西藏某橋箱梁號(hào)塊施工計(jì)算

西藏xxxx橋箱梁0號(hào)塊施工、工程概況xxxx橋?yàn)槲鞑?0周年大慶獻(xiàn)禮項(xiàng)目，也是西藏40周年大慶中央援建的最大的市政項(xiàng)目，xx八一第二大橋位于西藏自治區(qū)xx八一鎮(zhèn)，橫跨尼洋河，橋梁總長(zhǎng)度1009.4m，橋面寬17.5m（2.0m人行道+3.0m非機(jī)動(dòng)車道+3.5m機(jī)動(dòng)車道+0.5m雙黃線+3.5m機(jī)動(dòng)車道+3.0m非機(jī)動(dòng)車道+2.0m人行道）。主橋第四聯(lián)采用變截面斜腹板預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，橋面布置為50+3×80+50=340m，第一聯(lián)、第二聯(lián)、第三聯(lián)、第五聯(lián)引橋分別為6×30m、5×30m、5×30m、6×30m等截面腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋墩均采用花瓶型墩，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁。主橋箱梁設(shè)計(jì)為單箱單室，橋面寬度為17.5m，箱梁頂雙向橫坡為2%，縱向箱梁梁高由根部向跨中按二次拋物線變化，端部梁高為4.575m，中跨部分梁高為2.175m。0號(hào)塊長(zhǎng)13m，高4.575m，采用落地支架施工，箱梁1～9#塊段采用掛籃對(duì)稱懸澆施工。變截面連續(xù)箱梁懸澆施工總體方案2．1、0號(hào)塊施工0號(hào)塊長(zhǎng)13m，高4.575m，混凝土總方量為247m3，為了盡量減少施工縫，考慮一次澆筑完成，由于0號(hào)塊距離地面高度只有十米左右且天然地基層為卵石層，沉降量小，施工采用落地鋼管支架現(xiàn)澆；同時(shí)將0號(hào)塊一部分支架作為箱梁的部分臨時(shí)支撐系統(tǒng)，另一部分臨時(shí)錨固系統(tǒng)為墩身預(yù)埋的φ32和φ25精扎螺紋鋼。2．2、掛籃懸澆施工節(jié)段長(zhǎng)度有３m、３.５m、４m三種,最重節(jié)段重量為139噸，根據(jù)工程情況，采用自行設(shè)計(jì)制造的三角形掛籃進(jìn)行懸臂澆注，三角形掛藍(lán)設(shè)計(jì)輕巧，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，掛藍(lán)單件重量小，方便吊裝。2．3、直線段施工直線段采用支架現(xiàn)澆。2．4、合攏段施工合攏順序?yàn)橄冗吙?，然后次邊跨，最后是中跨?、0號(hào)塊支架設(shè)計(jì)及施工、0號(hào)塊施工支架設(shè)計(jì)0號(hào)塊施工支架設(shè)計(jì)時(shí)，既要滿足0號(hào)塊施工的要求，又要達(dá)到臨時(shí)錨固的要求,根據(jù)工程所在地實(shí)際情況我們選擇鋼管落地支架、型鋼橫梁、方木縱梁、竹膠板底模的支架結(jié)構(gòu)，并對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)親自進(jìn)行了計(jì)算。支架結(jié)構(gòu)照片如下，設(shè)計(jì)思路后述。3.1.1、設(shè)計(jì)思路由于鋼管結(jié)構(gòu)的抗壓及穩(wěn)定性好，支架設(shè)計(jì)采用鋼管結(jié)構(gòu)，如圖1所示。0號(hào)塊支架系統(tǒng)主要由砼基礎(chǔ)、鋼管預(yù)埋件、支撐鋼管及鋼管平聯(lián)、牛腿、卸落塊、縱橫梁、腳手架、斜撐等組成。其中混凝土基礎(chǔ)減少了支架系統(tǒng)的沉降量；鋼管預(yù)埋件增大了鋼管與混凝土基礎(chǔ)的接觸面，使混凝土基礎(chǔ)均勻受力；鋼管間的平聯(lián)及斜撐采用型鋼，其增強(qiáng)了支架系統(tǒng)的整體性和抵抗風(fēng)荷載的能力；在鋼管樁頂上設(shè)置卸落塊，以便在支架拆卸過程中縱梁易于拆卸。圖10號(hào)塊施工支架、鋼管樁受力計(jì)算鋼管樁作為整個(gè)支架系統(tǒng)的主要受力構(gòu)件，箱梁重力、模板、腳手架、縱橫梁以線荷載的形式傳遞到鋼管上，其布置位置決定了其受力狀況。鋼管受力計(jì)算時(shí)，主要考慮以下荷載：（1）鋼管支撐局部區(qū)域內(nèi)箱梁自重；局部區(qū)域指將對(duì)應(yīng)鋼管與相鄰各鋼管間距離的中心點(diǎn)的連線形成的區(qū)域。（2）箱梁施工模板及模板支撐體系的重量。（3）縱橫梁自重。3.1.2.1、鋼管偏心受壓計(jì)算鋼管在施工中作為受壓構(gòu)件，考慮在施工過程中各種因素的影響，如：卸落塊安放不居中，鋼管不豎直。所以鋼管實(shí)際并不是垂直受壓，而是偏心受壓，取偏心矩e=r/2，根據(jù)偏心受壓計(jì)算公式：則鋼管樁偏心受壓滿足要求。式中σ為壓應(yīng)力；N為垂直壓力；A為鋼管截面面積；e為偏心矩；i為截面回轉(zhuǎn)半徑；[σ]為容許壓應(yīng)力。3.1.2.2、鋼管穩(wěn)定性計(jì)算鋼管的承載能力并不完全取決軸向壓縮的抗壓強(qiáng)度，還需考慮鋼管的抗彎剛度。由于鋼管長(zhǎng)寬比較大，可將其視為受壓桿件，則需考慮其受壓后的穩(wěn)定性。由于鋼管與底部預(yù)埋件焊接，可將視為一端固定，出于安全考慮另一端為視為可自由活動(dòng)端。根據(jù)歐拉公式：則鋼管的抗壓穩(wěn)定性滿足要求。式中為臨界力；為彈性模量；為橫截面對(duì)某一形心主慣性軸的慣性矩；為鋼管的長(zhǎng)度系數(shù)，與桿端的約束情況有關(guān)；為鋼管的長(zhǎng)度；為鋼管所受垂直壓力。3.1.3、縱橫梁計(jì)算縱橫梁是支架系統(tǒng)中最重要的抗彎構(gòu)件，橫梁采用型鋼，其通過卸落塊與鋼管頂部間接的焊接在一起，其上的縱梁將荷載以點(diǎn)荷載的形式傳遞到橫梁上；縱梁采用型鋼與木方組合，焊接或搭接在橫梁上，其上的模板將荷載以線荷載的形式傳遞到橫梁上。由于在計(jì)算中簡(jiǎn)支體系較超靜定體系更為安全、簡(jiǎn)單，故可將縱橫梁視為簡(jiǎn)支在兩點(diǎn)之間的簡(jiǎn)支梁?？v橫梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算也決定了鋼管樁的布置位置。3.1.4、混凝土基礎(chǔ)計(jì)算混凝土基礎(chǔ)將鋼管樁傳遞下來的的壓力均勻分布在天然地基上，有效減少了支架系統(tǒng)的沉降。鋼管樁通過加勁板以及預(yù)埋件將壓力勻布在混凝土基礎(chǔ)上，則混凝土基礎(chǔ)受到面荷載作用。由于受力均勻?qū)ΨQ，混凝土基礎(chǔ)考慮正方形截面，體積為。3.1.4.1、混凝土基礎(chǔ)受壓計(jì)算鋼管將壓力通過預(yù)埋件間接傳遞給基礎(chǔ)，及混凝土基礎(chǔ)受到的壓應(yīng)力為，式中為鋼管壓力；為混凝土基礎(chǔ)表面積。如壓應(yīng)力小于混凝土基礎(chǔ)的容許壓應(yīng)力則滿足受壓要求。3.1.4.2、混凝土基礎(chǔ)抗彎計(jì)算根據(jù)《公路與橋梁施工計(jì)算手冊(cè)》中彈性地基梁的定義，可將混凝土基礎(chǔ)視為彈性地基梁進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)彈性地基梁公式：式中為混凝土基礎(chǔ)所受最大彎矩；為混凝土承受線荷載，將鋼管傳遞的面荷載轉(zhuǎn)換為線荷載；為系數(shù)，查表可知；為混凝土基礎(chǔ)寬度；為，為鋼管直徑；為地基彈性抗力系數(shù)，礫沙、卵石地基取；為混凝土基礎(chǔ)抗彎剛度?；炷粱A(chǔ)如能抵抗最大彎矩則滿足抗彎要求。3.1.5、牛腿設(shè)計(jì)牛腿預(yù)埋在墩身上，為橫梁在墩身位置提供支撐平臺(tái)。牛腿分為兩個(gè)部分：一部分是由與墩身平行鋼板及水平槽鋼組成的預(yù)埋部分，鋼板承載了部分壓力，槽鋼承載了全部拉力；另一部分是由三塊鋼板組成的支撐平臺(tái)將橫梁傳遞下來的壓力轉(zhuǎn)化為彎矩和壓力作用在預(yù)埋部分，再傳遞到墩身混凝土上。需進(jìn)行下列計(jì)算：（1）預(yù)埋件計(jì)算；（2）牛腿板計(jì)算；（3）焊縫驗(yàn)算。3.1.6、模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)xx地區(qū)木材相對(duì)豐富，模板系統(tǒng)采用木模，由面板、大肋、小肋、拉桿和支撐組成。由于是箱形梁，且有中橫梁，在模板計(jì)算中，又可分為內(nèi)模計(jì)算、中橫梁模板計(jì)算、外模計(jì)算、底模計(jì)算。模板受力計(jì)算時(shí)，應(yīng)該考慮以下荷載：（1）混凝土壓力，其中包括了垂直壓力及側(cè)壓力，由于xx橋箱梁為斜腹板，其側(cè)壓力較相同梁高的直腹板大；（2）模板荷載；（3）設(shè)備及人工荷載；（4）混凝土振搗荷載。3.1.7、支架設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)3.1.7.1、0號(hào)塊內(nèi)模、外模支架及拉桿0號(hào)塊采用一次澆筑完成，由于是斜腹板，內(nèi)模及外模板受力為砼垂直荷載及水平荷載組合；支架在完成澆筑砼以后處于最不利狀態(tài)，外側(cè)支架由于偏心荷載需校核其穩(wěn)定性，內(nèi)側(cè)支架由于受力較大，需校核其承載力；拉桿設(shè)計(jì)根據(jù)模板大肋受力控制。3.1.7.2、鋼管樁底部與承臺(tái)錨固鋼管樁底座預(yù)埋件在承臺(tái)及砼基礎(chǔ)內(nèi)，用于支撐鋼管的底腳錨固，預(yù)埋件與鋼管用數(shù)個(gè)小三角鋼板加強(qiáng)其受力傳遞，錨筋采用φ25螺紋鋼筋。3.1.7.3、臨時(shí)錨固為了保證箱梁在合龍前不發(fā)生整體傾覆，且保證支座在合龍前不受力，在施工過程中必須對(duì)箱梁結(jié)構(gòu)采取有效固結(jié)設(shè)計(jì)，保證橋梁結(jié)構(gòu)安全。墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)采用在墩頂制作臨時(shí)砼支座抗壓，預(yù)埋精軋螺紋鋼抗拉的方式進(jìn)行墩梁臨時(shí)固結(jié)，此方案可以充分發(fā)揮砼抗壓強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)、精軋螺紋鋼抗拉強(qiáng)的特點(diǎn)，且不受承臺(tái)尺寸、梁底尺寸的影響。3．2、0號(hào)塊施工為了盡量減少施工縫，因此0號(hào)塊箱量采用混凝土罐車運(yùn)輸、混凝土泵車泵送入模工藝一次性澆筑完成，施工照片見下圖：3.2.1、0號(hào)塊支架搭設(shè)及模板安裝0號(hào)塊支架架在0號(hào)塊施工過程中作現(xiàn)澆支架用，在箱梁懸澆施工過程中作臨時(shí)錨固體系。墩身施工完畢模板拆除后，安裝0號(hào)塊支架，由于采用一次性現(xiàn)澆施工，外模拉桿及支架的可靠性極其重要?？紤]到部分鋼管分布在承臺(tái)周圍的地基上，采用沙袋預(yù)壓方案檢查地基的承載能力是否滿足要求，并消除支架系統(tǒng)的非彈性變形。3.2.2、鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力安裝0號(hào)塊支架搭設(shè)及模板復(fù)測(cè)完成后，開始綁扎鋼筋。首先進(jìn)行橫隔墻、底板、腹板鋼筋綁扎，同時(shí)穿插安裝腹板及橫隔墻內(nèi)的豎向預(yù)應(yīng)力筋，待內(nèi)模、橫隔墻模板及頂模安裝完成后，立即進(jìn)行頂板鋼筋綁扎及縱橫向預(yù)應(yīng)力束安裝。鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力束安裝應(yīng)注意以下事項(xiàng)：鋼筋保護(hù)層墊塊采用方形的砼墊塊,保護(hù)層墊塊設(shè)在鋼筋交叉點(diǎn)處，必須確保箱梁凈保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求：箱梁內(nèi)側(cè)及頂板上層鋼筋不小于30mm，其余不小于40mm。預(yù)應(yīng)力束的下料長(zhǎng)度應(yīng)滿足張拉要求，預(yù)應(yīng)力束的切割采用砂輪機(jī)。預(yù)應(yīng)力管道安裝后需仔細(xì)檢查，波紋管與錨墊板接頭處用膠布纏裹嚴(yán)密，確保不漏漿。預(yù)應(yīng)力管道必須按要求設(shè)置定位筋，保證管道順直和位置準(zhǔn)確，混凝土振搗棒碰撞預(yù)應(yīng)力管道，以免產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象。3.2.3、預(yù)留孔埋置由于從1號(hào)節(jié)段開始就進(jìn)行掛籃懸澆，掛籃中吊帶需要穿過已澆梁段或錨固其上，固在已澆梁段上預(yù)埋預(yù)留孔，其位置根據(jù)掛籃的實(shí)際要求布置。3.2.4、澆筑0號(hào)塊箱梁混凝土0#塊混凝土采用混凝土泵車澆注,按規(guī)范要求將分層混凝土厚度控制在30cm左右，并要均勻布料，不得堆集?；炷撩繚沧⒁粚?，必須由專人負(fù)責(zé)檢查模板支架及拉桿，必須保證拉桿受力均勻；若發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)停止?jié)沧⒉⒓皶r(shí)處理。由于0號(hào)塊鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道較密，振動(dòng)棒不能碰振波紋管，同時(shí)還必須保證管道四周混凝土振搗密實(shí)。混凝土澆注完畢后，應(yīng)及時(shí)用通孔器檢查管道是否暢通，如遇有堵管應(yīng)及時(shí)將管道清理通暢。3.2.5、混凝土養(yǎng)護(hù)混凝土澆注完成初凝后在混凝土頂面灑水養(yǎng)生7天，要求在混凝土灑水養(yǎng)生期間，必須始終保持混凝土表面處于濕潤(rùn)狀態(tài)，若遇突然降溫，用棉被覆蓋混凝土以加強(qiáng)其保溫養(yǎng)護(hù)。3.2.6、0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力束（筋）張拉及壓漿0號(hào)塊箱梁為三向預(yù)應(yīng)力體系，縱向預(yù)應(yīng)力體系設(shè)有19—7φ5鋼絞線（腹板）及9—7φ5鋼絞線（頂、底板）。豎向預(yù)應(yīng)力筋為高強(qiáng)精扎螺紋粗鋼筋，鋼筋標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度；