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京沪高速铁路土建工程一标段连续梁 悬悬灌灌法法改改支支架架现现浇浇法法施施工工 方方案案 中铁十七局京沪高速铁路土建工程一标段项目经理部 二八年八月 廊坊 目 录 一一、工工程程概概况况 1 二二、悬悬灌灌法法与与支支架架现现浇浇方方案案对对比比.2 1、 (32+48+32)M 连连续续梁梁 .2 2、 (40+56+40)M 连连续续梁梁 .2 3、 (40+64+40)M 连连续续梁梁 .3 4、 (48+80+48)M 连连续续梁梁 .4 三三、支支架架计计算算 8 (一一)支支架架规规格格.8 (二二)支支架架结结构构.8 (三三)支支架架设设计计.10 1、荷荷载载取取值值 10 2、次次梁梁计计算算 10 3、横横梁梁验验算算 12 4、立立杆杆验验算算 14 5、地地基基容容许许承承载载力力计计算算.14 四四、支支架架预预压压与与变变形形观观测测.15 五五、预预拱拱度度设设置置.15 六六、模模板板构构造造 15 七七、砼砼浇浇筑筑 .15 八八、预预应应力力张张拉拉与与压压浆浆.16 九九、支支架架拆拆除除 16 十十、质质量量保保证证 措措施施 .16 十十一一、工工程程实实例例.17 1、福福厦厦客客专专( 324832)M 连连续续梁梁 17 2、郑郑西西客客专专( 324832)M 连连续续梁梁 17 3、京京津津城城际际( 324832)M 连连续续梁梁 18 1 京沪高速铁路土建一标段连续梁 悬灌法改支架法现浇施工方案悬灌法改支架法现浇施工方案 一、工程概况 京沪高速铁路一标段设计跨河、跨路连续梁 56 联,在目前征地 拆严重滞后的情况下,已成为控制运架梁通过的关键性工程. 经现场核对,发现其中 18 联连续梁(详见表 1)具备支架法现 浇条件,其中(32+48+32)m 连续梁 8 联, (40+56+40)m 连续梁 2 联, (40+64+40)m 连续梁 6 联, (48+80+48)m 连续梁 2 联. 京沪高速铁路一标段悬灌梁具有支架法现浇条件统计表 表 1 序 号 工点名称中心里程桥孔布置原施工工法拟调整工法 1六圈路DIK7+359.79(32+48+32)m 连续梁悬灌法支架法 2污水管DK13+370.92(32+48+32)m 连续梁悬灌法支架法 3黄村大街K15+704.98(32+48+32)m 连续梁悬灌法支架法 4黄良支线铁路DIK18+054.79(40+56+40)m 连续梁悬灌法支架法 5地铁DIK19+258.75(32+48+32)m 连续梁悬灌法支架法 6专用线铁路DIK20+577.57(40+56+40)m 连续梁悬灌法支架法 7磁大路DIK28+956(40+64+40)m 连续梁悬灌法支架法 8采留路DIK48+504.22(32+48+32)m 连续梁悬灌法支架法 9规划高王路DK84+778.61(40+64+40)m 连续梁悬灌法支架法 10规划 112 国道DK90+903.61(48+80+48)m 连续梁悬灌法支架法 11主干道二DK99+591.49(32+48+32)m 连续梁悬灌法支架法 12规划津霸快速路DK102+227.9(48+80+48)m 连续梁悬灌法支架法 13规划次干道DK118+913.32(32+48+32)m 连续梁悬灌法支架法 14规划次干道 21DK121+746.36(40+64+40)m 连续梁悬灌法支架法 15沥青路DK122+297.56(40+64+40)m 连续梁悬灌法支架法 16津莱公路DK133+758.31(32+48+32)m 连续梁悬灌法支架法 17津文公路DK143+938.35(40+64+40)m 连续梁悬灌法支架法 18静王公路DK150+015.85(40+64+40)m 连续梁悬灌法支架法 2 相比悬灌法施工而言,支架法现浇分段少,工作面多,可明显 缩短施工周期.为缓解工期压力,确保京沪铁路按期建成通车,我部 提议将这 18 联连续梁由悬灌法施工改为支架法现浇. 二、 悬灌法与支架现浇 方案 对比 1、 (32+48+32)m 连续梁 (32+48+32)m 连续梁全长 113.5m,梁体 C50 砼 1523m3,改为 支架现浇后,计划 3 孔同时搭设支架、绑扎钢筋、安装模板,整联 一次浇筑成型(如图 1 所示).支架现浇法与悬灌法工期对比如表 2,从表中可以看到,支架法现浇比悬灌法施工可缩短工期 74 天. (32+48+3232+48+32)m m 连续梁工期对比表连续梁工期对比表 表表 2 2 悬灌法支架现浇法备注 序 号 项目 工序用时 (天) 工序用时 (天) 项目 1 桩基 66 桩基 2 承台 3030 承台 3 墩身 2020 墩身 地基处理 4 0#段 4020 支架搭设,底模安 装 5 挂篮安装、预压 157 支架预压 6 悬灌梁段 6030 模板安装钢筋绑扎 7 边跨合拢 122 砼浇筑 8 中跨合拢 137 预应力张拉、压浆 9 合计 196122 合计 注:1、悬灌梁段共 6 段,每节段施工周期 10 天. 2、主墩桩基 12 根,边墩 12 根,采用旋挖钻机施工,2 根/天. 2、 (40+56+40)m 连续梁 (40+56+40)m 连续梁全长 137.5m,C50 砼 1665m3,改为支架 3 现浇后,计划 3 孔同时搭设支架、绑扎钢筋、安装模板,整联一次 浇筑成型(如图 2 所示).悬灌法与支架现浇法工期对比如表 3,从 表中可以看到,支架法现浇比悬灌法施工可缩短工期 61 天. (40+56+4040+56+40)m m 连续梁工期对比表连续梁工期对比表 表表 3 3 悬灌法支架现浇法备注 序 号 项目 工序用时 (d) 工序用时 (d) 项目 1 桩基 66 桩基 2 承台 3030 承台 3 墩身 2020 墩身 地基处理 4 0#段施工 4025 支架搭设、底模安装 5 挂篮安装、预压 1510 支架预压 6 悬灌梁段 6035 模板安装、钢筋绑扎 7 边跨合拢 122 砼浇筑 8 中跨合拢 137 预应力筋张拉、压浆 9 合计 196135 合计 注:1、悬灌梁段共 6 段,每节段施工周期 10 天. 2、主墩桩基 12 根,边墩 12 根,采用旋挖钻机施工,2 根/天. 3、 (40+64+40)m 连续梁 (40+64+40)m 连续梁全长 145.5m,C50 砼 1920m3.如改为支架 现浇法,梁体计划分 3 段施工(如图 3 所示) ,其中、段长度均 为 71.75m,砼各 950 m3,段长 2m,砼 20m3. 施工时,段与段可同步或交叉搭设支架、绑扎钢筋、安装 模板、整段浇筑砼.段为合龙段,最后浇筑. 悬灌法与支架现浇法工期对比如表 4,从表中可以看到,支架 法现浇比悬灌法施工可缩短工期 75 天. 4 (40+64+4040+64+40)m m 连续梁工期对比表连续梁工期对比表 表表 4 4 悬灌法支架现浇法备注 序 号 项目 工序用时 (天) 工序用时 (天) 项目 1 桩基 88 桩基 2 承台 3030 承台 3 墩身 2020 墩身 地基处理 4 0#段 4530 支架搭设、底模安装 5 挂篮安装、 预压 156 支架预压 6 悬灌梁段 7025 、梁段模板安装、 1 2 钢筋绑扎 7 边跨合拢 122 、段砼浇筑 1 2 8 中跨合拢 137 预应力筋张拉、压浆 92 梁段钢筋绑扎 3 101 梁段砼浇筑 3 117 预应力筋张拉、压浆 12 合计 213138 合计 注:1、悬灌梁段共 7 段,每节段施工周期 10 天. 2、主墩桩基 16 根,边墩 12 根,采用旋挖钻机施工,2 根/天. 4、 (48+80+48)m 连续梁 (48+80+48)m 连续梁全长 177.5m,C50 砼 2630m3.如改为支架 现浇法施工,梁体计划分为 3 段(如图 4 所示) ,其中、段长度 均为 87.75m,砼各 1304 m3,段长 2m,砼 22m3. 施工时,段与段可同步或交叉搭设支架、绑扎钢筋、安装 模板、整段浇筑砼.段为合龙段,最后浇筑. 悬浇法与支架现浇法工期对 5 比如表 5,从表中可以看到,支架法现浇比悬灌法施工可缩短工期 91 天. (48+80+4848+80+48)m m 连续梁工期对比表连续梁工期对比表 表表 5 5 悬灌法支架现浇法备注 序 号 项目工序用时工序用时项目 1 桩基 4040 桩基 2 承台 3030 承台 3 墩身 2020 墩身施工 地基处理 4 0#段 5035 支架搭设、底模安装 5 挂篮安装、预 压 1515 支架预压 6 悬灌梁段 10030 、梁段模板安装、 1 2 钢筋绑扎 同时施工 7 边跨合拢 126 、段砼浇筑 1 2 8 中跨合拢 1310 预应力筋张拉、压浆 92 梁段钢筋绑扎 3 101 梁段砼浇筑 3 118 预应力筋张拉、压浆 12 合计 250159 合计 注:1、悬灌梁段共 10 段,每节段施工周期 10 天. 2、主墩桩基 20 根,边墩 12 根,采用旋挖钻机施工,2 根/天. 6 图 1 支架现浇法 32+48+32m 连续箱梁砼浇筑顺序(单位:cm) 图 2 支架现浇法 40+56+40m 连续箱梁砼浇筑顺序(单位:cm) 7 1 3 2 图 3 支架现浇法 40+64+40m 连续梁砼浇筑顺序(单位:cm) 图 4 支架现浇法 40+80+40m 连续箱梁砼浇筑顺序(单位:cm) 8 三、支架 计算 支架规格 支架采用碗扣式钢管脚手架,主构配件的规格尺寸如下: 构件名称 品种 长度(mm) 重量(kg) 立杆 LG-300 3000 17.31 LG-240 2400 14.02 LG-180 1800 10.67 顶杆 DG-150 1500 8.7 DG-120 1200 6.65 DG-90 900 5.5 立杆垫座 DZ-1 1.7 立杆可调座 TZ-2 10.1 立杆粗细调座 TZ-3 6.1 横杆 HG-240 2400 19.3 HG-180 1800 15.3 HG-120 1200 11.3 HG-90 900 7.8 HG-60 600 6.85 HG-30 300 5.9 斜杆 XG-300 3000 8.6 XG-255 2550 7.5 XG-216 2160 6.6 XG-169 1690 5.4 可调横托撑 HC-1 7.3 横托撑 HC-2 托撑 TC-2 4.1 可调托撑 TC-1 8.7 支架结构 以 40+80+40m 连续箱梁为例,现浇支架结构如图 5、6.支架立 杆纵向间距均取 0.6m,横向间距翼檐下取 0.9m,箱室底取 0.6m, 腹板底取 0.3m,横杆竖向间距均取 1.2m,顶、底托采用可调托撑. 支架顶托横桥向布置 I14 工字钢横梁,间距 0.6m;横梁上纵桥 向布置 10cm15cm 方木次梁,次梁在箱室下方间距 40cm、腹板下 方 9 图 5 支架半纵面图 图 6 支架截面图 10 20cm.箱梁内外模板均采用木模板,箱室顶板和翼板采用脚手架支撑. 支架 设计 为安全、简便起见,次梁和横梁均按简支梁受力考虑,分别验 算箱室底板和腹板下支架受力. 1、荷载取值 按铁路混凝土工程施工技术指南 (TZ210-2005)规定,荷载 取值如下: 箱梁钢筋砼自重:26kN/m3 人及运输机具作用在模板上荷载:2.5kPa 振捣时产生的荷载:2kPa 木材密度:750kg/m3 2、次梁计算 (1)腹板部位底模下次梁 腹板部位荷载 1 a、箱梁砼自重(按最大截面考虑,砼超灌系数 1.05): P1 =6.65261.05=181.5kN /m2 b、模板荷载(面板 1.2cm 木胶板;横肋 1010cm 方木,间距 30cm;纵肋 214a 槽钢,间距 80cm) P2=26.10.0127.5+(1/0.3+1)6.10.10.17.5 +2(6.1/0.8+1)10.145/0.9=11.18kN /m2 c、设备及人工荷载:P3=2.5kN/m2 d、砼振捣荷载:P4 =2kN/m2 次梁截面特性(次梁采用 10cm15cm 方木) 2 截面积:A=1015=150cm2 弹性模量:E=1104MPa 11 抗弯模量:W=bh2/6=10152/6=375 cm3 惯性矩: I=bh3/12=2812.5cm4 强度验算(腹板下次梁间距 20cm) 3 荷载组合: PQF=P1+P2+P3+P4 =197.18kN/m2 换算到次梁上线荷载: q= PQF0.2=197.180.2=39.45 kN/m 纵梁抗弯应力计算公式得: w=qL2/(8W) =39.450.62106/(8375103) =4.7MPaw=13MPa,强度满足要求(参考红松木). 由矩形梁剪应力计算公式得: =3Q/2A =3(197.180.20.6 /2)103/( 2150102) =1.2MPa=2.3MPa,剪应力满足要求. 刚度验算 4 荷载组合:PGF=P1+P2=192.68 kN/m2 q=PGF0.2=192.680.2=38.54kN/m2 fmax =5qL4/384EI =538.541030.64109/(3842812.51041104) =0.23mmf=L/400=600/400=1.5mm 刚度满足要求. (2)箱室下次梁 箱室下次梁荷载取值 1 a、箱室顶板砼厚度 0.4m,底板最大厚度 1m 则,超灌系数 1.05,砼箱自重:P1x=(1+0.4)261.05=38.22kN/m2 b、内模支撑和模板荷载(面板采用 1.2cm 的木胶板;横肋采用 12 1010 方木,间距 30cm;内模支撑采用 48 钢管支撑,纵、横、 竖向间距 1m). P2x =2410.10.17.5+10.0127.5+210.169+ (5.14+64)0.058=3.165kN /m2 c、设备及人工荷载:P3x=2.5kN/m2 d、振捣荷载:P4x=2kN/m2 次梁截面特性(箱室底模下次梁采用 10cm15cm 方木) 2 截面积:A=1015=150cm2 弹性模量:E=1104 MPa 抗弯模量:W=bh2/6=10152/6=375cm3 截面模量:I=bh3/12=2812.5cm4 强度验算(箱室底模下次梁间距 40cm) 3 荷载组合:PQx=P1+P2+P3+P4=45.9kN/m2 换算到次梁上线性荷载:qx=PQx0.4=45.90.4=18.36kN/m 因同样材料、同样跨度情况下,箱室底板下线荷载比腹板下小, 所以强度和刚度都能满足要求. 3、横梁验算 (1)横梁截面特性 截面积:A=1015=2150mm2 弹性模量:E=2.1105MPa 抗弯模量:W=102103mm3 惯性矩:I=bh3/12=712104 mm4 (2)腹板下横梁验算(腹板下模梁纵向间距 60cm,跨度 30cm) 强度验算 1 13 q=PQF0.6+0.169=197.180.6+0.169=118.5kN/m 跨内最大弯矩为:Mmax=118.50.32/8=1.3kN.m 由梁正应力计算公式得: w=Mmax /W=1.3106/ (102103) =12.7MPaw=145MPa,满足要求. 刚度验算 2 q=PGF0.6+0.169=192.680.6+0.169=115.8kN/m fmax=5qL4 /384EI =5115.80.341012/(3842.1105712104) =0.008mmf=L/400=0.75mm,刚度满足要求. (3)箱室下横梁验算(箱室下横梁间距 60cm,跨度 60cm) 强度验算 1 q=PQX0.6+0.169=45.90.6+0.169=27.7kN/m 跨内最大弯矩为:Mmax=27.70.60.6/8=1.2kNm 由梁正应力计算公式得: w=Mmax/W=1.2106/(102103 ) =11.8MPaw=145MPa,满足要求. 刚度验算 2 q=(PQX-P3-P4)0.6+0.169=(45.9-2.5-2)0.6+0.169 =25.0kN/m fmax=5qL4/384EI =5250.641012/(3842.1105712104) =0.03mmf=L/400=1.5mm,刚度满足要求. 4、立杆验算 (1)截面特性 483.5 管截面特性 14 截面积:A=489.3mm2 弹性模量:E=2.1105MPa 回转半径:i=15.8mm (2)腹板下方立杆强度验算(腹板下腹手架 60cm30cm) 梁部传递荷: N1=(PQF0.6+0.169)0.3=197.180.60.3=35.5kN 钢管架自重(按 12m 高度计算): N2=0.04(12+(0.3+0.6)10)=0.84kN 荷载组合: N=N1+N2=35.5+0.8=36.3kN 架手架计算长度:l0=l=1200mm 长细比:=l0/i=1200/15.8=75.9 查表得拆减系数:=0.744 脚手架管容许压力:N=A=0.744489215=78.22kN NN,所以立杆强度满足要求. (3)立杆弹性压缩量 L=NL/EA=36.310312103/(2.1105489.3) =4.23mm,压缩变形很小. 5、地基容许承载力 计算 根据地质资料可知,一标段地层主要为第四系冲积层、冲洪积 层、海积层,一般以黏性土、粉土、砂类土为主.脚手架管最大传力 为 34.4kN,按 0.5m0.5m 脚手架底承载面积计算,地基容许承载 力为 137.6kPa. 地基主要采用建筑垃圾换填 1m,分层夯实,换填后的承载力不 低于 200kPa.地表整平后,再浇筑 25cm 厚的 C20 砼. 四、支架 预压 与变形观测 15 支架搭设结束后,铺设底模,接着先进行支架预压.通过预压, 检验支架安全性,测量弹性变形,消除非弹性变形. 预压材料采用编织袋装砂加钢筋,预压荷载取梁体自重的 120%. 支架预压变形观测断面纵向间隔 8m,每个观测断面上设左、中、 右 3 个观测点.测点设在 I14 工字钢横梁底紧靠立杆位置. 五、预拱度设置 梁体模板预拱度主要包括梁体自重及施工机具与人员荷载作用 下的支架弹性变形以及预应力、砼收缩徐变、二期恒载和 1/2 静活 载作用下的梁体变形. 其中,梁体自重及施工机具与人员荷载作用下的支架弹性变形 按预压实测值设置,其余变形按设计单位提供的预拱度设置. 六、模板 构造 箱梁模板由侧模、内模、底模和端模组成,全部采用 1.2cm 厚 木(竹)胶板,竖肋用 10cm10cm 方木,间距 40cm,横肋用 214 槽 钢,间距 80cm. 模板的强度、刚度符合要求,并规则有序,线条美观,模板缝 隙严密平整、不漏浆. 七、砼浇筑 梁体砼采用 4 台 100m3/h 砼泵车由两端向中间对称浇筑,先底 板,后腹板,再顶板,分层浇筑,每层厚度不大于 30cm.砼采用插 入式振动棒捣固,严防漏捣、欠捣和过度振捣. 顶板砼在振捣平整后即进行第一次抹面,待砼初凝前进行二次 抹面.砼初凝后,夏季采用洒水、覆盖养护,冬季采取覆盖保温养护, 养护不少于 14 天.养护过程中,砼芯部与表层、表层与环境以及箱 内与箱外的温度之差控制在 15之内. 16 八、预应力张拉 与压浆 当梁体混凝土强度及弹性模量达到设计要求后,进行预应力张 拉.张拉顺序以及孔道压浆严格按设计和施工规范进行. 九、支架拆除 预应力孔道压浆强度达到设计值后,安排支架和模板拆除. 支架拆除前,先由跨中向两端逐排对称通过松卸立杆顶部托撑 卸落底模.当底模与梁底全部脱开后,再由上向下拆除支架. 十、质量保证 措施 1、砼原材料及配合比控制 为防止砼出现裂纹,砼初凝时间控制在 17 小时左右,配合比尽 可能降低水泥用量. 2、砼施工过程中温度控制 砼施工过程中,为防止凝固过快,砼出模温度控制在 35以内, 砼入模温度不得超过 30,当砼温度入模温度超过 30时,采取在 水中加冰块,对泵送管道进行麻袋覆盖洒水等综合降温措施.安装好 的模板也要采取覆盖措撒水降温措施,将模板温度控制在 35以内.如 果是夏季施工,砼浇筑尽可能选择在晚上进行,砼浇筑要满足夜间 浇筑完成的能力. 为控制拆模后因为温度变化形成裂纹,随时测量梁体温度、箱 内、箱外温度,将箱体与箱内、箱内与箱
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