现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案

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现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案

三、支架堆载预压方案 3

(一)、支架预压目的及验收条件 3

(二)、支架预压监测、计算内容 4

(三)、支架预压位置、材料、面积、重量的确定 4

碧桂园轻钢龙骨吊顶工程施工工艺指引.pdf(四)、加载布点、顺序、方向及测量要求 5

(六)、预压注意事项 7

四、支架堆载预压计算及预拱度设置 7

(一)、满堂碗扣式支架: 7

(二)、支架变形量值F的计算 8

(三)、梁体预设拱度计算 9

(四)、预拱度的设置 9

五、安全、文明施工 9

现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案

1、广州番禺区黄榄快速干线(西段)工程道路桥梁标招标文件及施工图纸。

2、市政工程颁布的现行技术规范、规程、标准及国家相关部委颁布的各项规定。

4、我单位在类似工程施工中所积累的经验和取得的成果。

本标段主线工程施工起点为K5+960,终点里程K7+571.525,全长1611.525m,其中主线桥梁共长604m,共有桥梁7座。其中大岗沥大桥、规划一路跨线桥、K5+989.5人行天桥的上部结构型式中部分跨段采取现浇连续箱梁,共六联(分左、右幅)。

1、大岗沥大桥LY2、LZ2联,即8#~9#墩跨,现浇梁长分别为20.8m和28.8m,砼方量491.6m3、391.6m3。梁段结构采用单箱四室斜腹板截面,梁高1.9m,箱梁底板宽16.396m,顶板宽18.74m。

2、大岗沥大桥LY4、LZ4联,即10#~13#墩跨,三跨一联,孔跨布置及梁长为(36.5+41.5+22.5)=100.5m和(22+40.5+38)=100.5m,砼方量1099.3m3、1268.3m3。梁段结构采用单箱双室斜腹板截面,梁高2.4m,箱梁底板宽9.54m,顶板宽16.24m。

3、规划一路跨线桥L2联,即2#~6#墩跨,四跨一联,孔跨布置及梁长为(30+2*34+30)=128m,砼方量759.4m3。梁体采用单箱单室斜腹板截面,梁高1.9m,箱梁底板宽3.94m,顶板宽8.74m。

4、K5+989.5人行天桥主桥横跨主线路面,上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱梁结构,两跨一联,跨径布置及梁长为2m+2*30.4m+2m=64.8m,砼方量162.8m3。箱梁截面单箱单室,梁高160cm,箱梁底宽板1.825m,顶板宽4m。

现浇箱梁砼等级均为C50,预应力筋采用直径Φ15.24的高强度低松弛钢绞线,抗拉标准强度Rby=1860Mpa,单根面积140mm2,弹性模量195000Mpa,纵向预应力锚具采用OVM锚具及其成套产品,纵向预应力管道采用塑料波纹管。

根据现场实际情况,六联现浇箱梁下原地基情况及处理措施如下:

①、大岗沥大桥L4联下为既有沥青路面,地基稳定,如未被破坏可在清扫后直接作为持力层进行利用。对破坏区域,如桥梁桩基接桩、系梁基坑采取回填石粉,冲击式打夯机分层夯实(每层厚度15cm左右)并用压路机碾压后,再在表面铺设10cm厚C20砼一层。

②、大岗沥大桥L2联下地基为软弱耕植土、桥梁承台、系梁开挖基坑等,均采用1.0米厚风化石(夹杂细土)进行回填,18t以上的振动压路机分层(厚度不大于35cm)进行震动碾压密实,压路机静压检验无明显轮迹、软弱、沉降、弹簧现象,同时采用轻型触探仪对地基承载力进行检测,必须满足支架设计地基承载力(180kpa)要求。再在顶面铺设10cm厚石粉垫层,同时碾压密实,既可强化回填层又可起到排水、滤水作用。然后浇注10cm厚C20砼进行基础硬化处理,作为持力层。为确保地基层及支架搭设好后不被雨水浸泡,以利于支架稳定,所有地基表面均按1%横坡进行标高调整,同时表面保持平整。

③、规划一路跨线桥L2联下为新老路面结合段,老路面可直接利用。新路面因为交通改道,按照四级公路要求进行修筑,且路基下经水泥搅拌桩处理,经数月的车辆行驶,沉降基本完成,承载力达到要求,亦可直接使用。

④、人行天桥主桥横跨主线路基,经水泥搅拌桩加固处理(已验收合格),并铺筑碎石垫层、土工格栅后,进行路基土方填筑,压实度达到93%。支架施工前,对其进行表面硬化处理,浇注10cm厚C20砼。

⑤、特殊处指大岗沥大桥L2、L4联跨河段,考虑施打水中钢管桩和于岸上浇筑砼地梁,然后架设贝雷片跨过水中,再在贝雷片顶铺设工字钢。通过受力验算,对钢管桩、贝雷片、工字钢的布置、型号均需满足支架要求。

堆载预压前提条件:支架预压应在支架初步验收合格后进行。不同类型的支架应根据支架高度、支架基础情况等选择具有代表性区域进行预压。支架架设完毕,底模铺设后,即进行支架堆载预压。支架预压范围不应小于现浇梁砼结构物的实际投影面。

(一)、支架预压目的及验收条件

预压目的:检验支架及地基的强度及稳定性,即支架的安全性;测出整个支架的塑性变形、地基的沉降变形、支架的弹性变形,用来指导后续现浇箱梁支架施工。

验收条件:在全部加载完成后的支架预压监测过程中,当满足下列条件之一时,应判定支架预压合格:

各监测点最初24h的沉降量平均值小于1mm;

各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm。

另分级加载时,在下一级加载前,需每隔6h对支架沉降量进行一次监测,当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时,即可进行下一级加载预压。

支架预压验收条件的确定,目的是确保支架现浇砼结构施工过程中不出现过大的拉应力而产生裂缝。支架上现浇砼梁施工过程中的拉应力大小,与支架的变形及结构自身特性相关。支架变形的影响主要是不均匀沉降的塑性部分;结构自身特性的影响,与结构的跨径、梁高等相关。同时结构对拉应力的适应能力(是否开裂),还与砼的强度等级、受拉区配筋率等相关。

支架预压后应编写支架预压报告,支架预压报告应包括下列内容:

(1)、工程项目名称;

(2)、支架分类以及支架代表性区域选择;

(3)、支架沉降监测;

(4)、支架预压的合格判定。

(二)、支架预压监测、计算内容

支架预压的监测、计算应包括下列内容:

1、加载之前各监测点初始标高;

2、每级加载完成后,立即对监测点进行观测并记录;然后每隔6h观测各监测点标高并计算沉降量;当在12h观测监测点标高时沉降量平均小于2mm后,即可进行下一级加载;

3、全部预压荷载加载完毕后,立即对监测点进行观测并记录;然后在12h、24h、36h、48h、72h监测一次并记录各监测点标高,并计算沉降量;当满足验收条件后,即可进行支架卸载。

4、卸载6h后,应监测各监测点标高,并计算支架各监测点的弹性变形量。

预压监测应计算沉降量、弹性变形量、非弹性变形量。其中,沉降量主要为预压验收提供依据,弹性变形量、非弹性变形量主要为后续现浇砼结构支架确定施工预拱度值提供依据。监测工作结束后,提交监测点布置图和沉降监测表(附后)。

(三)、支架预压位置、材料、面积、重量的确定

预压位置:本标段内的支架搭设均为碗扣件满堂支架,支架高度均相差不大。则主要根据各联跨下地基处理不同,选取具有代表性的区域进行预压。拟定如下:

①大岗沥大桥LY4联12#~13#墩跨(地基为既有沥青砼路面),共代表大岗沥大桥LY4联11~13#跨、LZ4联11#~13#跨;

②大岗沥大桥LY4联10#~11#墩跨(支架支承基础分两种:钢管桩+贝雷片+工字钢和经换填处理、并表面硬化的软基),共代表大岗沥大桥LZ2联8#~9#跨、LY2联8#~9#跨、LZ4联10#~11#跨、LY4联10#~11#跨的支架。

③人行天桥主桥右半幅(支架支承基础为经水泥搅拌桩加固处理,并填筑路基土,压实度达到93%);

④规划一路跨线桥L2联第2#~3#跨的支架

当对支架的代表性区域预压监测不满足验收条件时,应查明原因后,对同类支架全部进行处理,处理后的支架应重新选择代表性区域进行预压,直至满足验收条件。

预压荷载:根据设计图纸,预压荷载为梁体自重的115%。支架预压区域应划分成若干预压单元,每个预压单元内实际预压荷载强度的最大值不应超过该预压单元内预压荷载强度平均值的110%。每个预压单元内的预压荷载可采用均布形式。

预压材料:用吊车吊放编织袋装碎石或水箱对支架进行预压。

预压面积:根据规范要求,支架预压加载范围不应小于现浇砼结构物的实际投影面,偏安全考虑,拟选定试验区域集中在箱梁底板宽范围。

(四)、加载布点、顺序、方向及测量要求

加载布点:支架预压前,即要布置监测点。布置应符合以下规定:

1、沿砼结构纵向每隔1/4跨径布置一个监测断面;

2、在靠墩台处,在距墩台1.0m处需布置一个临测断面;

3、每个监测断面上的监测点不宜少于5个,并对称布置;

4、在支架基础变化处,应增设支架顶部、底部监测断面及监测点;

5、在底模上按上述原则布置监测点后,并且应在底模上监测点的投影面上于支架底部地面上应布置监测点(此监测点应尽量紧靠布置在支架底部加垫的方木旁)。对于跨水中段,支架底部的监测点布置于钢管桩与地梁顶部,并在贝雷梁跨中的顶部增设监测点。

1、各监测点上下应对应,平面纵、横向距离严格控制,各点位采用经纬仪测量放样布设;各监测点事先编号完毕;

2、对于支架顶部的监测点,直接于布置于底模顶面并用记号笔或油漆标识清楚,注意点位在堆载时不得覆盖,避免影响测量监测;

3、支架底部的监测点,对应顶部布置,尽量紧靠加垫于底部的方木旁并做好标记。

针对不同现浇箱梁的预压段,可增设监测点,但不可减少。具体布置示意图详见下页:

加载顺序:根据规范,加载分级进行且不应少于3级。拟定按总压载量的60%、80%、100%,共加载3次。加载宽度为各现浇箱梁底板宽,每次加载以堆码高度进行控制。因箱梁腹板处的受力更大,堆载前,将预压区域划分为若干个单元,并根据各单元的砼重施加荷载。

1、使用碎石袋时,计算总体加载高度(考虑碎石袋间存在空隙,以3%空隙率计算)如下:h=(箱梁每1米长度的砼方量×钢筋砼的容重÷碎石的容重÷加载宽度)×(1+0.03)。第一次加载高度h/3,第二次加载后砂袋总高度为2h/3,第三次加载模拟顶板砼浇筑完成后的荷载,加载后砂袋总高度h。

2、使用水箱时,根据工地上水箱的尺寸,加满水后的重量约1.0吨。先计算好每一级的加载重量,按平均原则可多摆放水箱,然后往内注水至加载重量。

加载方向:在纵向加载时,宜从砼结构跨中开始向支点处进行对称布载;当横向加载时,应从砼结构中心线向两侧进行对称布载。

每级加载完成后,应停止下一级加载,立即对监测点进行观测并记录;然后每隔6h观测各监测点标高并计算沉降量;当在12h观测监测点标高时沉降量平均小于2mm后,即可进行下一级加载。

测量要求:采用三等水准测量,沉降观测使用DS3级水准仪和配套塔尺进行,配备专业测量人员4人分两班作业。

支架预压采用分级加载的方式是为了防止支架在预压过程中发生失稳倒塌,并在每级加载后,要进行支架全面检查,及时发现问题,消除隐患。

对称加载是为了避免偏载对支架造成不利影响;不对称、不合理加载程序容易造成支架失稳事故,施工中应注意。

支架预压满足验收条件后(前已详述,此处不再介绍),即可卸载。卸载可一次进行,预压荷载应对称、均衡、同步进行。且6h后需对监测点进行最后一次监测,即回弹稳定后测得模架标高回弹值,综合测试结果,算出沉降值、弹性变形量以及非弹性变形量,为浇筑砼提供预拱值。卸载前后的差值可认为是地基及支架的弹性变形,在安装箱梁底模时设预拱度以消除之。

对于大岗沥大桥L2、L4联跨水中段,应重点布控,观测频率适当增加。

在加载过程中时刻注意各处支架、各处连接及变形情况。

测量时尽量避开阳光直射,减少温度测量误差。且因需连续监测,在预压段设置足够灯光,利于夜间测量。

预压过程中,当沉降值突然急剧增加时,应立即停止加载,待查明原因和消除隐患后,继续加载或重新搭设支架进行加载。预压完成移除水箱或砂袋,拆除模板,根据箱梁线型重新放样,调整立杆顶部高度。

在作业地点附近设置警示标志,悬挂红色灯,以提醒行人和作业人员,施工人员应站在安全半径外。

支架基础设置排水、隔水措施。另对于在预压时,应特别注意加载材料的防水,被雨水浸泡时,需充分晾干之后再使用,或在加载前重新核称重量。

要求操作人员严格遵守安全规范,按程序操作,预压荷载要堆放均匀、稳定。所有现场工作人员必须配带安全帽,现场预压人员和机具必须由专人统一指挥。安装足够的照明设备,保证夜间施工有良好的照明条件。

四、支架堆载预压计算及预拱度设置

支架堆载预压计算以大岗沥大桥LY4联12#~13#墩跨现浇箱梁为例计算:

(一)、满堂碗扣式支架:

①立杆:支架的受力杆均选用φ48mm×3㎜钢管,立杆间距:0.9m×0.6m(纵向×横向)。

②水平杆选用φ48mm×3㎜钢管,步距1.2m。

③斜撑选用φ48mm×3㎜钢管。采用钢扣件与立杆、水平杆扣死。

④方木选用10㎝×10㎝与10×15cm。底部设一层,顶部设两层。

详见现浇梁施工方案支架布置示意图。

箱梁自重:P1=(箱梁每1米长度的砼方量÷箱梁每1米底板面积)×钢筋砼容重=(13.6÷9.54)×26=1.43×26=37.1KN/m2(按实际结构计算)

其他应力不计,箱梁自重按1.15倍系数考虑进行计算:

应力P=P1×1.15=42.62KN/m2

合力∑N=∑P×长×宽=42.62×22.5×9.54=9149.4KN

(二)、支架变形量值F的计算

〈1〉、满堂碗扣式支架:

F=f1+f2+f3+f4

①f1为支架在荷载作用下的弹性变形量

受力面积内钢管数量=(9.54÷0.6)×(22.5÷0.9)=398根

每根钢管受力=合力∑N÷受力面积内钢管数量=9149.4÷398=23.0KN

由上计算每根钢管受力为23.0KN,φ48mm×3㎜钢管的截面积为424mm2。

于是б=23.0÷424×103=54.3N/mm2,

则f1=54.3×13÷(2.0×105)=3.53mm。

②f2为支架在荷载作用下的非弹性变形量

支架在荷载作用下的非弹性变形f2包括杆件接头的挤压压缩δ1和钢模板对方木压缩δ2两部分,分别取经验值为2mm、3mm,即f2=δ1+δ2=5mm。

③f3为支架基底受荷载后的非弹性沉降量,f3取经验值为10mm(施工时以实测为准)。

④f4为地基的弹性变形

地基的弹性变形f4按公式f4=σ/EP,式中σ为地基所受荷载,EP为处理后地基土的压缩模量。

本桥支架立杆间距按0.9m×0.6m布设,单根立杆底托处受力为23.0KN,地基承载力应为σ=23.0÷0.9÷0.6=42.6Kpa=0.0426Mpa。

EP=E0÷β=22.5÷0.83=27.11(查施工计算手册,新路面地基强度可达到400Kpa,施工时以实测为准)

于是,f4=σ/EP=0.0426÷27.11×1000=1.57mm。

支架计算变形量F=f1+f2+f3+f4=10.1mm。

(三)、梁体预设拱度计算

梁体预设拱度取支架地基弹性变形值,先按以上计算的理论数据设置,待预压后按现场实测值取用。

预压结束后,及时整理数据,并对预压段和整个代表现浇箱梁的底模标高进行调整,预留沉降高度。模板标高=设计标高-设计反拱度+地基、支架的弹性变形值。

由于箱梁截面较大,活载和恒载产生的挠度和预应力张拉产生的上拱度较小,且可以相互抵消,均不予以考虑。本工程中预拱度的设置只考虑由于支架产生的弹性变形。

根据对模板的预压所测出的弹性变形,为预拱度的最高值,应设置在梁的跨径中点,其他各点的预拱度,应以中间点为最高值,以梁的两端为零,按二次抛物线进行分配。具体施工时在1/2及1/4处关键点进行控制。

主梁预拱度沿跨度方向变化的曲线,按二次抛物线处理,取左支点(图中O点)为坐标原点,跨长为L,主梁跨中拱度为f拱,则曲线方程为:

(1)成立以项目经理为组长的安全管理、协调小组。

(2)严格执行项目经理部制订的相关管理制度。

(3)加强对工人的安全教育,提高职工的安全生产素质,并设专职安全员。

(4)预压施工前,应进行安全技术交底,并应落实所有安全技术措施和人身防护用具。

(5)在吊装预压材料时,应专人统一指挥,参与吊装的人员应有明确分工。因吊装时间会很长,在吊装作业前应检查起重设备的可靠性和安全性。在吊装时,应防止吊装物撞击支架。

(4)架子作业人员必须佩戴安全带并站稳把牢,在架子上传递,放置杆件时应注意失衡闪失;剪刀撑及其它整体性拉杆应随架子高度的上升及时安装,以确保整架稳定;搭设中应统一指挥,协调作业;确保支架结构的尺寸。应通过设在支架外的人员通道上下架子,杆件的垂直度和水平度,各节点构造和紧固程度符合施工规范要求;禁止使用材质,规格不符合要求的杆配件。

(5)施工应按经审批的方案进行,方案未经审批不得施工。

(6)明确支架施工现场安全负责人,负责施工全过程的安全管理工作。在支架搭设、拆除前向作业人员进行安全技术交底。未经审批部门同意,任何人不得修改变更。

(7)支架搭设、拆除和支架预压期间,无关人员不得进入模板下,安全员必须在现场维护。

(8)支架搭设人员必须持证上岗,恶劣天气时应停止模板支架的搭设与拆除。雨后上架作业应有防滑措施。

(9)整架拼装完成后,检查所有连接扣件是否扣紧,松动的应用手锤敲紧。

(10)需要多人配合的操作作业决不允许一人冒险作业时速350公里客运专线铁路无砟轨道简支箱梁技术交底报告(中国工程设计咨询集团有限公司2010年8月),多人配合作业时要互相呼应,协调工作。

(11)支架上人员应避免工具和材料的掉落,下面人员应避开危险区域,随时注意观察,发现有危险时及时避开。在支架上作业的人员要全神贯注,并注意适当的休息,避免疲劳作业。

(12)身体状况不适的施工人员,不得上架作业,有癫痫、心脏病史的人员,决不允许上架作业。

(13)支架上作业不要进行用力过猛的作业,谨防闪失。

(14)不得随意拆除紧固件某综合办公楼工程文明施工方案,必须拆除时要有确保安全的措施。

(15)施工期间随时对支架进行全面检查,发现异常情况及时通报,必要时采取果断措施,制止异常现象的发生。

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