钢管拱主桥系梁及横梁支架预压方案

钢管拱主桥系梁及横梁支架预压方案编制：复核：总工程师：X集团有限公司年月日一、概述本工程主桥为55m+62.8m+55m三跨钢管系杆拱桥，按设计施工顺序为先梁后拱，须搭设系梁及横梁施工支架。根据设计要求，结合现场的实际情况，分别在主跨和边跨处搭设贝雷桁架纵梁、型钢组合支架进行施工，采用临时盖梁、钻孔灌注桩和钢管桩柱基础。施工前，须按设计要求对支架进行检验性超载预压试验，以检验组合支架在荷载作用下的弹性与非弹性沉降值，检验支架的整体稳定性及支架基础的实际承载力。对于预压加载的方式，考虑到系梁跨度大、结构尺寸小，在满足设计要求的前提下，应当优先考虑选用施工方便、周转快的预压方法，结合施工现场的具体条件，如采用水箱注水加载的方法预压应是可行的。支架预压的工艺流程如下：在贝雷支架上铺设分配梁在贝雷支架上铺设分配梁布置测量标高点并记录好每点的初始标高值H1观测卸载后各测量点标高值H4每级加载后观测各测量点并记录好每点标高值H2卸载超载持续12小时后观测卸载前各测量点标高值H3安装水箱就位根据计算结果调整底模标高分级加载二、具体操作步骤1、铺设分配梁和水箱按施工方案铺设好槽钢分配梁，槽钢之间焊接成整体。水箱也按位置放置、临时固定。注意要确保槽钢与贝雷桁架之间接触紧密，无明显缝隙。2、布置测量标高点在每道系梁下的7排贝雷桁架纵梁的中间一排（主跨是上层桁架）上布设观测点。测点共计9×2＝18个（边跨8×2＝16个），沿顺桥向布置。每道系梁下贝雷纵梁顺桥向测点记为01#～X#。各观测点垂吊一重约5.0kg垂砣，采用强度较好直顺的细钢丝铅垂挂在观测点上；将钢卷尺剪断成40cm的长度，粘贴在垂砣上。如下图所示。加载前测出各点的初始标高值H1并记录入表格。3、加载荷重计算计划对每个主（边）跨的两道系梁，按先一侧后另一侧的顺序进行预压。每道系梁的预压部分为贝雷纵梁上的梁段，采用水箱等重注水作为压重。（1）主跨62.8m系梁：①设计加载量计算：主跨62.8m系梁（不含拱脚实心段）梁段自重：Q0＝101.3m3×2.5t/m3=253.3t，试验加载考虑1.20超载系数，则：主跨62.8m系梁所需加载量：Q＝253.3×1.2=303.9t②压重计算：计划采用6m×3m×1.6m钢制水箱注水，注水重量：G1＝6×3×1.6＝28.8m3×1t/m3＝28.8t；每个水箱自重G2＝3.5吨，共需9只；则水箱加注水的总重：G3＝（G1＋G2）×9＝（28.8＋3.5）×9＝290.7t另增加78根25#槽钢压重G4＝13.3t；则总压重G＝（G3＋G4）＝304t＞所需加载量Q＝303.9t。满足施工要求。（2）边跨55m系梁：①设计加载量计算：边跨55m系梁（不含拱脚实心段）梁段自重：Q0＝85.8m3×2.5t/m3＝214.5t，试验加载考虑1.20超载系数，则：边跨55m系梁所需加载量：Q＝214.5×1.2=257.4t②压重计算：计划采用6m×3m×1.6m钢制水箱注水，注水重量：G1＝6×3×1.6＝28.8m3×1t/m3＝28.8t；每个水箱自重G2＝3.5吨，共需8只；则总压重：G＝（G1＋G2）×8＝（28.8＋3.5）×8＝258.4t＞所需加载量Q＝257.4t。满足施工要求。4、加载方法：加载分两个阶段进行，即50%、120%的加载总重，每阶段加载后保持约3小时，测量各阶段的支架沉陷量，当超载后保持12小时，每阶段支架测量沉陷量小于3mm/h。卸载后再测量支架的反弹值，并观察支架的受力状况。上部加载所需的分配梁和水箱，用浮吊结合人工安装；对每个水箱采用3寸水泵注水，注水时需按浇注系梁混凝土时的顺序，由支架跨中向两端分阶段、同步、对称进行。5、对加载后各测量点标高值H2进行测量每阶段布载结束后保持3小时然后进行观测各测量点的标高值H2，并做好相应的记录。6、测量卸载前（即超载120%）各测量点标高值H3超载保持12小时后、卸载前，测量各测量点标高值H3。7、卸载卸载过程的操作基本与加载过程相反。8、观测卸载后（即压载0%）各测量点标高H4卸载后测量出各测量点标高值H4，此时就可以计算出各观测点的变形如下：非弹性变形δ1=H1-H4。通过试压后，可认为贝雷支架等的非弹性变形已经消除。弹性变形δ2=H4-H3。根据该弹性变形值，在底模上设置预拱度δ2，以使支架变形后梁体线型满足设计要求。另外，根据H2和H3的差值，可以大体看出持续荷载对支架变形的影响程度。沉降观测成果及监理抽检成果附后。9、调整底模标高根据如下公式调整各测点底模标高：底模顶面标高=梁底设计标高+δ2三、施工注意事项1、铺设底模板后测量H1前应加强对支架的全面检查，确保支架在荷载作用下无异常变形。例如：销子连接是否牢固？贝雷桁架片、90框架、分配梁连接是否可靠、有无变形？2、加载过程中应安排专人加强对支架变形情况的观测，如有异常变形，应及时通知现场施工管理人员立即停止加载，在采取足够的加固措施后方可继续加载，以免出现重大安全事故。3、沉降量所设标记必须准确，须用S2水准仪测设，并且测设几个校正点，以求准确。加载物需安装平衡，保证支架受力均匀。4、试验全过程应加强施工现场安全工作，确保各方面施工安全。5、预压完成后，根据支架变形情况，采取必要的措施对薄弱环节进行加强，确保施工安全和工程质量。支架的挠度计算支架在荷载作用将发生弹性变形和非弹性变形，下面分别对弹性变形和非弹性变形挠度进计算一、支架的非弹性挠度计算贝雷桁架之间采用连接销连接，因此存在由于错孔引起的结构非弹性挠度f1；f1中=0.05×(n2-1)/3=0.05×63/3=1.05CM二、弹性变形挠度计算：理论依据：按结构力学变形体虚荷载法计算，计算方法为叠加法、图乘法。计算通航孔跨中挠度来校核支架钢度：计算模型如下M=15367q=409.32M=15367Q=4747Q=4747不考虑轴力和剪力对变形的影响,则跨中弹性挠度为:ƒ2=L2（ql2/6-M1-M2）/8EI=23.2×23.2(409.32×103×23.2×23.2/6-2×15367×103)/(8×577434×10-8×16×2.1×1011)=0.021M由以上弹性变形和非弹性变形量计算知通航孔跨中挠度为f1中+ƒ2=3.15CM<L/400=0.058M，因此支架钢度满足设计要求。支架的挠度控制在施工过程中，从架设支架到混凝土浇筑完毕，要严格控制支架的竖向挠度变形值。1、挠度监测点布布置在连续梁支架上上粘贴带有有刻度的标标尺：1）标尺可以采用用将钢卷尺尺剪断成330cm～～40cmm的长度，粘粘贴在贝雷雷架的中间间竖杆上。图图3-077-08所所示。图9-08标尺尺粘贴位置置2）粘贴标尺的贝贝雷架是上上层、外侧侧桁架。测测点共计42×2＝84个，沿顺顺桥向布置置，顺桥向向的右侧测测点记为R01～R42，顺桥向向的左侧测测点记为L01～L42；3）用于读数的水水准仪分别别设置在河河流的两岸岸和桥的两两侧，共用用2台水准仪仪，水准仪仪的基座依依照桥址处处建立固定定基座（可可用砖砌或或混凝土浇浇筑），水水准仪视线线高在粘附附的标尺范范围内。2.支架预压支架架设完毕之之后，浇筑筑混凝土之之前，要对对支架进行行预压，其其目的在于于三个方面面：(1)消除贝雷雷桁架的非非弹性变形形；（2）检测支架预压压荷载作用用下的支架架弹性挠度度值与理论论计算值作作比较，进进一步为模模板立模高高度提供参参考；（3）从施工支架的的安全性出出发。为了了确保支架架在箱梁浇浇筑过程中中的安全，采采用全部荷荷载预压的的方法。在预压时要注意意以下事项项：（1）严格控制预压压荷载的重重量和预压压荷载的分分布位置，加加载顺序同同砼浇筑顺顺序；（2）在预压之前、预预压过程中中、预压之之后要做好好挠度的测测读工作，严严格监测挠挠度变化。施工荷载的挠度度值是支架架仅在梁体体混凝土和和模板下的的弹性挠度度值，记为为W2。3、立模高度挠度控制是影响响梁体浇筑筑质量好坏坏的重要因因素，因此此我们需要要严格控制制支架在施施工过程中中的挠度值值。其中关关键的问题题是修正施施工前支架架的挠度值值W1。施工立模的高度度即为预压压后浇筑前前挠度W1、计算的的施工荷载载挠度W2（通过预压压校核）、桥桥跨斜坡与与水平面的的高度W3、以及预预拱度W4之和。其中W1值需要进行支架架预压后来来修正，W2为预压校校核过的计计算值，其其它的W3、W4为计算值值。以一道边跨系梁梁下的贝雷雷桁片纵梁梁为计算模模型，总长长度48mm、高度1..5m，跨跨径布置优优化为8#～9#墩：27..77m++18m+2.233m；10#～11#墩：2.223m+22m+23.777m；结结构形式为为1层7排贝雷片片桁片（排排距90ccm），在在上下弦增增设加强弦弦杆。系梁自重：每道系梁1300.6mm3（包括拱拱脚段，但但不包括后后浇带），按按容重26600kgg/m3计，合计G1=1188×26000=33395.66KN；贝雷梁自重：每道系梁下设11道48m长贝贝雷纵梁，结结构形式为为1层7排，在上上下弦增设设加强弦杆杆，采用90框架通过过销子、螺螺栓连接为为整体。a、贝雷桁片：116×7==112片×270kkg/片=3022.4KKN；b、加强弦杆