现浇箱梁支架预压方案

一、工程概况

桥梁上部结构引桥6~9#跨为3×18m普通钢筋混凝土现浇连续梁,采用单箱室截面,梁高1.3m。连续梁顶宽9.68~10.5m,底板宽4.88~5.7m,悬臂宽2.4m。顶板厚度25cm,底板厚度25cm,腹板厚度跨中为50cm,墩顶横梁处为70cm。 二、支架预压目的

检验支架及地基的强度及稳定性;消除整个支架的塑性变形;消除地基的沉降变形;测量出支架的弹性变形。 三、预压材料

由于本项范围内取土困难,加上本项目原有钢便桥搭设中有大量的钢水桶,其尺寸为直径1.5m,高3.6m,钢板厚5mm。为施工方便底板范围内拟采用钢水桶加水进行支架预压施工。将梁板翼板荷载均摊到底板上,每次预压一孔18米(支架为3孔),整桥三孔分三次预压。 四、荷载计算 1、预压总重量

预压荷载按梁重的1.2倍进行加载,全桥箱梁混凝土312m3,单孔混凝土方量为104m3,混凝土自重按26KN/m3计,则单孔需加载重量为:104×26÷9.8×1.2=331T。 2、单个水桶重量 A、水桶自重:

3.14×(0.75×0.75×2+1.5×3.6)×0.005×7.85=0.8T

B、可装水重:

3.14×0.75×0.75×3.6=6.36T C、单个水桶的最大重量 0.8+6.36=7.16T

3、单孔所需布置的最小水桶数量 331÷7.16=46个 五、布载方式

考虑到单孔支架为三孔贝雷梁结构,布置范围为六条贝雷梁,故横桥向拟布置6个水桶,纵桥向每孔贝雷梁布置3排,则每桥跨布置9排,共布置54个水桶。 六、加载顺序

箱梁的浇筑为先浇底板至腹板倒角上部,再浇筑腹板至上倒角以上5cm、最后浇筑上倒角及顶板。单孔底板混凝土方量约为26m3,占比25%,腹板混凝土方量约为13m3,占比12.5%,顶板混凝土方量约为65m3,占比62.5%。故拟预压分四次加载:分别为梁重的30%、50%、100%、120%。

七、分级荷载及加水高度

八、加载布置

1、横向I16a分配梁最大弯矩(T.M)

根据支架计算结果,横向I16a分配梁最大弯矩为0.33T.M,最小弯矩为0.63T.M。最大弯矩发生在桥梁中线位置。 2、预压时横向I16a分配梁弯矩图(T)

由于水桶直径为1.5m,并排摆放6个,则横向摆放宽度为9.0m,支架8片贝雷梁的间距为9.2m,每个水桶压3根横向分布梁,则分布梁上的均布荷载为6.13×6÷9÷3=1.363T/M。可得预压弯矩图为:

由上图可知:预压时横向分布梁的最大弯矩为0.32T.M与支架实际受力状况下的横下分布梁0.33T.M相近,所以横向摆6个水桶的布置基本与横向分布梁实际受力的最不利荷载相符。 3、横向I16a传到贝雷梁上的反力

(T)

由上可知,第2条与第7条贝雷梁受到力最大,因I16a横向分布梁间距为0.5m,故贝雷梁所受的最大均布荷载值为2.4+2.7=5.1T/m 4、贝雷梁支架纵向贝雷梁最大弯矩(T.M)

可得贝雷梁支架所受的最大弯矩为14.8T.M,最小弯矩为-18.1T.M。 5、预压时横向分布梁传到贝雷梁上的反力(T)

由上可知:第2片与第7片贝雷梁所受的横向分布梁传递荷载为2.18T,即均布荷载为2.18×2=4.36T/M

为了最大限度的使预压与实际受力相

近,将3排水桶摆于每孔贝雷梁跨中进行摆放,以使其贝雷跨中弯矩最大。摆放距离为3×1.5=4.5m,荷载大小为2.18×2=4.36T/M。计算结果如下:

由上可知:如水桶均加水至3.02m高时,单位水桶重6.13T,此时贝雷梁第2片与第7片的最大弯矩为11.9T.M

预压前必须对支架9.2m范围内全铺底模,以保证I16工字钢分配梁受力均匀,保证每个水桶由3根分配梁共同受力,以防改变受力结构,造成支架局部超载严重。

7、最终预压荷载与加水高度

8、最终预压荷载I16分配梁线荷载

9、最终预压荷载I16分配梁弯矩与实际弯矩对比

最大弯矩值为0.35T.M>0.33T.M,达到了检验分配梁的效果。 10、最终预压荷载I16分配梁传递反力图

11、最终预压荷载纵向贝雷梁弯矩与实际弯矩对比

由上图可知,第2片与第7贝雷梁受到的横向分配梁传递的荷载为

2.9T,将水桶摆在纵向贝雷梁每孔中间5m范围内受到的最大均布力为2.9×2×4.5÷5=4.75T/M,计算纵向贝雷梁最大弯矩为:

可得其最大弯矩为14.8T.M,刚好等于支架所受的实际最大弯矩14.8T.M。最小弯矩为-17.8T.M,略小于实际最小弯矩-18.1T.M。由此说明此布置方法合适。 九、施工方法及预压观测

1、铺设好底模板和预压平台,铺设范围为桥宽方向9.2m; 2、采用吊车将水桶吊至指定位置;

3、用水泵加水至分级高度,并观测沉降值,做好记录;

4、对钢管桩及每孔钢管桩中心左右8片贝雷梁上侧布8个点进行观测;在预压前对底模标高观测一次,在预压过程中每隔2小时观测一次,观测至沉降稳定为止,沉降稳定的标准为沉降量<1mm/d;将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次,从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。

5、预压过程中进行精确的测量,可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值,将此弹性变形值、地基下沉值与及设计预拱度叠加,计算出施工中应当采用的预拱度,按算出的预拱度调整底模标高。同时要注意在支架外侧设置临时防护设施,防止流水及雨水流入支架区引起支架下沉。预压完成移除水桶,

根据下沉量重新调

整支架。

6、对每次测量数据按要求填入沉降观测表并对其进行分析,绘制出V-T-S(沉降速率-时间-沉降量)曲线图形成沉降观测成果表及沉降观测报告。 十、应急预案

应急预案见《现浇箱梁施工组织设计》

附录A 沉降观测表

A.0.1 地基沉降观测表应符合表A.0.1的规定

表A.0.1 地基沉降观测表(mm)日期: 年 月 日

一、工程概况

桥梁上部结构引桥6~9#跨为3×18m普通钢筋混凝土现浇连续梁,采用单箱室截面,梁高1.3m。连续梁顶宽9.68~10.5m,底板宽4.88~5.7m,悬臂宽2.4m。顶板厚度25cm,底板厚度25cm,腹板厚度跨中为50cm,墩顶横梁处为70cm。 二、支架预压目的

检验支架及地基的强度及稳定性;消除整个支架的塑性变形;消除地基的沉降变形;测量出支架的弹性变形。 三、预压材料

由于本项范围内取土困难,加上本项目原有钢便桥搭设中有大量的钢水桶,其尺寸为直径1.5m,高3.6m,钢板厚5mm。为施工方便底板范围内拟采用钢水桶加水进行支架预压施工。将梁板翼板荷载均摊到底板上,每次预压一孔18米(支架为3孔),整桥三孔分三次预压。 四、荷载计算 1、预压总重量

预压荷载按梁重的1.2倍进行加载,全桥箱梁混凝土312m3,单孔混凝土方量为104m3,混凝土自重按26KN/m3计,则单孔需加载重量为:104×26÷9.8×1.2=331T。 2、单个水桶重量 A、水桶自重:

3.14×(0.75×0.75×2+1.5×3.6)×0.005×7.85=0.8T

B、可装水重:

3.14×0.75×0.75×3.6=6.36T C、单个水桶的最大重量 0.8+6.36=7.16T

3、单孔所需布置的最小水桶数量 331÷7.16=46个 五、布载方式

考虑到单孔支架为三孔贝雷梁结构,布置范围为六条贝雷梁,故横桥向拟布置6个水桶,纵桥向每孔贝雷梁布置3排,则每桥跨布置9排,共布置54个水桶。 六、加载顺序

箱梁的浇筑为先浇底板至腹板倒角上部,再浇筑腹板至上倒角以上5cm、最后浇筑上倒角及顶板。单孔底板混凝土方量约为26m3,占比25%,腹板混凝土方量约为13m3,占比12.5%,顶板混凝土方量约为65m3,占比62.5%。故拟预压分四次加载:分别为梁重的30%、50%、100%、120%。

七、分级荷载及加水高度

八、加载布置

1、横向I16a分配梁最大弯矩(T.M)

根据支架计算结果,横向I16a分配梁最大弯矩为0.33T.M,最小弯矩为0.63T.M。最大弯矩发生在桥梁中线位置。 2、预压时横向I16a分配梁弯矩图(T)

由于水桶直径为1.5m,并排摆放6个,则横向摆放宽度为9.0m,支架8片贝雷梁的间距为9.2m,每个水桶压3根横向分布梁,则分布梁上的均布荷载为6.13×6÷9÷3=1.363T/M。可得预压弯矩图为:

由上图可知:预压时横向分布梁的最大弯矩为0.32T.M与支架实际受力状况下的横下分布梁0.33T.M相近,所以横向摆6个水桶的布置基本与横向分布梁实际受力的最不利荷载相符。 3、横向I16a传到贝雷梁上的反力

(T)

由上可知,第2条与第7条贝雷梁受到力最大,因I16a横向分布梁间距为0.5m,故贝雷梁所受的最大均布荷载值为2.4+2.7=5.1T/m 4、贝雷梁支架纵向贝雷梁最大弯矩(T.M)

可得贝雷梁支架所受的最大弯矩为14.8T.M,最小弯矩为-18.1T.M。 5、预压时横向分布梁传到贝雷梁上的反力(T)

由上可知:第2片与第7片贝雷梁所受的横向分布梁传递荷载为2.18T,即均布荷载为2.18×2=4.36T/M

为了最大限度的使预压与实际受力相

近,将3排水桶摆于每孔贝雷梁跨中进行摆放,以使其贝雷跨中弯矩最大。摆放距离为3×1.5=4.5m,荷载大小为2.18×2=4.36T/M。计算结果如下:

由上可知:如水桶均加水至3.02m高时,单位水桶重6.13T,此时贝雷梁第2片与第7片的最大弯矩为11.9T.M

预压前必须对支架9.2m范围内全铺底模,以保证I16工字钢分配梁受力均匀,保证每个水桶由3根分配梁共同受力,以防改变受力结构,造成支架局部超载严重。

7、最终预压荷载与加水高度

8、最终预压荷载I16分配梁线荷载

9、最终预压荷载I16分配梁弯矩与实际弯矩对比

最大弯矩值为0.35T.M>0.33T.M,达到了检验分配梁的效果。 10、最终预压荷载I16分配梁传递反力图

11、最终预压荷载纵向贝雷梁弯矩与实际弯矩对比

由上图可知,第2片与第7贝雷梁受到的横向分配梁传递的荷载为

2.9T,将水桶摆在纵向贝雷梁每孔中间5m范围内受到的最大均布力为2.9×2×4.5÷5=4.75T/M,计算纵向贝雷梁最大弯矩为:

可得其最大弯矩为14.8T.M,刚好等于支架所受的实际最大弯矩14.8T.M。最小弯矩为-17.8T.M,略小于实际最小弯矩-18.1T.M。由此说明此布置方法合适。 九、施工方法及预压观测

1、铺设好底模板和预压平台,铺设范围为桥宽方向9.2m; 2、采用吊车将水桶吊至指定位置;

3、用水泵加水至分级高度,并观测沉降值,做好记录;

4、对钢管桩及每孔钢管桩中心左右8片贝雷梁上侧布8个点进行观测;在预压前对底模标高观测一次,在预压过程中每隔2小时观测一次,观测至沉降稳定为止,沉降稳定的标准为沉降量<1mm/d;将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次,从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。

5、预压过程中进行精确的测量,可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值,将此弹性变形值、地基下沉值与及设计预拱度叠加,计算出施工中应当采用的预拱度,按算出的预拱度调整底模标高。同时要注意在支架外侧设置临时防护设施,防止流水及雨水流入支架区引起支架下沉。预压完成移除水桶,

根据下沉量重新调

整支架。

6、对每次测量数据按要求填入沉降观测表并对其进行分析,绘制出V-T-S(沉降速率-时间-沉降量)曲线图形成沉降观测成果表及沉降观测报告。 十、应急预案

应急预案见《现浇箱梁施工组织设计》

附录A 沉降观测表

A.0.1 地基沉降观测表应符合表A.0.1的规定

表A.0.1 地基沉降观测表(mm)日期: 年 月 日


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