高架桥钢箱梁支架法滑移(评审后1)_第1页
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文档简介

1、目 录一、编制依据1二、工程概况1三、施工部署23.1、材料需求计划23.2、施工场地平面图23.3、施工组织机构3四、施工计划3五、施工方案35.1、总体施工方案35.2、运输方案55.3、支架方案75.4、安装方案155.5、支架拆除方案315.6、广场层施工监测方案375.7、其它施工措施要求52六、人员、机械设备计划556.1、劳动力投入计划556.2、生产机械设备配置计划566.3、安装机械设备计划566.4、其它辅助措施计划57七、质量保证措施587.1、质量目标587.2、质量管理机构587.3、主要质量管理人员及部室职责587.4、质量管理制度59八、安全保证措施618.1、建

2、立安全保证体系618.2、高空作业628.3、吊装作业628.5、现场施工用电638.6、现场安全责任区域划分64九、应急预案649.1、安全应急小组649.2、应急预案程序649.3、应急措施659.4、应急方法65十、附图66十一、附件7677一、编制依据(1) 沈阳南站站房前高架桥工程设计图纸(2) 公路工程技术标准(JTG B01-2003)(3) 城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ2-2008)(4) 桥梁用结构钢(GB/T 714-2000)(5) 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件(JT/T 722-2008)(6) 钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)(7)

3、公路桥涵施工技术规范(JTG/T F60-2011)(8) 履带起重机(GBT 14560-2011)(9) 危险性较大的分部分项工程安全管理办法(建质200987号)二、工程概况2.1、工程简况沈阳南站东广场站前高架桥全长233.7m,设计里程范围EK0+31.8EK0+265.5,中心桩号为EK0+148.65,共3联。高架桥桥梁上部结构形式:(31.2+31.5)m连续钢箱梁+(31.5+45+31.5)m连续钢箱梁+(31.5+31.5)m连续钢箱梁;桥面采用单向横坡,桥面横坡用箱梁顶底板旋转形成。沈阳南站西广场站前高架桥桥梁全长171m,设计里程范围XK0+42.0XK0+213.0

4、,中心桩号为XK0+127.5,共3联。高架桥桥梁上部结构形式3*21m混凝土现浇连续梁+1*45m简支钢箱梁+3*21m混凝土现浇连续箱梁;桥面采用单向横坡,桥面横坡用箱梁顶底板旋转形成。钢箱梁结构采用全焊接结构,钢箱梁梁高1.85m,除支点附近顶、底板加厚梁段外,钢箱梁顶、底板厚度均为16mm,腹板厚度为14mm。箱内纵向每隔23m左右设一道普通横隔板,中间开设人孔,支点处采用支点横隔板。2.2、环境简述1)周边结构完成情况:高架桥施工时,东西站房主体结构已经完成,桥下地下层和广场层结构(除覆土层)已经完成,引桥钢结构桥已经完成,引桥桥面系正在施工,2#3#桥(可能)通车。广场层上有部分结

5、构突出形成地上结构。2)环境结构层设计荷载东西广场层结构设计为上人不上车结构,施工高架桥钢箱梁结构设计荷载为公路-级,引桥结构设计荷载为公路-级。三、施工部署3.1、材料需求计划钢箱梁总体用钢量为5377.3t,材料全部采用Q345qE钢板。其中东站房前第一联钢箱梁重量为1285.5t;东站房前第二联钢箱梁重量为2190.5t;东站房前第三联钢箱梁重量为1278t;西站房前简支钢箱梁重量为623.3t。具体钢材明细见下表。序号产品名称规格型号(mm)材质单 位数 量1钢板-30Q345qEt45.852钢板-28Q345qEt102.063钢板-25Q345qEt604.474钢板-20Q34

6、5qEt298.225钢板-16Q345qEt1671.536钢板-14Q345qEt687.377钢板-12Q345qEt552.828钢板-10Q345qEt244.129钢板-8Q345qEt1079.1010钢板-6Q345qEt44.2711辅助构件钢材Q345qEt22.3112剪力钉D19t25.1813合计5377.303.2、施工场地平面图 (见附一、附二)3.3、施工组织机构序号姓名职务联系电话(小号)备 注1赵国权施工队队661311)2迟涛书661094)3范宪平副队661052)4李 伟总工

761742)5张世岩工程管理部部61531)6闫 旭安全质量部部长139416739927杨海虹财 务 部部691930)8安国余成本预算部部661381)9谢 超物资设备部部长692059)10迟涛(兼)综 合 部部661094)四、施工计划根据整个标段施工进度计划安排,我项目拟按照如下进度安排施工:东广场部分:材料订购:2013年12月15日前制作工期:2014年1月15日2014年8月20日安装工期:2014年3月15日2014年11月

8、15日 (计划按照1.5天1节梁段的安装进度安排)西广场部分:材料订购:2015年4月15日前制作工期:2015年6月1日2015年7月25日安装工期:2015年7月18日2015年8月29日(计划按照2天1节梁段的安装进度安排)五、施工方案5.1、总体施工方案结合现场实际状况、吊装能力、运输能力及梁段分节情况等,制定如下方案:制作厂分节段正装制作,采用大件运输车辆从制作厂运输到安装场地附近,使用350t履带吊吊装到临近桥位支架上,通过运梁平车在铺设轨道(架设在支架上)上滑移至安装桥位,最后节段拼接焊接成形。考虑对既有广场层结构的影响,在既有广场层布设监控设施形成整套监测体系。分段尺寸及重量明

9、细见附三5.1.1运输方案与专业大件运输公司签订运输合同,采用专门的大件运输车辆进行节段运输。5.1.2支架方案钢箱梁下设临时承重支架。承重支架采用四根钢管柱组成的格构柱作为安装过程中的承重支墩,该支架支点落于广场层横纵梁交点处,且交点位置有地下砼柱支撑。支架上设纵向连续贝雷桁架,贝雷桁架上横向安装枕木及道轨。5.1.3安装方案站房前钢箱梁处于已完广场层上。广场层混凝土层结构设计荷载按照公路-级,上覆600mm1.6mm土层,楼板承载力较低,不适用于运梁车经行和履带吊车上行。结合现场实际情况,钢箱梁安装采用吊车架梁并平移的安装方案。具体如下:钢箱梁安装采用350t履带吊(带超起)站位于已完钢桥

10、(西高架桥处为混凝土桥)外侧将梁段吊到钢箱梁上滑移平台,通过移梁平车和通长铺设的轨道将梁段移送到位,然后采用千斤顶将梁段落到设计标高位置,之后进行下一节段滑移安装工作。焊接及相应的检验工作跟随安装进度进行。以此类推完成东西广场的所有箱梁安装。本方案施工安全控制要点是支撑及贝雷桁架的安装控制、吊车上梁安全控制、轨道移梁及移梁就位时梁体防溜安全控制。在支架拆除工作中,应采取妥善安全措施,防止支架倒塌事故发生。5.1.4支架拆除方案在墩顶(垫石边)采用安装液压整体顶升千斤顶将整联钢梁顶起脱离下面支架支撑结构,之后割除短支撑钢管,最后将千斤顶卸载,完成支架拆除。5.1.5 广场层结构监测方案为保证施工

11、过程中产生的施工荷载对既有广场层结构的安全风险可控,建立以计算机模拟为中心的监控方案,形成连贯地覆盖整个施工过程的监测体系。5.2、运输方案由于施工场地在沈阳市内,白天过往行人较多,车辆密集,交通十分紧张,因此选择夜间运输。根据钢箱梁的重量、外形尺寸和运输道路环境,我们将委托长期合作良好的运输商承担钢箱梁的运输任务。运输合作商具有丰富的运输经验和可靠的运输保证,能保证施工现场及时安装的需要。5.2.1钢梁节段装车钢箱梁最大节段为5.9m×18.58m,单节梁最重56.2t。因此运输车可采用100t加长拖挂车运输,拖挂车车板17m即可。大型平板车高度为1.4m,加上钢箱梁高度为1.85

12、m,考虑垫木等总体载物高度约为3.3米。大板车长度为17m,钢箱梁长度为18.58m,装车时可将钢箱梁前端悬出大板车0.5m,后端悬出1.1m既可。装车时保证钢梁的重心位置处在车板的中间。将钢梁悬出端用倒链将两侧与车底板栓牢,防止摆动。由于钢箱梁底板为平面,两端及中间将箱梁落在车板上,用枕木垫实,同时将枕木垛与车板采用钢带焊接牢固,保证钢梁平稳。(1)、运输车辆驶入工厂指定停车位,利用吊车将钢箱梁吊至运梁车上方,与车板间隔距200mm。(2)、对钢梁进行就位调整,车板中心线与钢箱梁的重心重合,将钢箱梁落在运输车上。(3)、将钢箱梁与大板车利用钢丝绳及手拉葫芦捆扎好,保证钢梁不晃动。钢梁与车体加

13、固时,形式可采用八字形、倒八字形,交叉捆绑或下压式捆绑。钢梁加固时应注意防止钢丝绳与钢梁接触面的摩擦,采用木块、铁皮、防护软垫进行维护,防止摩擦造成钢梁油漆面或钢梁表面的损伤。同时为防止在运输途中钢箱梁发生滑动,在钢箱梁的支撑点下方摆放防滑橡胶垫。(4)、确认无误后拆除吊车与钢箱梁的连接吊索具。5.2.2钢梁节段运输(1)、钢梁节段运输道路需由运输车辆事先勘察好,并办理大件运输许可证后上路。(2)、运梁车在专门的指挥人员指挥下驶出工厂时,应将车速控制在低速状态。(3)、运梁车在整体驶入正式公路后,应停车整体检查;确认无问题后,在专门配备的指挥人员指挥下开始行驶;行驶速度不得过快。(4)、运梁车

14、在正常行驶途中,严禁左右晃动方向,紧急制动,空档滑行,在制动前应予留制动距离,驾驶时确保平稳。(5)、路口转向时,应先停车观察路口情况后在进行转弯,转弯时必须有防护人员。(6)、运梁车进入施工现场行驶至吊机作业半径内停车,质检员进行运输后质量验收。(7)、运梁车出厂应有押运车开道,并同时在钢梁边界线安装警示灯,驶入公路车速应保持30km/h,以防车速过快刹车时使钢梁发生侧滑。5.2.3钢梁节段卸车(1)、钢梁到达施工现场后,如具备吊装条件则直接进行吊装,不再卸载。(2)、现场吊运卸车时,要注意周边地形、空中情况,防止钢梁吊运时与其它物体相撞。(3)、钢梁运到现场后,应检查漆膜表面是否损坏,如发

15、现损坏及时进行修补。(4)、钢梁卸车时应所用的吊具应仔细检查,避免发生意外。(5)、卸车时,应在构件底部设置枕木将其垫起,防止构件直接与地面接触。5.3、支架方案钢箱梁下设临时承重支架。承重支架采用四根钢管柱组成的格构柱作为安装过程中的承重支墩,该支架支点落于广场层横纵梁交点处,且交点位置有地下砼柱支撑。支架上设纵向连续贝雷桁架,贝雷桁架上横向安装双拼槽钢枕梁及道轨。1)东广场形式(1)根据现场实际情况支架立柱和扁担工字钢分成四种情况:跨间普通支架、墩柱支架、外边跨墩柱支架。支架横桥向顶端设2道钢管系杆,选用133*4焊制跨间普通支架立柱材料选用4180*10螺旋焊管,锥条选用75*8角钢,立

16、柱上下节点板选用=16mm直径500mm圆板,立柱顶端横向扁担工字钢为I32b,立柱布置间距为2m*2m。墩柱支架立柱材料选用4299*10螺旋焊管,锥条选用75*8角钢,立柱上下节点板选用=16mm直径500mm圆板,立柱顶端横向扁担工字钢为I32b,立柱布置间距为3m*3m。外边跨墩柱支架材料与墩柱支架材料相同,其中3根钢柱布置间距为2m*2m,另一钢柱贴近墩柱布置。(2)根据现场实际情况桁架及轨道布置分成三种情况:西三榀纵向桁架、东一榀纵向桁架,转折区横向桁架。连续贝雷梁与扁担工字钢不焊接,采用在扁担工字钢上焊接限位挡块限制贝雷梁的横向位移。西三榀纵向桁架设置4片/组普通型纵向连续贝雷梁

17、,间距布置为450+900+450,按照贝雷梁使用手册布置相应配件。桁架上设槽钢枕梁,槽钢枕梁上采用焊接限位钢板固定50道轨,道轨中心间距设置为1350mm,道轨中心对应纵向墩中心线。西侧两榀轨底标高为46.769,西侧第三榀轨底标高为46.591。东一榀纵向桁架设置4片/组普通型纵向连续贝雷梁,间距布置为450+450+450,按照贝雷梁使用手册布置相应配件。桁架上设槽钢枕梁,槽钢枕梁上采用焊接限位钢板固定50道轨,道轨中心间距设置为900mm,道轨中心对应纵向墩中心线。东一榀轨底标高为46.591。转折区横向桁架采用5片横向贝雷梁连接纵向贝雷梁,形成横向滑移的连续桁架,纵横贝雷梁采用210

18、槽钢焊接连接,并在上下弦杆上方采用扁担槽钢焊接加强,横向贝雷梁上设双拼槽钢10枕梁,双拼槽钢10枕梁上采用焊接限位钢板固定50道轨(转折区横向轨道),道轨间距设置为1600mm,道轨中心距梁端边线为3200mm。跨越纵向桁架部分采用临时短轨与之连接,转折区横向轨道和临时短轨轨底标高为46.769。(2)西广场支架形式西广场支架材料与东广场相同,其三排桁架滑道与东广场西侧三榀相同。(3)支架结构(见附图)5.3.1东广场支架布置图1)支架总平面图2)支架纵向布置立面图(以一联示意,余同)3)支架横向布置立面图(无混凝土柱位置)支架布置立面图(有混凝土柱位置)支架布置立面图转折区支架布置图(沿桥纵

19、向)5.3.2西广场支架布置图1)支架总平面图2)支架纵向布置立面图5.3.3支架强度计算复核 本节见计算报告沈阳南站东西广场站前高架桥支架工程结构安全检算,可见东西广场支架强度满足要求。5.3.4支架安装要求 1)可上到既有广场层结构的最大吊车吨位为25t 2)支架上轨道通行前需用35t重物放在单个平台车上进行支架强度验证,确保安装后支架弹性变形能保证梁体通行平顺。 3)应按照沈阳南站东西广场站前高架桥支架工程结构安全检算报告中的要求对支架各节点进行制作安装。5.4、安装方案站房前钢箱梁处于已完广场层上。广场层混凝土层结构设计荷载未考虑大型施工设备通行,上覆0.6m1.6m土层,楼板承载力较

20、低,不适用于运梁车经行和履带吊车上行。结合现场实际情况,钢箱梁安装采用吊车架梁并平移的安装方案。具体如下:钢箱梁安装采用350t履带吊(带超起)站位于已完钢桥(西高架桥处为混凝土桥)外侧将梁段吊到钢箱梁上滑移平台,通过移梁平车和通长铺设的轨道将梁段移送到位,然后采用千斤顶将梁段落到设计标高位置,之后进行下一节段滑移安装工作。焊接及相应的检验工作跟随安装进度进行。以此类推完成东西广场的所有箱梁安装。5.4.1东广场安装方案分步介绍安装步骤如下:第一步:安装支架及吊装准备施工要求:1)支架和轨道安装调试完毕 2)履带吊车走行区域换填完毕3)运梁车通行区域平整完毕第二步:吊装第一段到移梁平车上施工要

21、求:1)履带吊站位于保证与既有结构不影响的安全区域 2)履带吊稳妥吊起第一段梁,稳吊一分钟,确认可送到相应位置后逆时针旋转吊臂到位。3)履带吊将梁段平衡稳放于移梁平车第三步:牵引第一段梁段施工要求:1)北侧架设2个牵引卷扬机,南侧架设1个防溜卷扬机 ,试运行确保3台设备同时启动同时停止。2)连接钢丝绳到梁体上3)启动卷扬机,缓慢移动移梁车,保证移动速度不大于10米/分,确保整体运行安全。4)发现影响安全运行因素,必须立即停止。消除隐患方可继续牵引梁段,直到梁段运行到安装位置。第四步:第一段梁体就位 施工要求:1)在支架上焊接短支撑柱,使顶面标高与梁体节段安装地面标高相同2)牵引梁端到位后卷扬机

22、停止,拆除牵引及防溜钢丝绳。3)使用机械千斤顶同步顶升梁体,使梁体脱离移梁平车4)滑动移梁平车出梁体投影范围5)机械千斤顶缓慢卸压,使梁体落在提前焊在支架上的短支撑柱。6)利用千斤顶等调整梁体节段使之相应几何尺寸符合安装要求。第五步:吊装第二段到纵向移梁平车上施工要求:1)在转折区将短钢轨架设到纵向滑移钢轨上,并连接成横向滑动轨道。2)按第二步方法将第二段吊装到横向滑动平车。第六步:牵引梁段到安装横向位置施工要求:1)使用卷扬机(布置在横桥向)缓慢牵引梁端到梁体限定位置。2)到达位置后,检查横向移动平车是否占用横向短轨位置,若占用,需用机械千斤顶顶起梁端,稍稍推动平车使之离开短轨,以便拆除短轨

23、,之后缓卸压降落梁端到横向移梁平车上。第七步:将梁端转换到纵向移梁平车上施工要求:1)利用机械千斤顶顶起梁体,滑出横向移梁平车。2)拆除横向短轨。3)推进纵向移梁平车,缓慢卸压机械千斤顶,使梁端落到纵向移梁平车上。第八步:将梁端牵引到安装位置施工要求:1)利用卷扬机等设备按照第三步方法将梁端牵引到位第九步:将梁端落到相应标高并调整铆固焊接施工要求:1)按照第四步方法将梁段落到相应标高2)调整梁段位置,与第一段铆固焊接。第十步:安装其它全部梁段施工要求:1)按照以上方法顺序安装各梁段2)每段安装铆固后焊接。第十一步:拆除支架,涂装成桥施工要求:1)梁体上表面焊接剪力钉2)从远端开始顺序拆除支架3

24、)先割断短支撑柱,解除贝雷桁架纵向和横向约束4)解除部分桁架间连接,利用叉车、吊车等设备拆除桁架。5)拆除立柱。6)梁体各外表面涂装成桥。5.4.2西广场安装方案西广场钢箱梁为一孔45米简支梁,采用铺设三条纵向轨道,梁段节段重量最重56.2t,利用350t履带吊(带超起)直接吊装到轨道支架上,纵向滑移到相应位置,之后焊接成型。安装方法与东广场基本相同,支架布置见5.3.2节西广场支架方案平(立)面图。5.4.3吊装方案及吊装能力计算5.4.3.1 东广场吊装方案及吊装能力计算根据分节方案中各节段重量统计表可知,最重梁段重量为56.2吨,考虑吊车吊勾等吊具重量4吨,其吊车荷重为60.2吨。为增大

25、施工安全性,考虑风载等因素,吊车荷重按照履带起重机(GBT 14560-2011)其动载实验要求放大1.1倍,暂按照66吨进行考量设计。根据现场场地布置、梁段落点位置,使用中联牌QUY350履带起重机,选用其SDB工况78米主臂。绘出吊装现场布置图如下:注:为使表达示意清楚,梁体北侧部分暂未显示。从上图可以看出,吊车站位中心距既有广场层结构外侧13.1米,距东站房南侧附属结构17米位置,主要吊装构筑物的旋转中心距吊车转盘中心为49m,梁段起升高度为11米。查徐工350履带吊车性能表SDB工况可知(78米主臂)50米旋转半径吊装重量为67t。满足施工使用要求。附吊车性能表徐工集团QUY350SD

26、B超起工况重型主臂起重性能表(85t转台平衡重+30t车身平衡重)5.4.3.2 西广场吊装方案及吊装能力计算根据分节方案中各节段重量统计表可知,西广场单段重量最重为56.2吨。考虑吊车吊勾等吊具重量4吨,其吊车荷重为60.2吨。为增大施工安全性,考虑风载等因素,吊车荷重按照履带起重机(GBT 14560-2011)其动载实验要求放大1.1倍,暂按照66吨进行考量设计。根据现场场地布置、梁段落点位置、吊车自身尺寸,绘出吊装现场布置图如下:从上图可以看出,吊车站位中心距既有广场层结构外侧13.1米,距东站房南侧附属结构17米位置,主要吊装构筑物的旋转中心距吊车转盘中心为32m,梁段起升高度为11

27、米。查徐工350履带吊车性能表SDB工况可知(78米主臂)32米旋转半径吊装重量为107t。满足施工使用要求。5.4.3.3 吊装带及相应吊环选用根据梁段重量、梁段长度及设备吊装实践经验,决定梁段吊装选用4根10米长标称30t吊装带和4个标称30t吊环。已知东广场梁段最长为18.58米,梁段最宽为5.9米,单节段最重为56.2吨,从下图(吊点示意图), 可知吊钩与梁面距离为8.45米,则可计算得到吊装带与梁面夹角为=arcsin0.845=57°,绘出力分解图形,按照4根吊装带受力均匀考虑,可知单根吊装带需承担力为N=F/SIN=14.05/sin57°=16.62吨。因梁

28、段中心可能与吊装点中心存在不重合的情况,现假设梁段重量全部由其中两根承担,计算如下:可知吊钩与梁面距离为9.86米,则可计算得到吊装带与梁面夹角为=arcsin0.986=80°,绘出力分解图形,按照2根吊装带受力均匀考虑,可知单根吊装带需承担力为N=F/SIN=28.1/sin80°=28.17吨。因成品吊装带自身已考虑6倍安全系数,故30吨吊装带能够满足施工使用要求。从计算结果可知,4根10米长标称30吨吊装带和4个标称30t吊环可以满足吊装要求。西广场吊装带和吊环选择与东广场相同,不再复述。5.4.3.4 吊耳选用从上小节计算中可知,吊装带最大拉力(实际不可能达到的)

29、为28.17t,该力将通过吊耳传递到箱梁上,即吊耳可承受作用力大于28.17t。参考HGT21574-2008 化工设备吊耳及工程技术要求,选用单个吊耳可承受30t的吊耳型号 HGT21574-2008 吊耳 AP-30。吊耳具体制作按照标准给定形式尺寸及材料进行制作。5.4.3.5 吊机施工场地承载力验证根据5.4.3.1节可知,吊车选用QUY350SDB工况(78米主臂,配重200t),按照规范计算当量载荷,其各部位重量如下:序号部位名称重量(t)1车身自重3102主臂183超起桅杆144吊勾(含其它吊具)45车身压重306后配重857超起配重2008货物重量60(暂按计算)9合计721经

30、吊装公司现场实地踏勘,决定现场进行分层压实并填筑山皮土。填筑高度暂按600mm高山皮土+150mm硬渣石,并用压路机分层(振动力不小于30t级)往返多次压实。填筑完毕后使用4块3米*6米履带专用垫板放在履带下。因整个工期内吊车不需前后移动,不需考虑垫板在履带作用下的不均匀承压问题。因此履带吊对地基承压面积为A=4*3*6=72m2。平均接地地压 P=721*9.8/72=98.14KN/m2=98.14kpa。上层回填部分经现场分层压实并填筑山皮土,完全可以达到履带吊车接地地压的要求。施工时开挖到一定标高,邀请具有相应资质单位对地槽地基承载力进行触探,直到地基承载力满足大于120 kpa,之后

31、采用现场分层压实并填筑山皮土,最终达到超出地面标高要求。针对临近构筑物,绘制剖面图如下:根据市政广场设计单位要求,吊车与既有构筑物安全距离为8米,当前设置满足其要求。5.5、支架拆除方案考虑到当前广场层结构承受施工荷载有限等因素,减小因支架拆除顺序造成的支架对广场层压力短时过大的影响,结合本公司实践经验,采用安装液压整体顶升千斤顶将整联钢梁顶起脱离下面支架支撑结构,之后割除短支撑钢管,最后将千斤顶卸载,完成支架拆除。5.5.1 墩顶节点加强设计:中墩支座两侧各设1个120t液压油顶,边墩支座两侧各设1个80t液压油顶。整个顶升过程中涉及液压油顶对钢梁作用力及对混凝土柱作用力。考虑到液压油顶将上

32、作用点作用到梁体的支座横桥向横隔板附近,并加设钢垫板扩大受力分担面积。考虑到液压油顶对混凝土柱作用力。因混凝土柱本身即将承受钢梁相应受力,其本身承受载荷没有问题。在混凝土柱顶面设钢垫块使作用力受力均匀。5.5.2 墩柱墩顶局部承压强度复核柱顶局部承压计算简图如下:高架墩柱柱顶配筋如下图:竖向局部受力1200KN,利用墩帽防裂钢筋。1)局部承压区的承载力计算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62 -2004 的5.7.1条知,配置间接钢筋的混凝土构件,其局部受压区的截面尺寸应应按下列规定计算:0Fld =1.1×1200=1320KN 1.3sfcdAln=1.3&

33、#215;1.0×19.1×2.24×(180+2×180)×(180+2×60)=8994KNsqrt(Ab/Al)= sqrt( (180+2×180)×(180+2×60)/(180×180)= sqrt(5)=2.24式中 Fld 局部受压面积上的局部压力设计值,取1200KN;fcd C40混凝土轴心抗压强度设计值,取19.1Mpa;s 混凝土局部承压修正系数,混凝土强度等级为C50 及以下,取s1.0;混凝土强度等级为C50C80 取s1.00.76,中间按直线插入取值; 混凝土局部

34、承压强度提高系数;Ab 局部受压时的计算底面积,可按下图确定;Aln、Al 混凝土局部受压面积,当局部受压面有孔洞时,Aln 为扣除孔洞后的面积,Al为不扣除孔洞的面积。当受压面设有钢垫板时,局部受压面积应计入在垫板中按45°刚性角扩大的面积;2)局部承压区的抗裂性计算 10 Nj局部承压时的纵向力(kN);Rl混疑土抗拉设计强度(MPa);V与钢垫板形式及构件相对尺寸有关的系数,对方、圆形垫板轴心局部承压,取V2;局部承压板垂直于计算截面方向的边长与间接钢筋深度(图l、2所的H)之比; A局部承压区段沿荷载轴线切割的计算截面积(其高度等于间接钢筋配置深度H);Ag通过计算截面A的间

35、接钢筋截面面积(cm2)。=2/(1-18/36)=410 Nj=0.09*4*(30*36*2.64+45*13.56)=1246KN>1200KN .满足。可见墩顶原设计中的抗裂钢筋能够满足千斤顶的局部承压作用。5.5.3 支架拆除顺序图具体拆除步骤见下图。 第一步:组装焊接已完钢梁第二步:安装液压油顶第三步:整体提升钢梁,使梁体脱离支架短支撑第四步:割除支架短支撑第五步:均匀整体卸载,使墩顶受力第六步:采用小型机械辅助,按照由上及下的顺序拆除剩余支架5.5.4 支架拆除技术要求1)因梁体墩柱上千斤顶可承受压力略大于作用到该部分的结构重量,整体提升时考虑由东向西,每(纵向)轴墩柱上的

36、8个千斤顶同时提升,每循环(4轴)顶升高度限定5mm,直到梁体整体脱离短支撑。2)支架拆除时需确保吊车施工荷载不得对未完假设钢梁产生。3)支架拆除作业前要取得监理同意并见证。4)支架拆除要秉承由外向内,由上及下的顺序。防止支架坍塌。支架拆除区域设置防护栏杆,无关人员不得进入。5.6、广场层施工监测方案5.6.1监测内容根据结构施工的实际情况和特点以及结构在各种荷载作用下的易损性分析,结合业主、设计、施工、监理各单位提出的监测要求,我们拟对东广场高架桥投影区域内的广场层结构5-29轴与1U-1R轴范围的结构梁、板、柱进行监测。5.6.1.1监测项目监测项目主要包括广场层梁、板、柱等结构构件的受力

37、状态、变形及裂缝监测。具体监测项目如下:(1)结构构件的受力状态监测1)梁、板、柱关键截面的混凝土应力应变监测。地下结构广场层上,起初有起重设备进行行走和吊装作业,对于广场层结构,应力复杂且变化较大;由于钢箱梁段在支架滑道结构上牵引滑移作业以及钢箱梁段逐段焊接拼装,在自重和上部荷载的作用下将对其产生明显的挠度和应变。对于上述结构构件的关键截面,需要掌握混凝土的受力情况,进而了解结构构件的工作状态,因此也是本次施工监测的重点部位。2)施工拆架应变监测。在钢箱梁成桥之前,施工阶段所有的荷载都是由支架滑道承担并作用在广场层上,随着钢箱梁焊接拼装,形成体系转换,其自重以及施工荷载逐渐由桥墩和支架滑道共

38、同承担。而在钢箱梁顶升,拆除支架阶段,应对广场层结构的应力应变状态进行监测,观察其应力应变的变化规律。通过监测数据,有效预警危险状态,能够保证拆除工作的安全进行。(2)施工阶段结构的变形监测钢箱梁的施工阶段及支架拆除阶段,监测广场层混凝土构件变形,监测施工过程中钢箱梁段逐段拼装焊接施工对广场层结构关键节点的变形影响;监测混凝土构件应力、结构关键节点的变形满足应控制要求。(3)施工阶段结构的裂缝监测钢箱梁施工过程中,广场层受力复杂,变化较大,可能出现裂缝。对于因东广场高架桥施工引起的结构裂缝,因有效的采取监测措施,避免因裂缝的存在影响结构的抗渗性能,导致水分及有害物质渗入,诱发钢筋锈蚀或加速混凝

39、土的自然老化,从而损害工程结构的承载能力,对安全性产生影响。5.6.1.2结构监测阶段划分按高架桥施工与使用过程分段划分为9个监测阶段:初始施工阶段传感器埋设(2014年3月1日2014年3月15日);广场层无施工荷载阶段施工监测(2014年3月16日2014年3月20日);起重机械作业阶段局部施工监测(2014年3月21日2014年5月25日);支架滑道完成后阶段施工监测(2014年5月26日2014年5月30日);钢箱梁牵引滑移阶段施工监测(2014年6月1日2014年10月27日);千金顶顶升落梁阶段施工监测(2014年7月22日2014年11月25日);支架架拆除阶段施工监测(与千斤顶

40、顶升落梁阶段同步);成桥阶段竣工监测(2014年11月25日2014年12月5日);正常使用阶段(2015年1月)。5.6.1.3监测主要工作本次施工监测的主要工作:在各监测阶段,完成方案中提及的各项监测任务:广场层各结构的变形、各关键截面应力(应变)、结构裂缝等进行跟踪监测。与理论计算结果进行对比分析,如发现截面应力(应变)和挠度变形出现异常时,及时上报监控领导小组,协助分析原因。协助施工单位合理进行钢箱梁施工以及支架拆除工作。积极参加施工现场的技术讨论,对于施工中出现的问题和意外事故协助有关部门提出处理参考方案。5.6.2 监测过程方案5.6.2.1广场层结构的受力状态监测广场层结构的受力

41、状态监测是该施工监测的重要内容之一。应力应变实测值与理论值的对比,可用作识别结构工作状态是否满足设计和规范要求的重要依据。此外,千斤顶顶升落梁拆除支架过程中,如果结构卸载过程不合理,则将会在某些位置产生过大的局部应力,导致混凝土结构的开裂甚至影响结构的安全。因此,监测千斤顶顶升落梁过程中拆架受力状态,可以为支架的安全拆除提供预警与指导。具体监测内容包括:监测施工前期,大型起重设备广场层行走及吊装作业对广场层结构的受力影响程度;监测施工过程中,钢箱梁段逐个牵引滑移及调位焊接对广场层结构受力的影响程度;加强在每个工况下各个施工影响的程度监测是否满足监控仿真计算要求;监测是否满足监控仿真计算要求,按

42、照施工过程仿真计算内容进行监测并以监测结果来验证和修正施工。千斤顶顶升落梁及支架拆除阶段,监测广场层结构应力及变形是否满足控制要求。广场层结构的受力状态监测对象包括广场层主梁、板、柱等关键位置的混凝土应力应变监测以及施工拆架时以上各部位应变监测。(1) 监测设备及传感器1)传感器的选取鉴于以往工程监测经验,由于智能弦式数码应变计量程大、精度高、非线性范围大、零漂、温漂范围微小,对测量精度基本无影响,且自身防护破损的能力好,便于长期观测,是土木工程结构应力应变测量较理想的传感元件,详见表3.1。故本工程主要选用JMZX-212智能弦式数码应变计作为受力监测的主要手段。表3.1智能弦式数码应变计参

43、数品 名型 号量 程灵敏度标 距外形尺寸mm长宽高联接螺纹智能弦式数码应变计JMZX-212(A、AT、HAT)±30001128mm1442017M6对于广场层结构应变的监测,采用JMZX-212智能弦式数码应变计,如图3.1所示,通过将其用膨胀螺钉固定在混凝土结构表面上,量测广场层结构的应变变化情况。随着施工进程的推进,采集各施工工况下各广场层关键结构的混凝土应变值,从而可以换算得到结构应力状态。根据各关键截面实测应力情况来判断结构受力情况。图3.1智能弦式数码应变计2)数据采集设备传感器测读仪器采用JMZX-3001型综合测试仪,详见图3.2,是一种便携式、多功能、较稳定智能读

44、数仪。测量范围振弦频率:650-3000Hz;混凝土应变:±1500u;温度,20110;测量精度:振弦频率精度0.1%±0.1Hz,应变精度±1u,压力精度,±1KN,温度精度,±1。图3.2 JMZX-3001型综合测试仪(2) 传感器的布点由于工程规模庞大,对每个构件进行逐一监测工作量极大。因此应选取具有代表性的构件和关键位置进行传感器布点,合理平衡监测效果与监测成本。依据设计单位提供的设计文件、施工单位提供的施工深化方案,对广场层结构以A区、E区、C区三部分划分对广场层监测。广场层主梁布点依据:1)考虑广场层结构以A区、E区、C区三部分

45、划分;2)根据钢箱梁横向分布力计算,纵向1T和1S滑道附近梁柱受力最大;3)考虑横向滑道位于5-6轴之间,钢箱梁段长期作用于此滑道;4)考虑纵向滑梁对纵向10.5m和12m梁受力变化较大,16-17轴和17-18轴两跨为12m最大跨;5)考虑钢管支架以集中力形式作用在广场层梁上,参考剪力对梁斜截面破坏形式,斜截面主拉应力最大。参考以上布点依据,应变仪方向沿主梁侧面与斜截面破坏方向垂直,具体位置经计算求得,对广场层结构梁布点如下,红色点位置为布点位置:图3.3单梁布点图图3.4 A区梁布点图图3.5 E区梁布点图图3.6 C区梁布点图表3.2 拟监测广场层梁构件表位置类型截面长度备注A区1T-5

46、/6轴1000mm×1100mm10.5m1根1S-5/6轴1000mm×1100mm10.5m1根1T-9/10轴1000mm×1100mm10.5m1根1S-8/9轴1000mm×1100mm10.5m1根1S-11/12轴1000mm×1100mm10.5m1根E区1T-13/14轴800mm×1200mm10.5m1根1S-16/17轴800mm×1200mm12.0m1根1T-17/18轴800mm×1200mm12.0m1根1T/1S-17轴800mm×1200mm9.3m1根1S-20/21

47、轴800mm×1200mm10.5m1根C区1T-22/23轴800mm×1100mm10.5m1根1S-24/25轴800mm×1100mm10.5m1根1T-24/25轴800mm×1100mm10.5m1根广场层承重柱布点依据:1)根据钢箱梁横向分布力计算,纵向1T和1S滑道附近梁柱受力最大;2)27-29轴上层屋面处,支架直接作用在上层屋面承重柱上;3)考虑上层屋面承重柱结构抗力小于广场层结构;4)考虑16-17轴和17-18轴两跨为12m最大跨;5)考虑广场层富余荷载较大,对柱监测以上层屋面处为主;6)考虑钢管格构柱施工过程中,支架集中力纵向滑

48、道方向对承重柱沿产生不平衡弯矩,致使承重柱出现偏心受压;7)桥墩承重柱不对其监测。参考以上布点依据,应变仪方向沿柱侧面中部(纵向滑道方向)垂直方向,具体位置经计算求得,对广场层结构柱布点如下,黄色点位置为布点位置:图3.8 广场层柱应变仪位置图图3.8 广场柱布点图表3.3拟监测广场层柱构件表位置类型截面长度备注E区1S-17轴800mm×800mm5.6m1根C区1T-27轴800mm×800mm4.0m1根1S-27轴800mm×800mm4.0m1根广场层板布点依据:1)起重机械进场第一次作用的板结构;2)多次作用的板结构;3)最不利位置的板结构;4)考虑广

49、场层结构二期荷载未施工,富余量较大,以及起重设备只是工程初期作用在广场层上,暂只对最不利板跨监测。参考以上布点依据,应变仪布在长板跨方向,方向沿板跨方向,对广场层结构板布点如下,紫色点位置为布点位置:图3.8 广场板布点图图3.8 广场板布点图表3.3拟监测广场层柱构件表位置类型截面厚度备注A区1T/1S-11/12轴4650mm×4650mm0.3m2根(3) 监测的具体实施方法鉴于本工程建筑布局、施工工艺以及施工现场情况复杂,初步计划采用人工仪器现场采集。首先布置传感器、连接导线,将传感器采集数据传输至数据采集仪,进行调试。具体技术措施如下:a应力监测采用JMZX-212智能弦式

50、数码应变计及传感器测读仪器。b在布设传感器之前,要对传感器逐一检测并做好检测记录。c对于裸露在外的智能弦式数码应变计,在其外套PVC塑料套管保护,并做好防水,防腐,防破损工作。d传感器与导线连接。导线使用防水胶带黏贴编号,且与传感器的位置编号对应关系核对记录,确保无误。为防止外界电磁场干扰,导线全部采用多股铜芯屏蔽线;其次,由于监测监控属于长时间稳定性测量,且连接线较长,对连接线采用平行钎焊,在接头处用绝缘胶布反复包扎,再用塑封管或703乳胶进行密封;然后用万用电表测量有无断路,检查引线与被测构件有无短路。e由于监测周期较长,传感器埋设区域若是装修、改造,请联系施工单位和监测单位相关方面沟通后

51、确定,注意保护好监测设备。f对数据采集系统,在监测前应进行一次全面的质量检查和测试。主要包括:检查仪表设备功能是否正常;检查仪表外表有无损伤,其与电缆连接处密封良好;系统全面启动,测试采集数据,读数应稳定。g施工单位在施工到应力监测部位时,应事先通知施工控制组人员进行现场布设传感器,并予以积极配合。h在施工中,对传感器、特别是传感器与导线连接处附近(约50cm),不要有过大震动冲击,应防止损坏应力计和导线。i施工现场中,施工人员应特别注意不要踩踏测试导线。j现场若发现有传感器和导线损坏情况,应尽快通知施工控制组,以便采取补救措施。(4)其他事项a为了使应力监测成为保证施工达到设计要求的手段,应

52、力监测人员应与施工技术人员保持密切的联系和合作。b施工单位应及时将各构件施加预应力中相关情况告知应力监测人员。(5)仪器、人员配置情况仪器设备如表3.4所示。表3.4结构构件受力监测所用仪器设备表序号名称型号数量产地备注1JMZX-3001型综合测试仪2台国产单价2万2JMZX-212智能弦式数码应变计18国产单价0.1万3电脑等工具2台4导线人员配备4名,其中现场作业2人,内业处理2人,人员有专业教师、全职技术人员组成。5.6.2.2广场层结构的变形监测本工程结构构件变形监测工作的特点:广场层结构构件规模和数量较大,施工现场通视条件极差,测量基点容易被破坏,以竖向变形测量为主。监测工作应采用

53、多种手段进行,防止一种手段因施工现场条件不满足而无法完成监测工作,监测设备要求精度较高,稳定可靠,技术先进。根据以上情况及对现场踏勘和对施工工艺和施工过程的了解,特制定如下变形监测方案。(1) 建立监测控制网首先在施工场区建立高精度高程控制点,现场控制点容易出现破坏的情况,控制点宜建立在通视较好的外围。当现场控制点破坏时,能迅速采用多点后方交会的方法建立临时控制点。控制点由施工单位提供,控制点应为高稳定的点。控制点的高程利用高精度水准仪测量,采用二等水准测量等级建立,使用电子水准仪(0.3mm精度)进行数据采集。采用如图3.9所示方法,设立观测墩作为高程控制点,在施工现场应布设6个高程点,以利

54、于观测,根据现场实际情况,需施工单位随时配合增加控制点个数和位置。图3.9 水平位移控制点布设规格图(2)观测方法及监测点布设和测量结构构件变形监测根据现场的条件,考虑广场层结构以竖向变形为主,监测主要采用精密电子水准仪方法监测。变形监测时间,钢箱梁牵引到位后,施工单位拼装焊接过程中,监测单位利用这一时间,对钢箱梁影响范围内结构承重柱的竖向变形位移。对于广场层结构A、E、C三区施工同步监测,监测部位以结构承重柱(包括柱结构附近位置)为主。通过分析得出广场层结构受力变形位置,在广场层结构梁、柱上方使用精密电子水准仪测量其竖向位移量,此方法要求在施工过程中,对作业人员采取保护措施,并配合作业,便于

55、监测人员在作业区行走,同时也要求施工单位帮助监测人员提供作业场地,便于下监测单位在广场层上方测量其竖向位移量。测量时采用高精度电子水准仪(采用徕卡DNA电子水准仪,测量精度0.3mm/KM),在东广场投影区域以外设基准点,测点布置在广场层结构A、E、C三区结构梁、柱上,布设点位见图3.10所示,采用二等水准的测量等级测量梁、柱的竖向变形。参照下图3.10可知变形监测的重点位置,对于监测位置处为作业区域,可适当偏移选取合适位置进行测量,对于桥梁礅柱位置,不对其监测,图中红点色处为监测位置,除桥墩处,其他位置均为监测位置。图3.10水准仪监测点布置图(3)关键部位关键工况的监测方法关键部位指受力较集中,或变形较大,力学性质重要的部位;关键部位指横向滑道处、

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