高速公路跨线桥现浇箱梁支架及跨S338省道门洞方案.doc
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1、山东省德州至河南省商丘干线公路鄄城至菏泽段高速公路路基、桥涵和互通立交工程1标段鄄菏高速公路鄄城东互通立交K221+895跨线桥现浇箱梁支架及跨S338省道门洞方案山东黄河工程集团有限公司鄄城至菏泽段高速公路路基、桥涵和互通立交工程1标段项目经理部2012年9月11日鄄菏高速公路鄄城东互通立交K221+895跨线桥现浇箱梁支架及跨S338省道门洞方案1、编制依据和原则1.1编制依据1.1.1德州至商丘干线公路鄄城至菏泽段高速公路两阶段施工图;1.1.2施工合同文件;1.1.3钢结构设计规范;1.1.4路桥施工计算手册;1.1.5公路桥涵施工技术规范;1.1.6建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规
2、范;1.1.7公路工程质量评定标准;1.1.8建筑施工安全检查标准;1.1.9施工现场临时用电安全技术规范;1.1.10建设工程施工现场管理规定;1.1.11建设工程安全生产管理条例;1.1.12鄄城东互通立交K221+895跨线桥施工现场情况调查;1.1.13我公司施工其他类似项目的相关经历和经验总结;2、工程概况2.1项目概况2.1.1德商公路是山东高等级公路网规划“五纵连四横、一环绕山东”中最西端的“一纵”,也是“一环”的重要组成部分。2.1.2本合同段是第一合同段,本路线北起山东鄄城黄河公路大桥南端,全长43.15km。本标段为第一标段,起点桩号为K204+720.352,终点桩号为K
3、224+000,全长19.28km。2.2工程概况2.2.1桥梁位置2.2.1.1本桥为鄄城东互通立交范围内主线跨省道S338桥,中心桩号K221+895,与省道S338中心线交叉桩号为K221+894.798,右交角为1000。2.2.2桥梁设计概要2.2.2.1桥梁结构形式 本桥桥跨布置为30+32+27m,上部结构采用三跨预应力混凝土连续箱梁,下部构造采用柱式桥墩,肋板式桥台,钻孔灌注桩基础。2.2.2.2桥梁设计情况(1)桥梁平面设计本桥为鄄城东互通立交线上跨省道S338桥,处于R=8000m左偏平曲线上,施工时采用弯桥径法布置,右幅位于变宽段上,桥宽采用箱室渐变调整,桥面斜宽:左幅1
4、421.6cm,右幅1752.9-2105.1cm。(2)桥面铺装设计情况本桥在箱梁主体完成后,上面为L-1水泥基防水层,最后做10cm厚沥青混凝土桥面铺装。由于此项工程项目由路面标施工,故从略。(3)防撞栏设计情况桥梁内、外侧墙式护栏采用C30混凝土,高度110cm,底部宽度50cm,主筋在箱梁施工时预埋。(4)箱梁设计情况1)结构尺寸上部箱梁左幅采用三箱三室断面,右幅桥采用四箱三室断面的预应力混凝土箱形连续梁,梁高1.8米,桥面横坡由箱梁整体旋转形成,腹板按垂直设计,箱梁腹板厚度为50厘米,箱梁悬臂长度为2.15米,跨中截面顶板厚度25厘米,底板厚度22厘米。预应力钢束仅腹板预应力钢束,横
5、梁不设预应力,腹板钢束采用GB/T52242003标准生产的16s15.2、17s15.2毫米高强度低弛钢绞线及其配套锚具,控制张拉应力0.75fpk=1395Mpa,控制张拉吨位为310.25吨、329.64吨。2)预应力张拉顺序箱梁一次浇筑成型,张拉预应力钢束,注意对称张拉。3)工程材料预应力混凝土现浇箱梁采用C50混凝土。(5)支座设计情况桥台设计为GYZF4:600133支座共10块,左幅每台2块,右幅每台3块;桥墩设计为GYZ:850161支座共10块,左幅每墩2块,右幅每墩3块。2.3技术指标2.3.1设计计算行车速度:100公里/小时;2.3.2设计荷载:公路-级;2.3.3桥面
6、总宽及组成:桥面总宽度3174.53526.7cm;2.3.4地震动峰值加速度:0.15g;2.3.5环境类别:类环境;3、施工总体部署3.1机构组成3.1.1施工管理组织项目经理: 杨 勇项目副经理: 张成玉项目总工: 邵明学安全科长: 施爱林试验室主任: 张建春桥梁工程师: 燕宗政试验员: 张 茜3.1.2施工管理人员分工1、项目经理: 负责本工程全面工作。2、总工程师: 主管工程技术、质量工作,协助经理作好技术方案选择等。3、工程管理部: 主管施工技术、施工生产调度。4、安全质检部: 主管安全、质量检查等工作。5、计划部: 主管合同管理、计划统计和计量等工作。6、财务部: 主管财务和计量
7、支付等工作。7、试验室: 主管本工程所有试验工作。8、物资设备部: 物资采购及供应、机械设备调配、电力保障。3.1.3混凝土供应、供水供电混凝土供应由搅拌站配制,搅拌运输车运输,吊车吊料斗或使用泵车入模,插入式振捣棒振实。供电:沿线电力情况供应良好,先张预制梁厂变压器供电,用于钢筋加工、搅拌站等施工用电。同时自备两台100KW柴油发电机(一台在搅拌站,一台保障桥梁下部结构施工),以防供电不及时时使用。供水:施工用水采用井水,水质符合施工用水要求。3.1.4现场施工人员安排序 号岗 位人 数工 作 范 围1施 工 员2负责现场进度及质量2钢 筋 工20包括焊工3混凝土工15混凝土施工4木 工20
8、模板支设及拆除5架子工15脚手架支设及拆除6预应力施工30箱梁施工7司 机5吊车及工具车8杂 工8配 合9试验人员3配合比调整及现场试验10测量人员3现场测量3.3施工计划及工期安排3.3.1施工进度计划3.3.1.1鄄城东互通立交K221+895跨线桥从箱梁支架搭设开始计算,至最后一跨箱梁浇筑完成支架拆除,恢复原地貌,计划工期9个月。3.3.1.2本桥基础及下部构造施工结束后,进行箱梁支架基底处理,包括过 沟渠军用梁支架(或埋管)完成,计划工期40天,具体施工时间为2012年9月12日至2012年10月20日;3.3.1.3箱梁支架搭设25天(包括S338预留车行道),堆载预压、沉降观测15
9、天,共历时40天,按全幅施工,施工时间为2012年10月21日至2012年11月30日;3.3.1.4调整箱梁底模、安装侧模、底板(包括腹板)钢筋绑扎安装、底板混凝土施工计划30天,施工时间为2012年11月31日至2012年12月30日;3.3.1.5内模及顶板钢筋安装,混凝土浇筑计划实际施工30天,施工时间为2012年12月31日至2013年3月31日(冬季不安排施工);3.3.1.6养护至张拉预应力、压浆结束,计划40天,施工时间为2013年4月1日至2013年5月10日;3.3.1.7拆除支架,清理场地,恢复交通计划30天,施工时间为2013年5月11日至2013年6月9日;3.3.2
10、施工布署安排3.3.2.1施工机械表3.3 施工机械一览表序号设备名称规格及型号数量备 注1搅拌站60m3/h2座2砼运输车11m35辆3砼 泵2台4钢筋切断机1台5钢筋弯曲机2台6砂轮锯2个7电焊机4台8吊 车30T1辆9挖掘机1.0m31台10自卸汽车6m33辆11推土机140kw1台12洒水车6000L1辆13空压机1.5m32个14振捣棒10套15压路机20T1台16装载机2m32台17发电机200kw2台18电 锯1台19水 泵5个20张拉工具4套21测量工具1套22试验工具1套4、施工方案4.1施工条件4.1.1交通条件由于本桥上跨S338省道,交通运输条件便利,施工机械可直接进入
11、到施工地点,混凝土可从搅拌站经S338省道直接运送到浇筑地点。4.1.2现场条件由于该桥上跨S338省道,箱梁施工时需要搭设满堂支架,预留两个4.54.5m的双向门洞,施工同时要维护省道的正常交通,安全防护是个重点。现有省道S338为沥青混凝土路面,支架搭设可直接在原有的路面上施工,两侧为施工开挖土,支架搭设时需进行基底处理。2#墩与3号台之间的水渠预埋钢筋混凝土管道,用砂包做管口挡墙,管道上方填土压实。箱梁支架地基处理过程为:(1)支架基础范围内泥浆坑、松软地段全部挖除,用路基土按25cm一层分层压实,并设置横向单向横坡(左高右低),坡度控制在2范围内,便于及时排除雨水,目测达到:表面平整无
12、轮迹。局部反弹地段重新换填处理,最终达到采用灌砂法检测压实度95的要求,经过处理的地基上C25混凝土(厚度10cm)调平及应力扩散层。(2)支架搭设区两侧2.0米外开挖水沟排水,沟宽60厘米,沟深60厘米,在迎水面,视水流汇集的大小挖排水沟,降低地下水位标高,并防止雨水和其它水流入支架区,引起支架下沉。(3)地基处理最终保证地基承载力达到150kpa,并作地基承载力试验验证。4.1.3施工艺流程4.2支架搭设方案4.2.1跨S338门洞搭设方案1、门洞搭设方案跨S338省道设置机动车门洞2个,人行道门洞2个。机动车门洞净宽4.5m,高4.5m,人行道门洞净宽2m,高4.5m(现浇箱梁底设计高程
13、55.327m,现有S338省道在桥梁位置高程50.24m,高差为5.087m,考虑到施工结构需要,预留门洞最大高度为4.5m)。沿原S338省道中心线设置钢筋混凝土条形基础,宽度165cm,高50cm,基础底加锚筋,与原有路面相连。两门洞间采用483.5mm碗扣支架,基础纵桥向设6排立杆,立杆按0.30.3m布置,即横纵桥方向均为0.3m,竖向间距按1.2m设置横杆,在支架之间设置剪刀撑,提高传力体系整体性。门洞顶部应搭设不透水防护棚,保证下部行车及行人安全。具体形式见门洞结构布置图(附图)。门洞中支墩基础采用C25砼浇筑,宽80cm,高50cm。洞口进出口支墩基础外侧设置与支墩基础同宽、高
14、为50cm半圆形防撞墙,防撞墙与支墩基础要分开浇筑,并预留5cm的缓冲缝。门洞支墩两侧采用483.5mm碗扣支架,每个支墩纵桥向设3排立杆,立杆按0.3m0.3m布置,即横桥方向0.3m,纵桥方向0.3m;竖向间距按1.2m设置横杆(另加扫地杆)。支架上、下用顶托、底托调平,顶托上横桥方向放置1215cm的方木作为枕梁。在支架外侧全部设置剪刀撑,并在底部设纵横向扫地杆,以保证满堂支架的整体稳定性。 门洞纵梁采用I40a热轧普通工字钢,工字钢沿纵桥方向布置,间距90cm。在纵梁上,按横桥方向1010cm方木布置分配梁;分配梁间距为0.3m,并与纵梁连接在一起固定。高强竹胶板铺设在分配梁上作为箱梁
15、底模。门洞纵梁、枕梁及支墩必须有足够的强度、刚度和稳定性。根据门洞的设计方案,门洞支墩采用碗扣支架,支墩立杆顶托上用1215cm作为枕梁,纵梁采用I40 a热轧普通工字钢,对门洞纵梁的刚度、强度需进行检算。2、门洞搭设荷载由设计图可以知道腹板下的纵梁受力最大。荷载计算砼自重:主梁钢筋体积V=372.452/7.85=47.45m3,主梁砼体积=2073.8m3钢筋砼含筋率=47.45/2073.8=2.2%2% 钢筋砼容重取26KN/m3,梁板按折算高度83.7cm计算。倾倒砼及振捣砼产生的荷载及施工荷载:取2KN/其他荷载:支架高度小于6m,不考虑风荷载。1) 模板、支架自重、杆件:竹胶板:
16、q10.3KN/m2方木:q26KN/m32) 新浇筑钢筋砼:腹板处钢筋混凝土重:q3=1.2226=31.72 KN/m3) 施工人员和施工料、具等行走运输或堆放的荷载:计算模板及直接支撑模板的小棱时,均布荷载取q42.5KN/m2;4) 振捣砼时产生的荷载:对水平面板取q52.0KN/m2箱梁腹板下荷载:(0.3+2.5+2.0)0.9+0.06+31.7236.1KN/mI40a热轧普通工字钢纵梁自重 q60.676KN/m所以 q36.10.67636.77KN/m3、内力计算1)工字钢内力计算Mmax0.12536.774.5293.07KNm MmaxI40a热轧普通工字钢所受最大
17、弯矩 工字钢验算:I40a工字钢特性断面积A=86.07cm2;惯性矩Ix=21714cm4;截面抵抗矩Wx=1086cm3;钢材弹性模量E=2.1105Mpa;钢材容许应力w=145Mpa,临时结构时可提高1.3倍系数,故钢材容许应力w=1.3145=188.5Mpa。M/Wx93.07103/108685.7Mpaw=188.5Mpamax =13.6mm=15mm由以上计算可知箱梁腹板下用I40a热轧普通工字钢强度、刚度均符合规范要求。2)1215cm方木计算门洞单跨使用6根1215cm方木作为分枕梁,间距0.3m。 q(0.3+2.5+2.0)0.9623+31.720.676+0.1
18、0836.82KN/m1215cm方木特性断面积A=180cm2;惯性矩Ix=3.3810-5m4;截面抵抗矩Wx=4.510-4m3;方木弹性模量E=0.9104Mpa;自重G10.8kg/m;容许应力w=12MPa。Mmax1.24KNm M/Wx1.24103/45010-62.76Mpaw=12MPamax =0.1276300/400=0.75mm由以上计算可知枕梁用方木强度、刚度均符合规范要求。3)门洞支架计算:横梁承受由纵梁及上部荷载传来的力,由于门洞支架间距为0.3m,则按照简支梁验算跨度L=0.3m时工字钢的受弯及剪切破坏:单根立杆的容许承载力为30KN横梁单位长度荷载:0.
19、676KN/m;横梁上的线荷载:36.16+0.6766=220.656 kN/m;q总=220.656kN/mN=ql/3=220.6560.3/3=22.07KN17.06kN满足稳定性要求6、模板强度、刚度验算钢管立柱的顺桥向间距为0.9m,垂直桥向间距腹板下30cm,其余90cm,因此1010cm方木的计算跨径l1=0.9m,在顺桥向单位长度内钢筋混凝土(取腹板正下方1010cm方木计算)g g1=rhl2=260.31.8=14.04KN/m g2=20.3=0.6KN/mg=g1+g2=14.04+0.6=14.64KN/m方木间距、跨度30cm90cm排列,计算荷载q=14.64
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