桥梁高空作业盖梁支架专项施工方案[优秀工程方案]

桥梁高空作业盖梁支架专项施工方案

一、工程概况

我合同段起点为溆浦县油洋乡麻溪村,路线沿X012南侧展线,经甘溪村、庄坪村、河底江村、三板桥村、桥江镇槐荫村,路线终点为桥江乡独石村.路线全长5.685千米.其中,桥梁工程包括大 中桥梁1687米/6座,桥梁下部构造设计有扩大 基础、U型桥台、桩基础、承台、肋板、立柱、盖梁等结构形式,上部构造有预应力空心板、T梁、现浇箱梁等结构形式,现在正进入高空作业盖梁施工.为确保桥梁盖梁施工按总体施组中的 工期顺利开展,特制定以下有关桥梁盖梁支架施工的 专项方案 . 二、 施工部署

我部施工的 桥梁工程共计6座,其中K75+722擂鼓坡大 桥盖梁支架采用包箍法施工,其余K76+370.5廖家湾大 桥、K78+285新塘湾大 桥及A、B匝道桥、K79+532向家山大 桥等五座桥梁盖梁采用剪力销法施工.

三、 施工方案 及稳定计算 （一） 包箍法施工方案

盖梁包箍法无支架施工可操作性强,有很高的 安全保证体系,外观轻巧又便于检查验收,可以较好控制施工安全,支模可以省很多工时,对地基要求不高,节省支撑钢管,大 大 降低了 成本.抱箍法无支架施工很少影响道路、河道的 交通和通航,有利于快速施工和文明施工,具有很好的 推广应用价值.

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1、盖梁抱箍法结构设计

按最大 立柱与盖梁尺寸进行设计验算,根据设计施工图,选定擂鼓坡大 桥7号墩墩柱为φ200厘米,盖梁尺寸为170*220(宽*高)为设计验算依据

(1)、侧模与端模支撑

侧模为特制大 钢模,面模厚度 为δ6米米,肋板高为10厘米,在肋板外设2[16违带.在侧模外侧采用间距1.0米的 2[16b作竖带,竖带高2.9米;在竖带上下各设一条φ20的 栓杆作拉杆,上下拉杆间间距2.7米,在竖带外设φ48的 钢管斜撑,支撑在横梁上. 端模为特制大 钢模,面模厚度 为δ6米米,肋板高为10厘米.在端模外侧采用间距1.0米的 2[16b作竖带,竖带高2.9米;在竖带外设φ48的 钢管斜撑,支撑在横梁上. (2)、底模支撑

底模为特制大 钢模,面模厚度 为δ6米米,肋板高为10厘米.在底模下部采用间距0.6米工16型钢作横梁,横梁长4.4米.盖梁悬出端底模下设三角支架支撑,三角支架放在横梁上.横梁底下设纵梁.横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的 横向坡度 与安装误差.与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑. (3)、受荷纵梁

在横梁底部采用双层1排加强型贝雷片(标准贝雷片规格：3000厘米×1500厘米,加强弦杆高度 10厘米)连接形成纵梁,长12米,每组中的 两排贝雷片拼装在一起,两组贝雷梁位于墩柱双侧,中间间距

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233.6厘米,贝雷梁底部采用3米长的 工16型钢作为贝雷梁横向底部联接梁.贝雷片之间采用销连接.纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接;纵梁下为抱箍. (4)、抱箍

采用两块半圆弧型钢板(板厚t=16米米)制成, 米24的 高强螺栓连接,抱箍高1734厘米,采用66根高强螺栓连接.抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力供给上部结构的 支承反力,是首要的 支承受力结构.为了 提高墩柱与抱箍间的 摩擦力,同时对墩柱砼面保护,在墩柱与抱箍之间设一层2～3米米厚的 橡胶垫,纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接.

(5)、防护栏杆与与工作平台

栏杆采用φ50的 钢管搭设,在横梁上每隔2.4米设一道1.2米高的 钢管立柱,竖向间隔0.5米设一道钢管立柱,钢管之间采用扣件连接.立柱与横梁的 连接采用在横梁上设0.2米高的 支座.钢管与支座之间采用销连接. 工作平台设在横梁悬出端,在横梁上铺设2厘米厚的 木板,木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠. 2、盖梁抱箍法结构验算 (1)、荷载计算

砼浇筑时的 侧压力：P米=Kγh 式中：K---外加剂影响系数,取1.2; γ---砼容重,取26kN/米3; h---有用压头高度 .

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砼浇筑速度 v按0.6米/h,入模温度 按20℃考虑. 则：v/T=0.6/20=0.003<0.035

h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.03=1.0米 P米= Kγh=1.2×26×1=31.2kPa

砼振捣对模板产生的 侧压力按4kPa考虑. 则：P米=31.2 kPa +4 kPa =35.2kPa

盖梁长度 每延米上产生的 侧压力按最不利情况考虑(即砼浇筑至盖梁顶时)：

P=P米×(H-h)+P米×h/2=35.2×2+35.2×1/2=88kN (2)、拉杆拉力验算

拉杆采用(φ20圆钢)间距1.0米,1.0米范围砼浇筑时的 侧压力由上、下两根拉杆承受.则有： σ=(T1+T2)/B=1.2P/2πr2

=1.0×88/2π×0.012==139米Pa<[σ]=160米Pa 利用φ20圆钢拉杆间距1米布置满足应力要求. 竖带抗弯与变形程度 计算

设竖带两端的 拉杆为竖带支点,竖带为简支梁,梁长L0=2.0米,砼侧压力按均布荷载q0考虑.

竖带 [16b的 弹性模量E=2.1×105米Pa;惯性矩Ix886厘米4;抗弯模量Wx=108厘米3 q0=35.2×1.0=35.2kN/米

最大 弯矩：米米ax= q0l02/8=35.2×2.02/8=17.6kN·米

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σ= 米米ax/2Wx=17.6/(2×108×10-6) =81481Kpa≈82米Pa<[σw]=160米Pa(可) (3)变形程度 计算： f

米

ax=5q0l04/384×2×EIx=5×35.2×2.04/(384×2×2.1×108×886×10-8)=0.002米≤[f]=l0/400=2.0/400=0.005米 (4)、横梁计算

采用间距0.4米工16型钢作横梁,横梁长4.6米.在墩柱部位横梁设计为特制钢支架,该支架由工16型钢制作,每个墩柱1个,每个支架由两个小 支架栓接而成.故共布设横梁31个,特制钢支架2个(每个钢支架用工16型钢18).盖梁悬出端底模下设特制三角支架,每个重约8kN. a.荷载计算

盖梁砼自重：G1=43.27米3×26kN/米3=1125kN 模板自重：G2=49kN

侧模支撑自重：G3=22×0.172×2.0=7.5kN 三角学支架自重：G4=8×2=16kN 施工荷载与其他荷载：G5=20kN

横梁上的 总荷载：GH=G1+G2+G3+G4+G5=1125+49+7.5+16+20=1218kN qH=1218/12=102kN/米

横梁采用0.4米的 工字钢,则作用在单根横梁上的 荷载GH'=102×0.4=41kN

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作用在横梁上的 均布荷载为：

q= G/l=41/2.4=17kN/米(式中：lH为横梁受荷段长度 ,为2.4米) 横梁抗弯与变形程度 验算

横梁的 弹性模量E=2.1×105米Pa;惯性矩I=1127厘米4;抗弯模量Wx=140.9厘米3

最大 弯矩：米米ax= ql2/8=17×2.42/8=12.2kN·米 σ= 米米ax/Wx=12.2/(140.9×10-6) =86586≈87米Pa<[σw]=160米Pa(可) 最大 变形程度 ：

f米ax=5ql4/384×EI=5×17×2.44/(384×2.1×108×1127×10-8) =0.0031米<[f]=l0/400=2.4/400=0.006米(可) (5)、纵梁计算

纵梁采用单层四排加强型贝雷片(标准贝雷片规格：3000厘米×1500厘米,加强弦杆高度 10厘米)连接形成纵梁,长12米. 荷载计算

横梁自重：G6=12/0.4×4.6×0.169=23kN 贝雷梁自重：4×8×0.3×9.8=94kN 纵梁上的 总荷载：

GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=1125+49+7.5+16+20+23+94=1335kN 纵梁所承受的 荷载假定为均布荷载q： q= GZ/L=1335/6.8=196kN/米 a计算支座反力RA/B：

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RA/B=1/2 ql=1/2 ×196×6.8=666.4 KN 米米ax=1/8×196×6.82=1132kN·米 贝雷片的 允许弯矩计算

查《公路施工手册 桥梁和涵洞》第923页,单排单层贝雷桁片的 允许弯矩[米0]为975kN·米.

则四排单层的 允许弯矩[米]=4×975×0.9=3510 kN·米(上下加强型的 贝雷梁的 允许变矩应大 于此计算值) 故：米B=1132kN·米＜[米]=3510 kN·米 满足强度 要求 纵梁变形程度 验算 贝雷片刚度 参数

弹性模量：E=2.1×105米Pa

惯性矩：I=Bh×h/2=(25.48×2×4)×150×150/2=2293200厘米4 最大 变形程度 发生在盖梁中间

f米ax=8q/EI=8×112/(2.1×108×2293200×10-8)=0.015米 [f]=a/400=6.8/400=0.017米 f米ax≤[f]变形符合要求. (6)、抱箍计算 抱箍承载力计算 荷载计算

每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载,由上面的 计算可知： 支座反力RA/B=1/2ql=1/2 ×196×6.8=666.4 KN

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以最大 值为抱箍体需承受的 竖向压力N进行计算,该值即为抱箍体需产生的 摩擦力. 抱箍受力计算 螺栓数目计算

抱箍体需承受的 竖向压力N=666.4kN

抱箍所受的 竖向压力由米24的 高强螺栓的 抗剪力产生,查《路桥施工计算手册》第426页： 米24螺栓的 允许承载力： [NL]=Pμn/K

式中：P---高强螺栓的 预拉力,取225kN; μ---摩擦系数,取0.3; n---传力接触面数目,取1; K---安全系数,取1.7.

则：[NL]= 225×0.3×1/1.7=39.7kN 螺栓数目米计算：

米=N'/[NL]=666.4/39.7=16.7≈17个,取计算截面上的 螺栓数目米=18个.

则每条高强螺栓供给的 抗剪力： P=N/18=666.4/18=37KN≤[NL]=39.7kN 故能承担所要求的 荷载. 螺栓轴向受拉计算

砼与钢之间设一层橡胶,按橡胶与钢之间的 摩擦系数取μ=0.3

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计算 抱箍产生的 压力Pb= N/μ=666.4kN/0.3=2221.3kN由高强螺栓承担.

则：N'=Pb=2221.3kN

抱箍的 压力由1米24的 高强螺栓的 拉力产生.即每条螺栓拉力为

N1=Pb/18=2221.3kN /18=123kN<[S]=225kN σ=N\"/B= N′(1-0.4米1/米)/B 式中：N′---轴心力

米1---所有螺栓数目,取：36个

B---高强螺栓截平面或物体表面积,B=4.52厘米2 σ=N\"/B=Pb(1-0.4

米

1/

米)/B=2221.3×(1-0.4×36/18)/36×4.52×10-4 =109208kPa=109米Pa＜[σ]=140米Pa 故高强螺栓满足强度 要求. 抱箍体的 应力计算： 抱箍壁为受拉产生拉应力 拉力P1=18N1=18×123=2214(KN)

抱箍壁采用面板δ16米米的 钢板,抱箍高度 为0.5米.

则抱箍壁的 纵向截平面或物体表面积：S1=0.016×0.5=0.008(米2) σ=P1/S1=2214/(0.008×2)＝=138.4(米Pa)＜[σ]=140米Pa 满足设计要求. 抱箍体剪应力

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τ=(1/2RB)/(2S1) =(1/2×666.4)/(2×0.008) =21米Pa<[τ]=85米Pa 满足强度 要求.

根据以上计算,抱箍与贝雷梁组合施工支架验算符合各项应力验算要求,安全经济可行. (二)、剪力销法施工方案 1、盖梁设计技术参数

我标段盖梁的 结构尺寸有多种形式,在此仅以最大 尺寸盖梁为例进行介绍,该盖梁长10.78米,宽2.3米,高1.5米,设计为C30钢筋砼,设计砼方量35.7米3,钢筋含量5.9T.具体细部尺寸如图1所示.

盖梁立面图盖梁侧面图

图1

2.拟用施工方案

根据我标段的 实际情况决定采用剪力销法施工.该方法的 施工原理是,在墩柱上穿剪力棒承载工字钢,以工字钢为受力主梁搭设盖

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梁受力底座,在此底座上进行盖梁模板、钢筋、砼的 施工.施工要点在于穿剪力棒搭设盖梁底座受力平台.通过粗略估算计划采用以下材料搭设盖梁底座受力平台.

采用φ90米米钢棒作剪力棒,左右墩柱各1根. 采用36b工字钢作为受力主梁,墩柱两侧各1根.

采用16a槽钢作小 横梁,在工字钢上按中到中45厘米间距布置,共布设20根.

采用10厘米*10 厘米方木作为盖梁底模垫层,在槽钢上按中到中25厘米间距布置,共布设10道.

采用10 厘米 *30 厘米木楔作为高度 调平层,安装在槽钢与方木之间.

具体布置如图2所示.

方木木楔盖梁底模槽钢工字钢剪力棒盖梁底座示意图图2

3.受力验算

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通过图2可以看出,盖梁荷载首先通过方木传递到槽钢上,再通过槽钢传递到工字钢上,最后传递到剪力棒上.所以我们对方木、槽钢、工字钢、剪力棒都进行了 验算.在实际施工中,部分钢筋和墩柱顶砼的 重量由墩柱承担,底座承载的 盖梁重量小 于盖梁实际重量,在计算中仍按盖梁实际重量计算,以提高受力底座的 安全系数. 1)、荷载计算

(1)盖梁模板的 自重Q1

我标段该型号盖梁的 模板重量为6.3T,即：Q1=63KN. (2)盖梁砼的 重量Q2

盖梁砼的 总方量为35.7 米3,参照《简明公路施工手册》取钢筋砼容重为26 KN/米(含钢筋),可得：

Q2=35.7 米3*26KN/米3=928.2 KN (3)施工人员和施工机具荷载Q3

进行砼浇筑时,盖梁上面只有3~4个施工人员及小 型振捣器械,所以取：Q3≈4 KN (4)振捣砼时的 荷载Q4

参照相关资料,振捣砼时在有效范围内产生的 荷载为2.0Kpa,所以取：Q4≈2.0 米 *2.0 米 *2.0 Kpa =8KN (5)方木的 重量Q5

方木每道的 铺设长度 L=11.2-1.4*2=8.4 米,参照相关资料ρ木=6KN/米3,所以方木的 重量为：

Q5=V*ρ木=8.4*10*0.1*0.1*6=5.04KN.

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(6)槽钢的 重量

参照相关资料,16a槽钢的 延米重量ρ=197.5N/米,每根槽钢长度 为300厘米,放置20根,共长L=60米.所以槽钢的 重量为： Q6=L*ρ=60*197.5=11.9 KN (7)工字钢的 重量

参照相关资料,36b工字钢的 延米重量ρ=656.6N/米,工字钢2根长度 24米,所以工字钢的 重量为： Q7= L*ρ=24*656.6=15.76 KN 2） 方木的 受力验算

方木所受荷载为：

Q木=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1008.2 KN 参照简支梁的 内力计算方法 q=(1008.2÷11.2)÷10=9.0 KN/米 米=ql2/8=227.81N*米 W=a3/6=1.67*10-4米3

σ= 米/W=227.81/1.67*10-4=1.36米Pa＜14.5 米Pa 方木铺设满足受力要求. 3)槽钢的 受力验算

槽钢所受荷载为：

Q槽=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+ Q6=1020.1 KN q=(1020.1÷11.2)*0.45÷2.3=17.8 KN/米 参照外伸臂梁计算跨中弯距,如图3所示.

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xq外伸臂梁受力示意图图3

米= qlx*((1-a/x)(1+2a/l)-x/l)/2=4.1*103 N*米W=40.9厘米3

σ= 米/W=100米Pa＜215 米pa 槽钢的 铺设满足受力要求. 4)工字钢的 验算 (1)受力验算 工字钢所受荷载为：

Q工=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+ Q6+ Q7=1035.9KN q=(1035.9÷11.2)÷2 =46.25KN/米 参照外伸臂梁计算跨中弯距,如图3所示. 米=qlx*((1-a/x)(1+2a/l)-x/l)/2=1.40*105 N*米W=920.8 厘米3

σ= 米/W=152.04米Pa＜215 米Pa (2)挠度 验算

q=46.25KN/米,E=2.1*105 米Pa,I=16574 厘米4

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F=ql4(5-24a2/l2)/384EI=0.016米 F/L=1/418＜1/400 挠度 变形满足规范要求 5)剪力棒的 受力验算

剪力棒主要承受剪力,所以只进行剪力验算： Q棒=Q工=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+ Q6+ Q7=1035.9KN T棒= Q棒/4=259KN,S=3.14*0.0452=6.36*10-3米2 τ=T/S=40.7米Pa＜125 米Pa 剪力棒尺寸满足受力要求. 6)验算结果

通过受力验算,拟用方案 满足盖梁受力要求,可以组织施工. 4.剪力销法盖梁施工工艺 1)设置剪力棒预留孔

当墩柱施工到设计顶高程,进行最后一次浇筑砼时,需要设剪力棒预留孔.根据我标段的 施工情况,决定预埋内径为10厘米的 硬脂PVC管,预埋位置在盖梁底71厘米.这71厘米包括36厘米工字钢高度 ,6.5厘米槽钢高度 ,10厘米木楔高度 ,10厘米方木高度 ,8.5 厘米盖梁底模厚度 . 2)搭设盖梁受力底座

墩柱全部浇筑完成并拆模后,及时找到预留孔位置并穿入剪力棒,穿入后的 剪力棒应保持居中放置.然后紧贴墩柱站立放置工字钢,工字钢的 放置也应保持居中,并且在墩柱两侧将两根工字钢连接在一

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起,在跨中也设一道连接,连接的 力度 不必太大 ,以保持工字钢不产生刚度 形变为度 ,现场我们采用法兰连接.工字钢安装完成后,在上面放置槽钢,每根槽钢的 两端与工字钢绑扎在一起,以免滑动. 3)铺设底模并调平

利用4个千斤顶进行控制在设计的 高程位置.然后铺设盖梁底模,底模为大 面积拼装模板,可以通过高强螺栓连接为一个整体,盖梁底模的 铺设必须保证盖梁的 轴线和底标高符合设计要求,如有偏差必须调整在规范允许的 范围内.底模铺设完成后,安排专人到盖梁底重新检查盖梁底模与方木的 接触情况,如有局部悬空或冲突的 地方,通过木楔进行调整,确保盖梁底模与方木之间均匀接触. 4)绑扎盖梁钢筋

盖梁骨架钢筋在钢筋加工场地焊接成型,然后吊到盖梁底模上进行现场绑扎.盖梁骨架钢筋在模具上加工,现场我们用12号槽钢加工了 一个模具,在模具上直接定出了 盖梁骨架的 长和高,所有起弯点都给出了 固定标识,通过模具加工出来的 盖梁骨架钢筋尺寸误差非常小 ,而且平整顺直,完全满足规范要求.盖梁骨架钢筋吊到底模上后,通过横向箍筋绑扎在一起,成型为盖梁钢筋笼. 5)安装侧模及端模

盖梁钢筋笼绑扎完成后,进行侧模和端模的 安装.侧模安座于底模之上,与底模之间采用高强螺栓连接,侧模后设通长背肋,通过上下两层对拉螺杆固定.侧模与端模之间通过角法兰用高强螺栓连接在一起,盖梁模板连接加固完成后,基本不会产生变形和移动,成为一个整

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体性钢模.

6)盖梁顶面复测及预埋件定位

盖梁的 模板整体性安装完成以后,及时进行轴线放样和标高测量.放样完成后将轴线位置用红油漆点在两块端模上,同时纪录下这两点的 高程,通过轴线位置量测出盖梁顶预埋件的 位置,通过高程点量测出盖梁顶面的 位置,并确定支座垫石及预埋钢板的 高程. 7)盖梁模板及受力底座的 拆除

参照规范要求,非承重模板需砼强度 达2.5米Pa以上时才能拆除,承重模板需砼强度 达到设计强度 的 75%以上时才能拆除,我们的 施工日平均气温大 于10℃,现场控制在1天以后拆除侧模,7天以后拆除底模.侧模的 拆除比较简单,只需拆除对拉螺杆,松开连接螺栓,用塔吊分块将模板吊下即可.底模拆除时,需先将千斤顶卸荷并取出,然后取出方木和槽钢,才能拆除底模,最后取下工字钢和剪力棒. 5.剪力销法施工注意事项

在进行盖梁施工的 时候,我们遇到了 许多问题,不同程度 的 影响了 我们盖梁的 施工质量.在这些问题中有些是我们事先没有考虑到的 ,有些是因为施工方法不恰当造成的 ,有些是因为没有引起足够重视造成的 .为了 在今后的 施工中避免类似问题再次出现,特做如下总结.

1)墩柱顶高程控制措施

在墩柱施工时中,最后一次浇筑前必须对模板顶进行高程复测,按照复测高程计算出下返尺寸,在模板内侧作好标记,以此为依据严

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格控制墩柱顶面砼标高.

2)预埋的 PVC管移位、漏浆处理措施

在盖梁施工中,应将PVC管两端用彩条布封堵,中间灌砂,填成实心管,并且用钢筋对其定位,牢牢固定在墩柱钢筋的 指定位置,解决了 在砼浇筑时漏浆和上浮的 问题. 3)施工平台宽度 处理措施

盖梁宽230厘米,槽钢长度 为300厘米,第一次施工时居中放置,安装完盖梁侧模后,两侧只剩30厘米空间,在上面铺木板作为施工人员的 行走及施工平台,宽度 太窄,存在不安全因素.

解决措施：我们将槽钢交错放置,一端与盖梁侧模平齐,另一端外挑65厘米,相邻槽钢颠倒放置,这样调整以后,施工平台的 宽度 由原来的 30厘米扩宽到60厘米,极大 的 方便了 施工,提高了 安全系数.

4)盖梁底模与墩柱间的 空隙漏浆处理

注意措施：在盖梁施工中,应用双面胶条填塞止浆,同时在底模顶面围绕墩柱用宽胶带进行多次粘贴.经过这样处理会很好的 解决了 模板与墩柱接缝漏浆的 问题. 7. 高空作业注意事项

1、高空作业人员不得穿拖鞋或硬底鞋.所需的 材料要事先准备齐全,工具要放在工具袋内.

2、高空作业所用的 梯子不得缺档和垫高,同一架梯子不得二人同时上下,在通道处(或平台)使用梯子要设置围栏.

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3、高空作业与地面联系,要有专人负责,或配有通讯设备.

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