扎，第一次進(jìn)行底腹板及橫隔梁鋼筋綁扎、第二次進(jìn)行頂板鋼筋綁扎，在預(yù)壓結(jié)束后，根據(jù)預(yù)壓數(shù)據(jù)進(jìn)行底模標(biāo)高調(diào)整，標(biāo)高調(diào)整完成后進(jìn)行箱梁鋼筋綁扎。(1)原材料控制進(jìn)場鋼筋必須附有出廠合格證，進(jìn)場所有鋼筋必須按試驗規(guī)程要求，進(jìn)行取樣試驗，合格后，方可進(jìn)場堆放。同時掛設(shè)標(biāo)牌，注明鋼筋品牌、進(jìn)場時間、數(shù)量、檢驗人員、檢驗狀態(tài)等。鋼筋進(jìn)場后分類整齊堆放，墊設(shè)枕木隔水，鋼筋頂面鋪蓋彩條布避免日曬雨淋。鋼筋在使用前必須檢驗表面是否有有害的銹蝕、油漆、油脂或其它雜質(zhì)。對輕微浮銹要進(jìn)行除銹處理，表面污染嚴(yán)重的鋼筋一律不予使用。每批鋼筋都必須試驗合格，經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后方可使用。(2)鋼筋下料鋼筋下料時，按設(shè)計圖紙要求進(jìn)行，彎曲時著重注意彎起點的位置和尺寸，彎曲半徑必須要符合規(guī)范要求。鋼筋焊接接頭到彎起點的距離要大于10d。依照設(shè)計圖紙進(jìn)行下料和彎曲，避免錯誤，造成浪費。為減少在支架上的鋼筋安裝工作，梁內(nèi)部分鋼筋預(yù)先在工地加工成半成品，半成品制作時，綁扎要確保堅固，以防在運輸和吊裝過程中變形。(3)鋼筋綁扎鋼筋在加工場地加工成半成品后運輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行綁扎。鋼筋綁扎前要確定好各鋼筋的安放順序。鋼筋的直徑、根數(shù)、間距要符合圖紙要求，鋼筋的接頭位置及搭接長度要符合規(guī)范要求。鋼筋綁扎要牢固、無松動。為增加鋼筋骨架的整體穩(wěn)定性，可采取部分點焊的形式。腹板通氣孔位置、預(yù)應(yīng)力筋位置和鋼筋有沖突時，可適當(dāng)挪動普通鋼筋的位鋼筋接頭采用搭接焊，雙面焊焊接長度不得小于5d,單面焊焊接長度不得小于10d,焊縫寬度不得小于0.7d。焊縫表面要平整，不得出現(xiàn)燒傷、咬筋、夾渣、氣孔等現(xiàn)象，接頭處不得有裂紋。鋼筋綁扎完成后對鋼筋間距、保護(hù)層厚度、平面位置等進(jìn)行檢查，合格后方能進(jìn)行下道工序施工。2.5波紋管安裝故，直線段鋼束每1米設(shè)定位筋，曲線段鋼束每0.5米設(shè)定位筋，以固定鋼束在所有預(yù)應(yīng)力張拉端槽口錨墊板均與預(yù)應(yīng)力鋼束垂直。拉絲間距為60cm×60cm,模板外側(cè)設(shè)置橫向及豎向的兩道10cm×10cm木方；混凝土澆筑注意事項如下：箱梁混凝土振搗主要是采用插入式振搗工藝，振搗棒采用50型和70型相結(jié)合，腹板采用50型，底板采用70型，在箱梁預(yù)應(yīng)力張拉齒板鋼筋較密的位置采用30型振搗棒，當(dāng)30型振搗棒插入仍然有