13#墩盖梁支架预压方案及计算书
编制:
审核:
批准:
中铁五局路桥公司成贵项目二分部
目录
一、编制依据及原则 ............................................................................. 1 1.1 编制依据 ................................................................................... 1 1.2 编制原则 ................................................................................... 1 二、现浇梁施工工程概况 ...................................................................... 1 三、支架预压的实施及计划 .................................................................. 2 3.1 施工部署及任务划分 ................................................................ 2 3.2 资源配置 ................................................................................... 2 3.3 工期计划 ................................................................................... 3 四、支架预压方案 ................................................................................. 3 4.1 支架预压施工流程 .................................................................... 3 4.2试验对象及其目的 ..................................................................... 3 4.3方法概述 .................................................................................... 4 五、支架受力模拟及计算 ...................................................................... 6 六、预压数据采集 ................................................................................. 8 七、反力架模型各构件受力计算 .......................................................... 9 八、施工注意事项 ...................................................................... 13 九、质量保证措施 ............................................................................... 13 十、安全保证措施 ............................................................................... 14
新街车站桥13#墩盖梁柱梁式支架
预压方案及计算书
一、编制依据及原则
1.1 编制依据
1、本标段招投标文件及施工合同。
2、本管段内桥梁设计图纸、相关通用图及本管段施工组织设计。 3、我单位编制的《盖梁专项施工方案》、《盖梁贝雷支架计算书》。 3、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213-2005)。 4、《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB10110-2011) 5、铁路工程技术规范及国家行业标准、规则、规程。
6、我单位拥有的科技工法成果和现有的企业管理水平,劳力、设备技术能力以及长期从事铁路建设所积累的丰富的施工经验;
1.2 编制原则
1、严格遵守相关规范、规程和规则等技术标准并贯穿于整个施工过程中。 2、结合现场调查情况及我单位承诺的工期、质量、安全等各方面要求,制定出完善的质量及安全保证体系和保证措施,确保该项目标的实现。
3、 充分考虑气候、季节对施工的影响,合理安排各工序顺序,做到全面展开,平行流水作业;正确选用施工方法,科学组织。各工序紧密衔接,避免不必要的重复工作,以保证施工连续均衡有序进行。
4、坚持在实事求是的基础上,力求技术先进、科学合理、经济适用的原则。在确保工程质量标准的前提下,确定经济施工方法,积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法。
5、建立健全质量管理体系和制度,配备专职质检人员进行全过程控制;工程质量符合国家、交通部现行的质量验收标准和工程建设标准强制性条文。
二、现浇梁施工工程概况
成都至贵阳客运专线CGZQSG-9标段二分部共有桥梁三座,其中新街车站1号多线特大桥门式墩数量为9个,新街车站2号多线中桥门式墩数量为2个。其中,1号多线特大桥12#-14#墩为2立柱门式墩,15#-20#墩为3立柱门式墩,2
1
号多线中桥1#-2#墩为3立柱门式墩。盖梁支架采用柱梁式支架施工,支架预压材料采用千斤顶反力加载预压。
三、支架预压的实施及计划
3.1 施工部署及任务划分
根据盖梁施工任务及总体施工安排,张拉工及杂工等协同作业,完成支架预压施工。施工队伍管理人员及施工作业人员安排计划见表1。
表1 施工队伍管理人员安排计划
管理人员组成 队长 领工员 技术负责人 工班长 技术员 质检员 安全员 材料员 张拉工 杂工 3.2 资源配置
材料准备:根据盖梁贝雷支架预压方案所采用的材料:I56a工字钢,8台千斤顶、张拉油泵、Φ25精轧螺纹钢、锚固剂等预压材料所需数量,编制材料进场计划,由项目部物资部按时采购。
施工机具、设备准备:根据工期要求以及施工场地情况,合理安排各种机具、设备的进场计划,使用前进行调试工作,确保机械性能良好。每两墩间盖梁预压主要物资、机械设备配备详见见表2:
表2 主要物资、机械设备配备表
序号 1 物资、机械设备名称 工字钢 2
人数 1 5 1 1 2 2 2 1 12 8 职责 负责施工现场、调度、全面管理、组织工作等 负责施工生产的落实工作等 负责技术管理工作等 负责现场施工工作等 负责现场技术管理工作等 负责质量管理工作等 负责安全、环保管理工作等 负责物资、设备管理工作等 负责千斤顶的安装、油泵的操作 负责预压纵、横梁的安装 规格型号 I56a 单位 米 所需数量 102 2 3 4 5 6 7 8 精轧螺纹钢 灌浆料 钢绞线 吊车 千斤顶 张拉油泵 水准仪 3.3 工期计划
Φ25 5-15.2 25T 350T、500T 500型 米 kg 米 台 台 台 台 80 300 (墩高h+3)*8 2 各4个 8 2 根据支架现浇盖梁施工作业进度指标,盖梁贝雷支架预压施工时间可按5天考虑。
表3 支架现浇盖梁施工作业进度指标
序号 1 2 3 4 5 施工工序 精轧螺纹钢锚固 反力支架的加工 反力支架的安装 支架预压 反力支架的拆除 合计 施工时间(d) 备注 提前处理 提前加工 2d 2d 1d 5d 四、支架预压方案
4.1 支架预压施工流程
支架验收 标高测量 反力架安装 加载20% 沉降变形观测 加载40% 沉降变形观测 加载60% 沉降变形观测 加载80% 沉降变形观测 加载100% 沉降变形观测 加载110% 沉降变形观测 加载120% 沉降变形观测 加载130% 沉降变形观测 分级卸载到50% 沉降变形观测 分级卸载到0% 标高调整
4.2试验对象及其目的
1、试验对象为贝雷梁、落模沙箱、钢管立柱,预压跨度为两墩间距离,此
3
处按13#墩计算,跨度12米。
2、试验目的:为确保盖梁施工安全,消除结构的非弹性变形,检验钢管立柱的承载能力,确定盖梁混凝土重载下挠度值。通过模拟贝雷梁在盖梁施工时的加载过程来分析、验证贝雷梁及其模板系统的弹性变形。通过其规律来指导盖梁施工中模板的预拱度值,并据此基本评判施工的安全性。
4.3方法概述
1、预压前的检查:①、检查支架各构件联接是否紧固,尤其是螺栓之间的连接,机构装配是否精确和灵活,金属结构有无变形,各焊缝检测满足设计规范的要求;②检查支架的立柱间的锚固是否牢固;③检查贝雷梁框架间锚固是否牢固;④照明充足,警示明确。
2、预压方法:模拟该盖梁的现浇过程,进行实际加载,以验证并得出其承载能力。预压达到要求重量时,开始进入沉降观测期,观测期以相邻两次观测值不超过2mm为止,沉降量分为塑性变形和弹性变形,弹性变形一般较小。荷载按顺序逐加,进行连续观测,当完成130%荷载加载后,6小时观测一次,12小时观测一次,24小时再观测一次。前后两次观测支架沉落量小于等于2mm后,方可卸载
3、准备工作: 1)传力横梁
按照盖梁宽度制定传力横梁,传力横梁为两片相焊的I56a工字钢,长4m。制作要求:①、双拼56a工字钢采用焊接连接,从中间往两边每隔50cm一道焊缝,焊缝长度不得小于20cm;②、双拼56a工字钢在千斤顶处需焊接加劲钢板,大小与56a工字钢凹槽一致,厚度2cm,每处焊接3道;③、双拼56a工字钢在千斤顶处底面焊接两块50cm*50cm*3cm的钢板,防止工字钢受千斤顶集中荷载;④、传力横梁共制作3条,其中位于跨中的一条在相应的位置割出Φ100mm的孔道,用于安装传力钢筋,其余两条不作任何割孔处理。
2、安装千斤顶
准备8台千斤顶,传力横梁加固到位后,根据编号将各千斤顶安装于加载位置,油泵置于两端桥墩墩顶处。
3、反力架
4
沿盖梁方向两千斤顶上放置反力架,反力架为两片相焊的I56a工字钢,长12m,在相应的位置割出Φ100mm的孔道,用于安装传力钢筋。制作要求与上述传力横梁一致。
4、跨中配重
在两墩之间浇注50m³的混凝土块,用于跨中两千斤顶配重。 5、安装传力钢筋
按照设计位置,安装传力5φS15.2钢绞线,安装时,分配梁处加设相应φ15.2-19工具锚锚固好固定端,在反力架上相应的点安装φ15.2-19工具锚,用千斤顶加设一定的张拉力,以消除钢绞线的松弛量。分配梁采用两片相焊的I56a
立面图工字钢,长50cm,并与锚固于承台上的4根Φ25的精轧螺纹钢相连。具体如下
图所示:
传力横梁传力横梁千斤顶千斤顶柱柱身身侧视图11.21.2侧视图21.25反力架千斤顶传力横梁千斤顶
传力钢筋
传力钢筋分配梁5
分配梁
五、支架受力模拟及计算
根据《盖梁贝雷支架计算书》中贝雷梁支点约束最大反力确定施加荷载,以13#墩盖梁为例,其加载位置如下:
1587.001101.601587.002.004.004.002.00 (横桥向:m)
529.00529.00529.00
(两端顺桥向:m)
550.80550.80 (跨中顺桥向:m)
由上述横桥向贝雷片受力图得贝雷片弯矩图:
( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )1236478.806478.8044275.604275.6054275.604275.60
剪力图:
2137.801( 1 )2( 2 )550.803( 3 )-550.804( 4 )-2137.805
位移图:
6
1( 1 )2( 2 )3( 3 )4( 4 )5 最大位移量:v=18.0mm
以《盖梁贝雷支架计算书》求得13#墩盖梁贝雷梁受力图如下:
356.30( 1 )x12
弯矩图:
1( 1 )26413.40
剪力图:
2137.801( 1 )2-2137.80
位移图:
1最大位移量:v=18.3mm
( 1 )2 上述千斤顶反力加载预压荷载并未加上反力架对贝雷梁产生的荷载,加上后预压施工弯矩值与理论弯矩值基本一致,预压施工剪力值比理论剪力值大,预压施工扰度值与理论扰度值基本一致,则通过千斤顶张拉作用的反力预压支架,可以很好的验证支架系统稳定性,同时消除支架系统的永久变形,给支架拱度的设置提供依据与参数。
x7
六、预压数据采集
1、观测点布设
支架安装后,在预压试验开始前,分别在支架底板横向左、右设置二点,横桥向在盖梁中心、1/4、3/4及支架端部设置观测点,共设10个点。其中支架端部在贝雷梁上测量,盖梁中心、1/4、3/4的位置采用钢丝吊铅锤的方法进行测量。
2、观测数据采集
观测方法:加载前对各观测点初始状态进行观测,采集基准数据,加载过程中,为避免加载过快,造成支架受力不均,最后出现垮塌,荷载分七级施加,第一级荷载加至盖梁跨中混凝土重量的20%,第二级荷载加至盖梁跨中混凝土重量的40%,第三级荷载加至盖梁跨中混凝土重量的60%,第四级荷载加至盖梁跨中混凝土重量的80%,第五级荷载加至盖梁跨中混凝土重量的100%,第六级荷载加至盖梁跨中混凝土重量的110%,第七级荷载加至盖梁跨中混凝土重量的120%,第八级荷载加至盖梁跨中混凝土重量的130%。分别对八个阶段进行变形观测,并与计算值对比,当实测值与计算值相差较大时查明原因后再加下级荷载。加载完成后,连续观测1天,直到变形稳定,沉降量不超过2mm后,观测并记录各测点的最终标高,然后进行卸载。卸载过程中按盖梁跨中混凝土重量的50%,0%进行卸载,并精确测出最终卸载后支架各测点的标高,为支架预拱度调整提供依据。
3、数据整理
卸载完成后,整理收集得到的所有数据,得出支架底模的弹性变形和非弹性变形,确定支架在混凝土浇筑过程中的挠度,再考虑张拉起拱度,以确定底模标高调整。
根据计算结果,对底模标高进行调整,使预留拱度值更加准确,同时也是对支架的强度、刚度和稳定性的检验。
4、模板预拱度的调整
为了使盖梁的线型满足设计要求,支架必须设置预拱度。支架预拱度值的大小主要考虑:
1)支撑梁承重后引起的弹性变形值。
8
2)盖梁设计给定的预应力和自重引起的变形值。 3)设计要求的拱度值。
预拱度的设置:预拱度的设置是通过贝雷梁上木模板垫薄钢板或木楔子来实现。当底模安装就位后,调整各支点模板横桥向标高,使最终安装侧模时,钢模板处于浇筑混凝土时的正确位置,同时设置好预留拱度。通过预压试验确定跨中的拱度值,其余各点标高按二次抛物线设置。
七、反力架模型各构件受力计算
1、关于荷载:13#墩盖梁跨中长12.6m,混凝土116.1m³,因此实验的荷载为:116.1×2.6×1.3=392.418吨=3924.18KN。此外不再增加额外的荷载,固现场模拟施加总荷载约为3623KN,则每个千斤顶所需提供的力分别为:两端(共6个千斤顶)单个487KN,跨中(共2个千斤顶)单个501.5KN。
2、传力横梁受力模型:
501.50501.50
(跨中)
487.00487.00487.00 (两端)
弯矩图:
-20.32-10.49-10.49-20.32-20.32-8.01-8.01( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 )( 8 )( 9 )( 10 )( 11 )( 12 )( 13 )( 14 )( 15 )( 16 )0.380.380.380.38-10.49-10.49-8.0135.545.545.5445.54515671789161011-8.01121314( 1 )1259.2959.2959.2959.29 (跨中)
9
( 1 )12-21.47-21.47-18.58-18.58-21.47-21.47-2.89-2.89-18.58-18.58( 12 )( 2 )( 3 )6.11( 4 )( 5 )( 6 )( 7 )( 8 )( 9 )( 10 )( 11 )( 13 )( 14 )( 15 )( 16 )6.117.347.347.343156.11456717106.1111167.34121314-2.89-2.898957.4557.4551.9051.9057.4557.45
(两端)
剪力图:
233.71( 1 )-17.81( 2 )12267.79115.0189.04( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 )( 8 )( 9 )( 10 )( 11 )( 12 )( 13 )( 14 )( 15 )( 16 )3-5.5045156717891610115.501217.811314-89.04-115.01-267.79-233.71
(跨中)
311.17( 1 )( 2 )1216.31175.83137.16( 3 )( 4 )( 5 )-6.41( 6 )103.20( 7 )( 8 )( 9 )( 10 )( 11 )( 12 )( 13 )( 14 )-16.31( 15 )( 16 )315456717896.41101116121314-103.20-137.16-175.83-243.50-311.17
243.50(两端)
位移图:
( 1 )12( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 )( 8 )( 9 )( 10 )( 11 )( 12 )( 13 )( 14 )( 15 )( 16 )31541356177814916101112
由图可得:
最大弯矩Mmax=59.29KN·m
xMmax12.65MPa<w145MPa
最大剪力Q=311.17KN
Q25.99MPa<85MPaIdS
10
满足要求!
杆件的竖向最大位移在3号单元跨中处,由结构力学求解器得 Vmax=0.02mm<[V]=350/400=0.875mm 满足要求!
3、反力架受力模型:
487.00487.001( 1 )2( 2 )3( 3 )4( 4 )5( 5 )6( 6 )7
弯矩图:
-462.65( 1 )( 2 )-462.65( 3 )4-462.65( 4 )-462.655( 5 )6( 6 )7123
剪力图:
487.001( 1 )2( 2 )3( 3 )4( 4 )5( 5 )6( 6 )7-487.00
位移图:
1( 1 )2( 2 )3( 3 )4( 4 )5( 5 )6( 6 )7
由图可得:
最大弯矩Mmax=462.65KN·m
Mmax98.77MPa<w145MPa
x最大剪力Q=487KN
Q47.85MPa<85MPaIdS
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满足要求!
4、跨中混凝土配重计算
跨中浇注混凝土基础,并在基础相应位置预埋锚固钢筋(Φ25精轧螺纹钢),在锚固钢筋上安装分配梁,通过混凝土基础自重提供不小于1003KN反力。
C30混凝土容重按24KN/m³,混凝土基础V=1003/24=41.8m³,则基础方量为50m³,大小为(长*宽*高)5m*2.5m*4m。为防止基础开裂,分别在基础顶面及底面绑扎一层Φ12网片钢筋,钢筋间距10cm,两网片间采用Φ16钢筋进行支撑。 5、锚固钢筋(Φ25精轧螺纹钢)强度及锚固长度计算:
传力5φS15.2钢绞线需提供反力501.5KN,单根Φ25精轧螺纹钢(按PSB500型计算)屈服强度为500Mpa,则最大抗拉强度为:245.44KN,为受力均匀每个分配梁需用4根Φ25精轧螺纹钢进行锚固。
锚固长度:la=a*d*fy/ft(a为钢筋类别系数,此处为0.16,;d为钢筋直径;fy为钢筋的屈服强度值;ft为砼的抗拉强度值)
la=0.16*0.025*500/1.43=1.4m,实际选择锚固长度为1.5m,为保证分配梁施工方便,单根Φ25精轧螺纹钢长2.5m。
锚固钢筋埋设位置如下图所示:
0.10.40.10.10.40.11.21.20.10.40.10.4Φ25精轧螺纹钢(墩身承台处) 12
50.10.40.12.50.10.40.11.8751.251.25(跨中基础)
1.875八、施工注意事项
1、支架预压时,应安排专人进行指挥,并做好每个千斤顶张拉力的记录,按设计荷载分阶段进行预压;
2、预压时,做好周围防护措施,防止钢绞线或其他构件发生断裂、飞迸,发生安全事故;
3、支架预压前,应对支架地基周围做好排水设施,防止雨水或积水浸泡支架地基;
4、每一级加载时,通过测量观测,无异常后方可进行下一级加载; 5、尽量避免在夜间进行吊装预压。
九、质量保证措施
1、测量前应加强支架的全面检查,确保支架在荷载作用下无异常变形; 2、加载及卸载过程中应加强施工现场安全保卫工作,确保各方面的安全;
3、测点要固定,用红油漆提前做好标识; 4、专人负责对水准点位置进行保护;
5、如实填写观测数据,绘制弹性和非弹性曲线。如出现意外数据,应分析原因,不得弄虚作假;
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6、观测过程如局部位置变形过大,应立即停止加载并卸载,及时查找原因,采取补救措施。
十、安全保证措施
1、进入现场必须遵守安全生产纪律;
2、吊装时必须有统一的指挥、统一明确的信号; 3、作业人员上班前不得喝酒;
4、作业人员禁止穿硬底鞋、高跟鞋、塑料底鞋和带钉的鞋; 5、吊车行走道路和工作地点应坚实平整,以防沉陷发生事故; 6、吊装区域应设置警戒线,危险点须设专人监护;
7、起重司机等特殊工种和其他各种机械车辆操作人员,必须经过专门的训练,考试合格发给操作证件,方准上岗作业;
8、起重机工作前应检查距尾部的回转范围50cm内无障碍物; 9、起重臂最大仰角不得超过制造厂规定;
10、起吊时的一切动作要以缓慢速度进行,吊车司机严禁同时进行两个动作的操作;
11、遇有恶劣气候(如风力大于六级)影响施工时,禁止进行露天高空、起重作业。在每次大风或雨后,必须组织人员对支架及基础进行复查,有松动及时处理;
12、未经安全培训教育不得上岗,无证不得操作,非操作人员严禁进入危险区域。
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