高速公路改扩建工程特大桥主墩墩身专项施工方案(40页).doc
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编号:716164
2023-07-26
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1、xxx特大桥8、9号主墩墩身专项施工方案一、概况:1、工程概况:xxx高速公路改扩建工程xxx特大桥位于xxx两侧,地跨xxx县和x,桥梁上部结构为730m先简支后连续T梁+102m+190m+102m预应力砼连续刚构桥+530m先简支后连续T梁,全桥全长760.08m,下部结构形式为圆柱墩、门式墩、变截面空心薄壁墩,基础为桩基础。主桥上部构造为102190102m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁,箱梁根部梁高11.7m,跨中梁高4.2m;顶板在0号节段厚50cm并于1(1)号节段变化至28cm,其余梁段顶板厚均28cm;底板厚从跨中至根部由32cm变化为130cm,腹板从跨中至根部分五段采用902、cm、70cm、50cm三种厚度,箱梁高度和底板厚度按1.8次抛物线变化。箱梁顶板横向宽12.0m,箱底宽6.5m,翼缘悬臂长2.75m。箱梁0号节段长13m,每个悬浇“T”纵向对称划分为22个节段,梁段数及梁段长从根部至跨中分别为73.5m、94.0m、64.5m,节段悬浇总长87.5m。悬浇节段最大控制质量3000kN,边、中跨合拢段长均匀为2m,边跨现浇段长6.0m。箱梁根部设四道厚0.8m的横隔板,中跨跨中设一道厚0.4m的横隔板,边跨梁端设一道厚1.5m的横隔板。 主梁纵桥向按预应力混凝土设计,横桥向按部分预应力A类构件设计。主桥上部构造采用三向预应力,纵、横向、部分竖向预应力采用国3、家标准预应力混凝土用钢绞线(GB/T5224-2003)高强度低松弛钢绞线,其标准强度fpk=1860MPa,Ep=1.95105MPa,松弛率小于0.035,设计锚下张拉控制应力fcon=0.751860=1395MPa,塑料波纹管管道偏差系数为0.0015、摩阻系数为0.17;金属波纹管管道偏差系数为0.0015、摩阻系数为0.25。箱梁纵向钢束每股直径15.2mm,大吨位群锚体系;顶板横向钢束每股直径12.7mm,扁锚体系;为提高竖向预应力的有效性,箱梁竖向预应力在梁高大于7m的节段(0号至12号梁段)采用15-3G钢绞线,其余梁段采用精轧螺纹钢筋且辅以采用千斤顶进行二次张拉、扭力扳手进4、行锚固等措施。纵向、横向预应力束采用预埋塑料波纹管成孔,真空辅助压浆工艺,其余采用镀锌金属波纹管。xxx特大桥主要墩身施工结构物尺寸见下表所受墩位墩柱形式墩高(米)备注6号墩变截面空心墩372边100:1收坡7号墩变截面空心墩572边100:1收坡8号墩、9号墩变截面双肢-空心墩130每肢3边80:1收坡10号墩变截面空心墩702边100:1收坡11号墩变截面空心墩682边100:1收坡12号墩变截面空心墩652边100:1收坡13号墩变截面空心墩502边100:1收坡2、编制依据2.1、xxx特大桥施工图。2.2、本合同段实施性施工组织设计。2.3、集团成熟的、可借鉴的施工经验。2.4、相关5、规范、标准国家现行交通部颁公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)。中华人民共和国交通部标准公路桥涵施工规范(JTJ041-2000)。建筑结构荷载规范 (GB 50009-2001)钢结构设计规范 (GB 50017-2003)混凝土结构设计规范 (GB 50010-2002)混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204-2002)建筑施工计算手册 江正荣 编著 钢结构工程施工质量验收规范 (GB 50205-2001)二、施工计划1、进度计划:2013年12月1日至2014年5月30日2、主要机具设备计划每个主墩为一个单位配置的主要机具设备如下:序号设备名称单位数量1挖掘6、机台12自卸汽车辆23砼运输车辆84砼振动棒台105电焊机台206三一重工90输送泵台27模板套48温度监控仪器套49循环冷却水系统套110碘钨灯盏3011土工布80012彩条布60013水泵台614循环水池个215200KW发电机台1161500搅拌站套23、材料准备计划xxx特大桥8、9号主墩为变截面薄壁空心墩,C50混凝土,混凝土量13011.8立方,墩身中部位置设柱间系梁一道。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证墩身混凝土顺利施工。材料总需求量见下表所示:序号名称设计用量材料准备量备注1水泥5556t5600t2砂611465003碎石9049100007、4粉煤灰625t700t5高效减水剂74.1t80t4、劳动力组织4.1、配置的现场管理人员如下:序号管理人员岗位姓名备注1项目经理曹国俊2项目总工程师李华东3党委书记张在静4项目副经理洪家友5技术科长刘清华6安环环科长史永军7试验主任白金科8施工队长卫岚9技术主管杨志杰10技术员刘有冲11质检科长张小龙12试验员米俊星4.2、每个墩身为一个单位配置的现场施工人员如下:班长1人、技术人员1人、试验人员1人、电工2人、电焊工8人、模板工8人、钢筋班10人、起重工2人、混凝土运输车司机8人、模板巡守2人、泵车司机3人、混凝土工25人、测量监控人员4人、其他配合工人约7人。三、施工工艺:1、爬模装置8、系统xxx大桥单墩双支外模液压自爬模装置系统表序号名称样图规格单位数量备注1墩身外模H=6.15mm24261、面板21mm为进口板 2、竖肋采用H20木工字梁 3、模板中包括吊钩、木梁连接爪等标准件。 4、项梁、横梁模板现场自备。 5、脱模剂工地自备。2液压爬模 下架体液压自爬模榀20 此报价不包括平台横梁、跳板、护栏钢管、剪刀撑钢管、扣件、安全网及液压油等辅助材料。3液压爬模 上架体三层桁架榀24 此报价不包括平台横梁、跳板、护栏钢管、剪刀撑钢管、扣件、安全网及液压油等辅助材料。4D20埋件板D20件860用于预埋件、一次性5高强螺杆D20/300件860用于预埋件、一次性6爬锥M36/D9、20件125配卸具、用于爬架7受力螺栓M36x90件125用于爬架8安装螺栓M36/50件43用于爬锥安装9主背楞连接器套150用于模板与支架安装10锥形接头D20/M24件300用于钢筋不能对拉处 周转使用11对拉螺杆D20米900部分周转使用,预埋M24短钢筋现场自备12直芯带 14 L=900件25周转使用13芯带销件200周转使用14蝶形螺母D20件850周转使用15垫片120X120/D26件750周转使用16阳角斜拉座12-16铸造斜拉座件100周转使用17平台,梯子,护拦,扣件等.现场自备2、液压自爬模工作原理:导轨依靠附在爬架上的液压油缸进行提升,导轨提升到位后与上部爬架悬挂件10、连接,爬架与模板体系则通过顶升液压油缸沿着导轨进行爬升。液压自动爬模系统爬升的工作原理如下:(1)起始浇注段中,按照设计位置埋设锚锥,并保证其位置准确。(2)砼达到强度要求后拆模,以起始段中预埋的锚锥为支点拼装系统。(3)调整模板位置,保证定位精度,进行浇注工作并埋设锚锥。(4)拆模,操作动力装置控制器爬升轨道,使其上部与挂在预埋锚锥上的悬挂件固接,固定爬升轨道。(5)操作动力装置控制器爬升爬架,带动系统爬升至下一工作节段。3、施工操作人员培训:墩身施工方案:xxx特大桥主桥矩形薄壁空心墩施工采用液压自爬模进行施工。主墩墩身每肢每次浇筑6m,模板配置为4套。辅墩每次浇筑6米,模版配置2套。为满11、足墩身施工需要,每个主墩配80塔吊1台,垂直电梯1部,三一双电机90砼输送泵1台组织施工。钢筋等材料采用塔吊垂直运输,砼采用集中拌和,罐车运输到施工点,三一双电机90输送泵垂直泵送到灌注点,利用串筒入模浇筑砼。预计每段施工周期7天。(一)、液压自爬模施工1、第一次提升安装好埋件系统,开始浇筑混凝土。2、第二次及以后的提升第二次及以后的提升只须在第一次提升的基础上将吊平台装到三脚架的下部,搭设操作平台即可。步骤示意图说明第一次爬升第一次混凝土浇筑完后,拆除模板及支架;清理模板表面杂物;吊装爬架,按设计图纸将爬架挂在相应的埋件点上;通过可调斜撑调整模板的垂直度;通过后移拉杆装置将模板下沿与上次浇筑12、完的混凝土结构表面顶紧,确保不漏浆,不错台。3、提升模板及支架,安装吊平台,第三次浇筑混凝土。步骤示意图说明第二次和第二次以上提升在第一次爬升的爬架下安装吊平台以便拆除可周转的埋件,清除模板表面杂物按设计图纸把爬架吊装就位,拆除前一次可周转的预埋件,以备用。4、重复第三次浇筑提升流程(如图)图8.31 模板提升示意图5、预埋件工作流程(如图)6、应注意的问题a、同一单元块的两榀架体之间应用48钢管连接紧固,平台搭设安全可靠。b、埋件系统预埋的位置要求准确,在浇筑混凝土前必须由专人再次复核其位置,确保固定牢固。c、每次拆模后都须将面板上附着的杂物清理干净,并在浇混凝土前刷脱模剂。d、拆模后如模板13、须落地,则其面板不可直接放在地面上,而应在地面上先垫木方,再将模板放在木方上,以保证模板的周转次数。e、模板整个单元往上提升时,吊钩一定要吊于主背楞上部的吊具上,切记不得吊于模板的吊钩上。f、浇筑混凝土前,模板的下部应利用三脚架上的后移装置将模板调到紧紧地与已浇好的混凝土接触上,防止再次浇筑混凝土时漏浆及错台。g、模板支好后,各单元块间次背楞一定要用芯带及楔形销连好,保证各单元之间连成一个整体,同时保证各单元连好后成一条直线。h、浇筑混凝土前,对拉螺杆一定要按图纸位置拉接,以保证混凝土质量。i、要定期检查模板单元上各个螺丝的松紧情况,如发现有松动应及时拧紧。J、爬模爬升时,墩身混凝土强度按不低14、于20MPa进行控制。(二)、侧压力计算混凝土作用于模板的侧压力,根据测定,随混凝土的浇筑高度而增加,当浇筑高度达到某一临界时,侧压力就不再增加,此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践,可按下列二式计算,并取其最小值: 式中 F-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2) c-混凝土的重力密度(kN/m3)取25 kN/m3 t0-新浇混凝土的初凝时间(h),可按5.714小时。当缺乏实验资料时,可采用t=200/(T+15)计算;V-混凝土的浇灌速度(m/h);取2m/hH-混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m15、);取5.4m1-外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1; 2-混凝土塌落度影响系数,当塌落度小于30mm时,取0.85;5090mm时,取1;110150mm时,取1。1/2=50.3kN/m2 =25x6=150kN/ m2取二者中的较小值,F=50.3kN/ m2作为模板侧压力的标准值,并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4 kN/ m2,分别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值为:Q=50.3x1.2+4x1.4=65.96kN/ m2 有效压头高度:h=F/Rc=65.96/25=2.64m 作用于模板的总荷载为:q=65.96KN/ m2(三)、模板计算1、基本参16、数模板高度为6.33m,浇筑高度为6.0m,面板采用21mm维萨板;竖向背楞采用木工字梁截面尺寸为80x200,间距为280mm;水平背楞采用双12号槽钢背楞,最大间距为1050mm;拉杆系统为D20拉杆 ,材质为45#钢,拉杆水平间距为900mm,竖向间距为1050mm。其中:-木材抗弯强度设计值,取13 N/mm2,-木材抗剪强度设计值,取1.5 N/mm2E-弹性模量,木材取8.5x103 N/mm2,钢材取2.1x105 N/mm22、面板验算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据建筑施工手册,强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压17、力。 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在竖楞上的三跨连续梁计算。所以将面板视为支撑在木工字梁上的三跨连续梁计算,面板长度取板长2440mm,板宽度b=1000mm。面板计算简图3、抗弯强度验算作用在面板上的线荷载为: =65.96x1=65.96N/mm面板最大弯矩:=(65.96x300x300)/10=0.594x106Nmm面板的截面系数:=x1000x212=5.40x104mm3应力:=0.594x106/5.40x104=10.9N/mm2=13 N/mm2 故满足要求4、抗剪强度验算计算公式如下: 面板的最大剪力:V = 0.665.960.28 = 11.07K18、N;截面抗剪强度必须满足: (安全系数取1.5)其中, -面板截面的最大受剪应力(N/mm2); V-面板计算最大剪力(N):V = 10.4KN; b-构件的截面宽度(mm):b = 1000mm ; hn-面板厚度(mm):hn = 18.0mm ; fv-面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.5 N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值: T =311.07103/(2100018)=0.92N/mm2;面板截面抗剪强度设计值: fv=1.5N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.92N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 T=1.5N/mm2,满足要求!4.1挠度19、验算:根据建筑施工计算手册,挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,则线荷载为:q2=(F+R)1=(50.3+3.7)=54KN/m面板挠度由式=54x3004/(150x8.5x1000x48.6x104) =0.7mm=300/400=0.75mm 故满足要求面板截面惯性矩:I=bh3/12=1000X183/12=48.6X104mm44.2 木工字梁验算:木工字梁作为竖肋支承在横向背楞上,可作为支承在横向背楞上的连续梁计算,其跨距等于横向背楞的间距最大为L=1200mm。木梁计算简图木工字梁上的线荷载为: =65.96x0.3=19.788N/mmF-混凝土的侧压力-木工字梁20、之间的水平距离4.3 抗弯强度验算最大弯矩=0.1x19.788 x12002=2.84x106Nmm木工字梁截面系数:应力:=Mmax/W=2.84106/46.1104=6.16N/mm2 =13N/mm2 满足要求木工字梁截面惯性矩:4.4 抗剪强度验算计算公式如下: 木梁的最大剪力:V = 0.619.7881.2 = 14.25KN;截面抗剪强度必须满足: (安全系数取1)其中, -木梁截面的最大受剪应力(N/mm2); V-木梁计算最大剪力(N):V = 14.25KN; A-木梁截面面积(mm2):A = 9640mm2 ; fv木材抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.521、 N/mm2;最大受剪应力计算值: T =114.25103/(9640)=1.47N/mm2;最大受剪应力计算值 T=1.47N/mm2 小于 木梁截面抗剪强度设计值 T=1.5N/mm2,满足要求!4.5 挠度验算:根据建筑施工计算手册,挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,则线荷载为: q4=(F+R)0.3=(50.3+3.7) 0.3=16.2木梁挠度由式=16.2x12004/(150x8.5x103x46.1x106) =0.58mm=1200/400=3mm 故满足要求4.6 槽钢背楞验算:槽钢承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。槽钢作为主背楞支承22、在对拉螺杆上,可作为支承在拉杆上的连续梁计算,其跨距等于对拉螺栓的间距最大为L1=1200mm。槽钢背楞计算简图4.7 抗弯强度验算 木梁作用在槽钢上的集中荷载为:q5=65.960.31.2=23.75最大弯矩3x1200=4.99x106Nmm双12槽钢截面系数:W=57.7x2=115.4x103mm3应力:=4.99x106/115.4x103=43.24N/mm2 =215N/mm2 故满足要求双12槽钢截面惯性矩:I=346x104mm44.8 抗剪强度验算计算公式如下: 背楞的最大剪力:V = 0.6523.75 =15.44KN;截面抗剪强度必须满足: (安全系数取2)其中, 23、-木梁截面的最大受剪应力(N/mm2); V-木梁计算最大剪力(N):V = 15.44KN; A型钢截面面积(mm2):A = 33072mm2 ; fv钢材抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 125 N/mm2;最大受剪应力计算值: T =215.44103/3072=100.51N/mm2;最大受剪应力计算值 T=110.51N/mm2 小于钢材抗剪强度设计值 T=125N/mm2,满足要求!4.9 挠度验算:根据建筑施工计算手册,挠度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载的作用,则木梁作用在槽钢上的集中荷载为:Q6=(F+R)0.3=(50.3+3.7) 0.31.2=19.44背楞24、挠度由式=1.146x19.44x103x12003/(100x2.1x105x3.46x106) =0.55mm=1200/400=3mm 故满足要求4.10 面板、木梁、槽钢背楞的组合挠度为:w=0.7+0.58+0.55=1.83mm62332N 故满足要求。(四)爬模下架体组成:爬模下架体由预埋件、附墙装置、导轨、支架及液压动力装置组成。 (五)、计算参数:1、塔肢内外墙液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为:模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台(1)最大允许承载 3.0KN/m2 (爬升时为1.5KN/m2)模板安装工作平台(2)最大允许承载 0.75KN/m2 (爬升时可不考虑)模板后移及倾25、斜操作主平台(3)最大允许承载 1.5KN/m2爬升装置工作平台(4)最大允许承载 0.75KN/ m2 拆卸爬锥工作平台(5)最大允许承载 0.75KN/ m2 (爬升时可不考虑)2、除与结构连接的关键部件外,其它钢结构剪力设计值为:FV=125KN; 拉力设计值为:F=215KN;3、爬模的每件液压缸的推力为133KN (即13.3t)。4、自爬模爬升时,结构砼抗压强度不低于15MPa。(六)、荷载计算:1、施工荷载1.1、参数说明施工活载施加到各平台的施工荷载;平台长分配到单个机位的模板宽度;取决于方案布置,在此以3米为例计算平台宽平台板的长度;荷载分项系数荷载的放大系数;活载取1.4荷26、载设计值强度计算中使用,其值等于荷载标准值乘以荷载分项系数;1.2、计算表格 爬升时,施工荷载为32.76KN。 油缸顶升力判定2.1、模板自重模板的自重一般是65Kg/m2,假定分配到单个机位的模板最大可以是3.05.6m,则模板自重是12.34KN; 2.2、LG-100下架体总重:下架体自重由标准图计算而得,是个定值;1369.8-445.69(导轨)-129.26(附墙挂座)=794.85平台板自重平台板一般取50mm厚的木板,木材的密度取540/m3,这里取27/m2;平台梁单位重量可根据施工现场选取平台梁,自行计算它的单位重量,在此平台梁选取单槽钢20#。下架体自重合计为14.1627、KN; 2.3、LG-100上架体总重:(以三层桁架为例) 上架体自重由标准图计算而得,上架体是可变的,可根据实际情况自行进行计算; 这里以三层桁架为例,且假设单个机位对应1.5个上架体。上架体总重为15.02KN.2.4、平台横梁主平台横梁根据架体是整体式还是上下分离式由方案布置决定, LG-100一般采用上下分离式,在此横梁采用H20,50.5/m3.0m3=454.5,合计4.545KN。2.5、连接钢管自重根据方案布置而定,这里设定架体总体布置23根连接钢管,钢管采用348连接钢管的重量为4.14KN。除了要计算以上项目以外还需要考虑一些施工现场其它不可预见因素引起的荷载。2.6、架体28、总重爬升时架体总重为32.76+(12.34+14.16+15.02+4.545+4.14)1.2=93.006KN,取摩擦系数1.2,则93.0061.2=111.6072KN133KN(单个油缸的顶升力)3、爬升状态下架体承重限定下架体所承受的竖向荷载包括模板自重12.34KN,上架体自重15.02KN,以及上架体上所施加的施工荷载32.76KN,主平台横梁4.545KN,合计64.665KN。4、下架体承受水平荷载限定水平荷载在这里指的就是风荷载,假定最大工作风级数是10级,风速 其中 B-风级数风压 考虑到风荷载的不定性,在这里对其进行一定程度的放大,取1.4的放大系数,则风荷载最大设29、计值为0.74KN/m2,受风面的高度计算到最高处挑架的护栏顶部,则其值为7.93m(6.33+1.6=7.93)。 综上,假定最大的水平荷载为24.51KN.5、上架体受力分析以及传力计算上、下架体是通过平台梁来传递荷载的,平台梁与上、下架体有三个节点传力,以三层桁架仰爬来举例进行传力计算:5.1、各平台荷载5.2、模板自重 这里设定分配到单个上架体上的模板宽度为3.0米,高度为6.33米。模板宽(m)模板高(m)单位面积模板质量(kg/m2)模板自重(KN)荷载分项系数荷载设计值(KN)3.00 6.33 65.00 12.34 1.20 14.81 仰爬时,模板自重通过横向背楞以集中荷载30、形式作用于主背楞上。14.81/6=2.468KN5.3、风荷载计算根据上述可知,最大风荷载为0.74KN/m2,作用在模板表面,则沿背楞高度方向风荷载设计值如下表最大风载(KN/m2)模板宽(m)模板高(m)主背楞高(m)荷载分项系数风载设计值(KN/m)0.74 3.00 6.33 5.60 1.40 3.51 5.4、用SAP2000对上架体进行受力分析荷载施加说明:各个操作平台承受均布线荷载,大小分别为12.6KN、3.15KN、3.15KN 、6.53KN,方向为竖直向下;主背楞承受风荷载,由模板传来,以均布荷载的形式作用于主背楞上,大小为3.51KN/m,方向为水平向右;主背楞承受31、模板自重,模板自重以集中荷载的形式通过横向背楞作用于主背楞上,大小为2.468KN,方向为竖直向下;上架体自重以集中荷载的形式,通过与后移横梁的连接点传递,通过分析,上架体自重的重心向后倾斜,可得施加到1节点处的荷载是自重的0.25,2节点处为0.75倍的自重,大小分别为6.84KN、20.52KN; 荷载图 轴力图(KN) 剪力图(KN) 弯矩图(KNm)、各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表: 上述选择的是受力最不利的杆件,如果上述杆件符合要求,那么其它杆件一定满足要求。受拉杆件满足要求,只需要验算受压杆件的稳定性即可。、受压杆件稳定验算: 稳定验算中,受压杆件的长细比小于容许长细比,应力小于抗32、压设计值,满足要求。、支座反力:(节点编号按从左向右顺序)反力图(KN)节点9处,支座水平向反力为-16.06KN(向左);竖向反力为-70.82KN(向下);节点8处, 支座水平向反力为27.04KN(向右);竖向反力为111.16KN(向上);节点7处,支座水平向反力为-34.29N(向左);竖向反力为39.82KN(向上);各个节点的力会传递到下架体的承重三角架横梁上,如下是作用于承重三角架横梁上的力:节点9处,水平作用力力为16.06KN(向右);竖向力为70.82KN(向上);节点8处,水平作用力为-27.04KN(向左);竖向力为-111.16KN(向下);节点7处,水平作用力为333、4.29KN(向右);竖向力为-39.82KN(向下);这样下架体在最大风荷载作用下最大水平力为37.76+28.21-32.89=33.08KN(水平向右);竖向力为84.28-117.54-39.65=-72.91KN(竖直向下);弯矩为-11.26-5.31-0.97=-11.54KNm(顺时针).(七)、用SAP2000对结构进行受力分析:将最不利荷载施加于斜爬下架体上,用对承重三角架进行计算:(可根据施工实际荷载对模型进行修改计算)荷载施加说明:上架体作用与承重三角架横梁上的力是通过主平台梁传递的,大小及方向如上述;下架体自重是通过吊平台两立杆施加到连接部位的,将下架体自重平均加到相34、应作用点处,力的大小为8KN 荷载图 轴力图(KN) 剪力图(KN) 弯矩图(KN.m)1、各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表: 上述选择的是受力最不利的杆件,如果上述杆件符合要求,那么其它杆件一定满足要求。受拉杆件远满足要求,只需要验算受压杆件的稳定性即可。2、受压杆件稳定验算: 稳定验算中,受压杆件的长细比小于容许长细比,应力小于抗压设计值,满足要求。3、支座反力:反力图(KN)节点6处(承重插销处)水平反力大小为134.83KN;竖向反力大小为132.79KN节点7处(附墙撑处)反力大小为119.79KN,方向为西偏南18度。节其它工况,如风荷载水平向左,或是只作用风荷载(向左,向右),经计35、算分析,虽然有些杆件由受拉变为了受压,但是内力值相对较小,符合受力要求;且各杆件的内力值大小都较上述小,所以不作为不利组合考虑。架体进行俯爬时,整个架体重心集中于模板处,在风荷载作用下,架体会向上翘,这个力可以由附墙撑于导轨连接处来承受,而导轨有两个埋件于建筑物相连,因此不需要做架体的抗倾覆验算。另,承重三角架杆件2、6为主要的受力杆件,需要对其进行强度验算:杆件2:抗弯验算:,截面塑性发展系数抗剪验算:,折算应力:满足要求。杆件6:抗弯验算:,截面塑性发展系数抗剪验算:,折算应力:满足要求。 变形图 承重三角架横梁杆端位移分别为73.9mm和79mm,跨中位移为83.9mm,那么经分析杆件跨36、中的变形为:满足要求。4、受力螺栓受力计算承重插销处水平向受力为134.83KN,方向水平向右;竖向力大小为132.79KN,方向为竖直向下。那么相对于挂座而言,它是倾斜了0.6度,所以在挂座的受力图中,如下图所示: o+132.79cos0.6o=134.19KN;V=134.83cos0.6o-132.79 sin0.6o=133.44KN图中F1、F2分别是受力螺栓处和挂座底部与墙接触处的合力,对受力螺栓处取矩,则有方向和图中假设方向相反,水平向右,则说明此挂座有绕着挂座与墙接触处旋转的趋势。此时受力螺栓处的F1为:F1=F+F2=134.19+110.97=245.16KN最终对埋件(37、双埋件)的拔力N=245.16KN;剪力V=133.44KN;附墙撑处的支撑反力R=119.79KN。(八)、重要构件以及埋件的计算:1、主背楞斜撑计算:螺杆承受最大压力F=56.93KN,螺杆螺纹为T606,大径d=60mm,中径d2=57mm,小径d3=53mm,螺距为P=6mm,基本牙型高度H1=0.5P=3mm,旋合圈数n=H/P=8.3,螺杆和螺母材料均为Q235 1. 1、螺纹抗剪验算当螺杆和螺母材料相同时,只校核螺杆螺纹强度。由于螺纹为梯形螺纹,则其牙根宽度b=0.65P=3.9mm,基本牙型高度H1=0.5P=3mm,螺纹小径=53mm则其剪切强度:N/mm2=46.8N/mm38、2(由于螺纹牙材质为Q235,其许用剪应力,取46.8N/mm2),满足要求。1. 2、螺杆强度验算N/mm2=85N/mm2(螺纹牙许用弯曲应力,取85N/mm2),满足要求。1. 3、螺杆的稳定性验算由于螺杆会受到压力,故需进行稳定性计算。螺杆最大工作长度=500mm,按照一端固定一端铰支可得长度系数=0.7,螺杆危险截面的惯性半径=13.25mm,故(Q235的=61),不作压杆稳定性验算。2、主横梁埋件支座端头板承压验算如下:主横梁端头板与埋件支座的有效承压面积A=2042=840mm2,承压力V=87.2KN,则其承压应力 325N/mm2(Q235钢承压强度设计值)满足要求。3、三39、角架尾撑抗压验算如下:尾撑截面积,尾撑处的支撑力R=119.79KN,则 200 KN, 故满足要求。4. 2、混凝土局部承压验算:根据混凝土结构设计规范局部受压承载力计算:式中 FL 局部受压面上的作用的局部荷载或局部压力设计值;(KN)fc 混凝土轴心抗压强度设计值;(14.3N/mm2)C混凝土强度影响系数;(查值为0.94)l混凝土局部受压时的强度提高系数;(2)Al 混凝土局部受压面积;(mm2)Aln混凝土局部受压净面积;Ab局部受压计算底面积;(mm2)4. 2.1、埋件板处混凝土局部受压净面积 满足要求。4. 2.2、爬锥处爬锥(L=150mm)受到受力螺栓传来的剪切力V:由几40、何条件有 竖向受力平衡 对剪力作用点处取矩 由相似三角形可得 计算可得:,,14.3KN(C30砼抗压设计值),满足要求。4. 3、受力螺栓的抗剪力和抗拉力验算:单个机位为双埋件,根据上述计算结果可以假设单个受力螺栓的设计剪力为:FV=100KN; 设计拉力为:F=200KN;受力螺栓为M36,10.9级,抗压、抗拉、抗弯强度查表可知:抗拉屈服强度f=600N/mm2,抗剪强度为:fV=420 N/mm2.有效面积为:Ae=1017.36mm2 4. 3.1、受力螺栓抗剪: , A=1017.262=2.03103mm2=V/A=100103/(2.03103)=49.26N/mm2fv=4241、0N/ mm2满足要求。4. 3.2、受力螺栓抗拉: =F/A=200103/1017.36=196 N/mm2f=420N/ mm2满足要求。4. 3.3、折算应力:满足要求.4. 4、高强螺杆验算:对埋件中外露与砼直接接触的高强螺杆(D20,L=350mm)按照带肋的普通钢筋进行考虑。高强螺杆(45#)的设计强度取其屈服强度355 N/mm2,设混凝土对锚固长度为la的高强螺杆的握裹力为f,f应与高强螺杆的锚固长度成正比,则会有一个临界状态,使高强螺杆的设计强度充分发挥。4. 4.1、高强螺杆抗拉:根据混凝土规范的普通钢筋锚固计算公式:la=1.1dfy/ft式中la受拉钢筋的锚固长度1.42、1锚固长度修正系数钢筋的外形系数(这里按照带肋钢筋,取0.14)d钢筋的公称直径(这里为D20螺杆,取20mm)fy钢筋的抗拉强度设计值(这里取355N/mm2)ft砼轴心抗拉强度设计值(这里为C30,取14.3N/mm2)通过计算得到la70mm,而实际锚固长度为175mm,故高强螺杆拉应力未达到其抗拉设计值,满足要求。4. 4.2、高强螺杆螺纹的承压:高强螺杆(D20)螺纹承压长度按照60mm计算,其有效承压面积At=906mm2,按照上面高强螺杆抗拉计算看出,其拉应力未达到335 N/mm2的设计强度,这里姑且按照设计强度进行计算,即高强螺杆的承压力约为:F=335202/459.92K43、N则承压应力=F/At=66.14N/mm2335N/mm2(45#钢屈服强度),满足要求。(九)、结论:综合上述做出如下规定:1、下架体承载:爬升状态施加到下架体上的竖向荷载(分配到单位机位的模板自重、上架体重、上架体的施工荷载以及考虑现场需要的其它荷载)最大为65KN;2、下架体承受水平力限定: 架体在非爬升状态,可以施加的水平荷载最大为28KN(风速小于29m/s);3、油缸极限顶升力: 对于LG-100,油缸的工作限定如下图所示: 由上述关系图可以知道,当油缸的顶升力达到133KN时是符合要求的。四、墩身内横隔板及主墩系梁施工1、墩身内横隔板施工墩身横隔板施工采用滞后施工,在浇筑墩身混44、凝土时,在墩身内预埋20cm钢板预埋件,钢板嵌入混凝土内2cm,待墩身混凝土浇筑完成并拆除模板后,在预埋钢板上焊接I25工字钢牛腿,在牛腿上布置I22工字钢横梁,并用M20螺栓连接,I22工字钢横梁连接完成后,在其横梁上布置10*10cm方木分配梁,再在方木上布置10*10cm方木,上铺竹胶板作为底模,方木分配梁下设3cm的木楔调平层,微调模板顶面高程和满足脱模要求。2、主墩系梁施工xxx特大桥主墩系梁考虑到液压自爬模施工干扰影响,系梁待墩身施工通过系梁位置后,通过在墩身砼中预埋托架钢板焊接而成作为系梁施工作业钢平台,再进行系梁施工。xxx特大桥主墩系梁于墩身位置纵桥向每肢每侧设3片20I字钢45、牛腿作为操作平台,于横桥向双肢内侧每侧设置3片20I字钢牛腿作为底模支撑体系,牛腿上按30cm间距布设14I字钢,系梁底模、内模、外膜均采用2cm竹胶板,内外模设置对穿拉杆加固。系梁钢筋在钢筋加工场统一制作完毕检查合格后用汽车运至桥墩位,利用塔吊将钢筋笼起吊到施工平台上进行钢筋绑扎安装。钢筋主要采用直螺纹套筒连接,需要焊接时要求焊缝必须饱满,搭接长度满足相关要求,焊渣清除干净,不得有虚焊、漏焊、烧筋等不合格焊缝存在。安装完毕后在模型与钢筋笼骨架间垫上足够数量的混凝土垫块确保混凝土保护层厚度。在监理工程师检查钢筋、模型等合格后准备浇筑混凝土。砼由集中拌合站供应,混凝土运输车运输,采用地泵泵送混凝46、土。每层混凝土灌注厚度不超过30cm,用插入式捣固器振捣,直到砼停止下沉、不冒气泡、泛浆和表面平坦为止。每处振捣完毕后慢慢提出振动棒,避免碰撞模型、钢筋和其它预埋铁件。每层砼振捣时要插至前一层混凝土510cm,以确保新浇砼与先浇砼结合良好。边浇筑混凝土边拆除串筒,但必须保证拆除串筒后距离已浇筑混凝土的顶面高度不得大于2m。砼浇筑完毕后采用土工布覆盖砼表面洒水养护,保证混凝土表面随时处于湿润状态。养护时间不得少于7天。 为加强纵桥向空心墩双肢之刚度,增加稳定性,每个主墩墩身设一道横系梁,另在单肢空心墩内部设置两道横隔板,以加强墩身刚度。 在每片系梁中设置22束横向单端张拉的钢绞线,钢绞线采用公称47、直径为s15.2mm的高强度低松弛钢绞线,钢束规格为15-19,波纹管采用塑料波纹管,配套采用15-19锚具(张拉端)、15-19H型锚具(固定端)及锚下螺旋筋。 钢束定位钢筋每80cm设一道,当普通钢筋与预应力管道有干扰时,可适当移动普通钢筋,墩身通长钢筋和箍筋在钢束锚固槽口与钢束有干扰处留出一段长度后断开,待钢束张拉完成后,用相同直径钢筋焊接封锚。 墩身预应力必须在墩身系梁混凝土强度达到80%之后,方可进行张拉预应力钢束,采用单端交错张拉,上、下均衡,左右对称;管道压浆采用真空辅助压浆工艺。五、墩身劲性骨架施工1、墩身劲性骨架作用(1)安全方面在高墩施工中,安全施工非常重要。由于没有刚度较48、大的骨架可以整体固定钢筋,如果现场风力较大时,很容易发生钢筋骨架整体歪倒等安全事故,对工人的生命安全造成很大的威胁,这类事故在同类型施工中常有发生。增设劲性骨架后,由于劲性骨架刚度较大,可以起到钢筋骨架的作用。钢筋在劲性骨架上固定,可以预防钢筋骨架整体歪倒垮塌事故的发生。工人操作时可以利用劲性骨架固定安全带,对操作工人起到安全保护作用。(2)质量控制方面墩身施工中每次钢筋预埋、安装时,钢筋高度较高,钢筋定尺长度为9米,下节混凝土内还有3米左右的预留钢筋,单根钢筋的竖向高度从混凝土面计算约为12米左右,单根钢筋的柔性非常大,在高墩施工钢筋安装时,由于风力较大,钢筋会随风来回摆动,给钢筋定位带来很49、多困难,从而导致在安装过程中钢筋位置不准确,钢筋的保护层较难控制。在模板安装后浇注混凝土时,由于没有横向固定,容易造成模板整体偏位,从而造成墩身整体偏位。增设劲性骨架后,劲性骨架在工厂分节加工,整节吊装就位,精确定位后进行焊接固定。在钢筋安装过程中,可以利用劲性骨架对钢筋骨架进行纠偏并固定,这样就能够保证钢筋安装时位置准确,保护层能够得到保证。另外,安装模板时,可以利用劲性骨架对模板位置进行精确调整和固定,对墩身的整体偏位控制能起到作用。2、劲性骨架施做要求:劲性骨架每9米一高度段在后台成片加工,骨架平直、焊接牢固,骨架加工误差控制在5mm以内。劲性骨架节点通过电焊连接,杆件与节点板的连接焊接50、采用三面围焊,焊接严格按照有关焊接规范要求执行。六、主墩间临时支撑施工依据设计要求:主墩施工时,主墩顺桥向双壁间需设置临时撑,临时撑在高度方向每20m左右设置一道,临时撑位置宜布置在有内横隔的位置,临时撑可采用两根800mm的钢管。该临时支撑施工采用墩身预埋由【12和20mm厚钢板焊接而成的预埋件,待液压自爬模系统施工过临时支撑位置后,于自爬模系统搭设操作平台,塔吊配合焊接800mm钢管,从而形成临时支撑系统,后续临时支撑一次类推组织施工。七、施工组织1、施工准备墩柱施工前要凿除墩身(地梁)表面浮浆,原则上骨料要外露砼面三分之一,检查墩身顶是否水平,若不平要施工调平带,确保墩柱模板底面保持水平51、,这样才能控制住墩身竖直度。2、钢筋工程控制要点2. 1、外观要求2. 1.1、钢筋的级别、直径、根数和间距均应符合设计要求,绑扎钢筋网和钢筋骨架不得变形、松脱。2. 1.2、钢筋表面应无浮皮及铁锈。2. 2、实测项目钢筋加工检查项目见下表钢筋加工检查项目项次检查项目规定值或允许偏差(mm)检查方法1受力钢筋顺长度方向加工后的全长10按受力钢筋总数30%抽查2弯起钢筋各部分尺寸20抽查30%3箍筋 、螺旋筋各部分尺寸5每构件检查510个间距2.3、钢筋加工与安装安全措施、进入施工现场,必须正确使用个人劳动防护用具。2. 3.2、操作人员必须身体健康,并经过专业培训考试合格,在取得有关部门颁发的52、操作证或特殊工种操作证后,方可独立操作。2. 3.3、钢筋断料、配料、弯料等工作应在地面进行,不准在高空操作。2. 3.4、搬运钢筋要注意附近有无障碍物、架空电线和其他临时电气设备,防止钢筋在回转时碰撞电线或发生触电事故。2. 3.5、起吊钢筋骨架下方禁止站人,必须待骨架降到距地面1米以下才准靠近,就位支撑好方可摘钩。2. 3.6、起吊钢筋骨架时,不准一点起吊。2. 3.7、切割机使用前,须检查机械运转是否正常,有否漏电;电源线须进漏电开关,切割机后方禁止堆放易燃物品。2. 3.8、高空作业时,不得将钢筋集中堆在模板和脚手板上,也不要把工具、钢箍、短钢筋随意放在脚手板上,以免落下伤人。2. 353、.9、剩余钢筋短料应及时清理,成品堆放要整齐,工作台要稳,钢筋工作棚照明灯必须加网罩。3、砼浇筑前检查要点3.1、首先检查模板质量控制要点中的内容。3.2、其次钢筋及种预埋件的安装情况,检查其位置是否符合设计,保护层是否满足要求。3.3、再次检查模内几何尺寸:长、宽、高。3.4、检查模板脱模剂涂抹情况,气温较高或涂抹后等待时间过长时,要用干净的抹布进行补涂脱模剂。3.5、检查柱头凿毛、及洁净程度,不符合要求要重新处理。3.6、检查施工准备情况4、砼拌和控制要点4.1、试验室值班人员根据当天原材料的含水量出据施工配合比单,并设定砼拌和机各材料每盘用量,同时做好砼标识。4.2、砼拌和时,测定首盘砼54、的坍落度,直至将坍落度调整到规定值范围内,砼中间拌和过程中每隔3到4盘重新测一次,保证砼拌制均匀一致。4.3、砼运输到施工现场后,再次对砼的坍落度进行检查,保证砼拌和的质量。4.4、砼拌和时间不得小于150秒。5、砼浇筑控制要点5.1、注意砼浇筑时的外界温度,避免在温度较高的中午施工。5.2、严格控制砼浇筑时的分层厚度、分段长度和振捣时间。5.3、每个砼振捣工要求相对固定,每次砼浇筑前项目部现场管理人员要对其核查,便于认定质量责任。5.4、砼浇筑完成后,技术干部要亲自检查顶板收面情况,顶面二次收面不可少防止墩顶砼开裂。5.5、墩身砼浇筑每次浇筑6米,浇筑时采用导管或串筒,防止混凝土离析。6、拆55、模控制要点6.1、根据气温情况,一般在砼浇筑完成24小时后,强度不低于5MPa(气温较低时适当延长)开始拆除模板。6.2、拆除模板属于高空作业,危险性比较大,事先对施工队管理人员、工人、塔吊司机进行安全教育,排除安全隐患。6.3、拆模时注意保护好盖梁的边角。7、养护控制要点砼初凝后,顶板用土工布覆盖洒水养生。侧模拆除后顶面、侧面全部包裹塑料薄膜养护,各队伍必须派专人负责养护。8、墩身线形控制高墩线形控制是高墩施工的重中之重,线形的好坏直接影响高墩的受力和线形的平顺度,所以必须严格控制。线形控制主要通过测量来进行,施工测量控制的内容包括中心定位测量、高程测量、垂直度测量。8.1、定位测量采用三维56、坐标控制法。每个墩台施工前,先由测量班用全站仪进行精确定位,在每次混凝土浇筑后、模板爬升前,在混凝土面上进行复测定位。8.2、高程测量采用自动安平水准仪法,每吊升一次检验一次高程,其高程误差应符合规范要求,特别是墩顶最后一次必须控制好。8.3、墩身收坡控制采用全站仪进行。测量时用全站仪对矩形空心墩的4个角进行定位,再定出矩形空心墩的4条边的位置。对于高墩主要是坡度控制。采用八点的方法进行控制,防止墩身发生扭曲。六点放样,当桥墩发生扭曲时,根本检测不出来。当采用八个点来控制时,因为矩形墩有4条边,每条边上放二个点,两点确定一条直线,所以桥墩四条边线得以确定。因考虑主墩是三边80:1收坡,测量精确57、度非常重要,为此项目部特委派经验丰富的测量人员进行测量控制,同时严格抓换手复核制度,每一次砼浇筑完成,及时进行测量放样。同时需在液压自爬模系统上每边按80:1坡度加设2根控制杆,以方便作业人员进行粗调,粗调到位后,测量人员按墩身施工高度反算相应到测设线距离进行精确测量放样进行控制。八、质量、安全及环保措施1、质量措施1.1、建立质量管理组织机构成立质量管理领导小组,以项目经理为组长,总工程师和项目副经理为副组长的质量管理领导小组,明确各级管理职责,管生产必须管质量,建立严格的质量奖罚制度,对质量事故要严肃处理,坚持“三不放过”:事故原因不明不放过,不分清责任不放过,没有改进措施不放过。加强质量58、教育,强化质量意识,严格操作规程;分项工程开工前向监理工程师报送施工方案报告,经监理工程师审核批准后方能铺开施工。质量管理组织机构见下图。组长:项目经理副组长:总工程师施工作业队质检员副组长:副经理技术科试验室物资设备部预算合同科测量队财务科办公室安全环科1.2、建立质量自检体系、强化以第一管理者为首的质量自检、自控体系,完善内部检查制度,实行施工技术部门管理、质量检查部门监控的管理、监督分离体制,立足自检、自控,责任落实到人,严格考核奖罚。、自检体系由项目部、施工队、施工班组三级组成,项目部为自检核心。项目部质量监察部为实施单位,中心试验室配合,施工队设专职质检员,现场设工地试验室,选派合格59、的质检工程师,配齐质量管理人员,实行质量一票否决制。、在施工过程中我们将坚持自下而上按照“跟踪检查”、“复检”、“抽检”三个检测等级分别实施检测任务,配置人员做到责权利相符。在严格内部“自检、互检、交接检”的“三检”制度的基础上,认真接受建设单位和监理单位的质量监督,接受社会质量监督部门的监督,并自始至终密切配合,严格服从。其具体检查程序为:班组自检、互检、交接检队质检员检查分管技术干部检查项目部专职质检工程师检查监理工程师检查。2、安全措施2.1、建立安全保证体系建立健全安全组织机构及保证体系,成立以项目经理为首的安全领导小组,各施工队成立以队长为首的安全生产小组,设专职安全员,健全岗位责任60、制,从组织上、制度上、防范措施上保证安全生产,做到规范施工,安全操作。2.2、建立安全保证措施、制定相关安全作业规章制度,并贯穿于施工过程中,做到各项工作有章可循。、深化安全教育,加强岗前培训,贯彻“安全第一,预防为主”的方针。安全员持证上岗。、推行安全标准化工地建设,抓好现场管理,搞好文明施工。、认真实施标准化作业,严格按安全操作规程进行施工。3、施工控制措施3.1、设立专职安全员,并建立值班制度,施工现场24小时进行安全值班,及时纠正和消除施工中出现的不安全苗头。3.2、各类机动车驾驶员持证上岗,严格按照安全规则与安全操作规程进行,杜绝违章操作。3.3、现场设专人指挥、调度,确定合适的机械61、车辆走行路线,并设立标志,防止互相干扰碰撞。3.4、吊装作业严格按安全规则进行施工,作业范围附近严禁人员机械进入、停留,设立明显的作业和禁入标志。4、安全交底制度和程序4.1、在工程开工前,有关技术人员要将工程概况、施工方法和安全措施,向所有参加施工的人员进行安全技术交底。单项工程还要重复进行单项交底,并办理有关签字手续。4.2、安全交底中,责任落实到具体的班组和个人,并实行巡视检查,各种安全设施的实施必须强制执行。4.3、加强安全技术措施实施情况的检查,有关人员还要经常深入现场检查安全措施落实情况,不足补充,偏差进行纠正。4.4、除了进行检查外,还要把安全技术措施的落实同经济挂钩,进行考核和62、奖惩。5、环境保护措施施工环保、水土保持措施严格执行并落实“三同时”、“两不”原则,即环境保护、水土保持与工程建设同时设计、同时施工、同时交付使用,不留后患、不留尾巴。切实抓好施工期间的环境保护、水土保持工作。5.1、环保水保目标符合国家、交通部及地方政府有关环保、水保的标准,在施工过程中严格按照国家有关部委批复的环保、水保方案实施,采取合理措施,确保工程所处的环境不受污染和通过国家验收。5.2、施工环保、水土保持保证体系 建立专职的环境保护管理组织机构项目经理部成立以项目经理为组长的环境保护领导小组,做好施工期间的环保工作,环保协调部为日常的管理机构。建立健全环境保护管理体系,强化环保管理建立健全环境保护体系,制定全面而系统的环境与生态保护的管理办法和措施,符合国家及地方政府有关环保、水保的标准,坚持施工过程中对环保工作的持续监督检查。严格执行有关环保的法律、法规,以及施工合同关于环境保护的相关条款。严格执行国家、交通部及当地各级政府有关部门关于生态保护、环境保护的法律、法规、政策和法令,严格执行合同规定的相关条款。青年人首先要树雄心,立大志,其次就要决心作一个有用的人才