1、编制依据公路现行施工规范、设计规范、现有设计文件具体如下:《株洲云峰大道(二期)工程初步设计》上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司《云峰大道跨长株高速公路桥、云峰大道跨五一水库支流桥工程地质详细勘察报告》株洲市规划设计院,2014年3月《云峰大道(二期)方案优化专家评审会议纪要》株洲云龙示范区管理委员会建设项目管理办公室,2015年1月《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《建筑施工计算手册》《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)《混凝土结构设计规范》(TB10203-2002)《中华人民共和国安全生产法》(JGJ80)《建筑施工高处作业安全技术规范》《特种作业人员安全技术考核管理规定》(GB5036)(JTJ076-95)《公路工程施工安全技术规程》(JTG D60-2004)《公路桥涵设计通用规范》(JTJ81-2002)《建筑钢结构焊接技术规程》《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87 号《建筑起重机械安全监督管理规定》建设部令第 166 号《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-20052、工程概况云峰大道跨长株高速公路现已有一座跨线桥,桥宽13m.为满足道路通行需求,在利用现有桥的基础上,在其南侧,北侧各新建一座桥梁。
南侧新建一座人行和非机动车通行的绿道跨线桥,北侧新建一座通行机动车,非机动车、人行的跨线桥,机动车单向三车道。
3、工艺流程预筑平台安装安装底4、人员配备5、主要施工设备配备表6、箱梁预筑平台施工6.1预筑平台及临时墩顶推平台临1~临6下部临时支撑采用桩基础和混凝土承台支撑,承台上安置步履机,临7、临8采用桩基础和钢管桩支撑,其他部位均采用满堂支架。
为保证临时墩桩基承载力满足顶推要求,桩基施工按正式桩规范施工。
6.2临时支撑计算参数(1)钢材弹性模量E=2.05×105MPa;=125MPa;(2)Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=205MPa,剪切强度fv(3)钢筋砼重度26KN/m3;(4)结构安全系数1.3;(5)恒载系数1.2,活载系数1.4;(6)施工人员及机械活载约1.0KN/m2参照(JGJ166-2008);6.3荷载计算(1)结构恒载箱梁平均横断面积:A=V/L=1225.1/84=14.58m2永久结构荷载:q1=r×A=26×14.58=379.08KN/mc(2)施工人员及机械活线荷载q4=1×17.212=17.212KN/m;(3)临时墩计算荷载:q=1.2q1+1.4 q4=1.2×379.08+1.4×17.212=478.99 KN/m(4)车行桥预制平台临时墩桩底标高通过试桩确定入岩深度4m。
6.4受力计算1)当84m梁卸下底模时,完全由临1、临3、临5、PM14墩支撑。
此时临1墩受力最不利状态为卸底模时,如图2所示:临临32V临1=(3.68+28.78/2)×478.99=8655.35KN临1由8根直径1m桩基组成,则每根桩基平均受力N=8655.35/8=1081.92KN(2)在顶推过程中,当箱梁刚离开临1时,此时:V临2=(13.78+15/2)×478.99=10192.91KN,则每根桩基平均受力N=10777/8=1274.11KN (3)在顶推过程中,当箱梁刚离开临2时,此时:V临3=(25/2+15)×478.99=13172.23KN,则每根桩基平均受力N=14657/8=1646.53KN(4)在顶推过程中,当箱梁刚离开临3时,此时:V临4=(15/2+10)×478.99=8382.33KN,则每根桩基平均受力N=14657/8=1047.79KN(5)在顶推过程中,当箱梁刚离开临4时,此时:V临5=(25/2+15)×478.99=13172.23KN,则每根桩基平均受力N=14657/8=1646.53KN(6)在顶推过程中,当箱梁刚离开临5时,此时:V临6=(15/2+10)×478.99=8382.33KN,则每根桩基平均受力N=14657/8=1047.79KN(4)在顶推过程中,在顶推导梁滑过LpM12时将根据具体分节长度,依次拆除,因此最不利荷载发生在箱梁钢离开临6时候,此时箱梁全部荷载由LpM12、LpM13、LpM14全部支撑,当箱梁刚离开临6时此时:VM13=(27/2+30/2)×478.99=13651.22KN,则每根钢管桩平均受力N=23087/8=1706.40KN6.5、预制平台单桩承载力计算车行桥预制平台临时墩桩基底标高参考PM14号墩桩基,PM14桩基底标高+49.5,桩顶标高+68.5m,桩长18m。
根据现场试桩,桩基桩端需嵌入中风化泥质粉砂岩⑦内4m,则剩余桩基15m由于没有详细资料,考虑全部为杂填土。
[P]=1/2×3.14×1.1(9.82×10+10.6×360+0.7×0.95×1800)=8827KN在顶推过程中,预制平台临时墩单桩最大受力1832KN<[P]=8827KN因此预制平台临时墩承载力满足要求。
6.6临时墩验算在PM12、PM13侧布置钢构临时墩,临时墩采用φ800×16钢管,具体结构见图2,高度H=6.059m图3(1)垂直荷载作用强度验算[]MPa MPa A N 140=<3.734)768.08.0(9.2885/22σπσ=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-÷==(2)弹性压缩量H ∆:mm EA NL H 37.203941.0101.28.69.28855=⨯⨯⨯==∆ (3)压杆稳定性验算钢管立柱顶部纵向与PM12、PM13墩用钢管桩联成整体,横向立柱联成整体,所以视钢管立柱底端为固定端,顶端为铰接:φ800×16钢管截面特性:A =0.03941m 2,I =0.003029m 4,L =6.8m 按底端固定,顶端铰接,长度系数μ=0.7则:mm AIi 28.003941.0003029.0=÷==[][][][],压杆稳定性安全。
6.1383.736.138140990.0则:990.0=查表得折减系数17=根据1728.0/7.08.6/ljlj MPa MPa MPa i ul =<==⨯===⨯==σσσϕσϕλλ(4)滑道顶面标高预留值的确定:因为顶推对标高要求很高,LM12、LM13墩相对于L1、L2、L3、L4、L5、L6刚度要小,考虑基础下沉,以及各叠加层可能有残余压缩,钢管立柱弹性压缩等因素进行预留,预留值凭经验确定为18mm 。
其依据:①连续梁设计考虑了2cm 竖向位移,只取1/2,为10mm ; ②弹性压缩3mm ;③残余压缩值5mm。
(5)临时墩基础计算临时墩基础采用群桩基础,设置8根桩基对应8根钢管桩,所以单根桩基平均受力为2885.9KN,远远小于4.2中计算的单桩容许承载力8827KN。
6.7、满堂支架验算6.7.1验算参数(1)钢材弹性模量E=2.05×105MPa;=125MPa;(2)Q235钢材抗拉、抗压设计控制强度f=205MPa,剪切强度fv(3)钢筋砼重度26KN/m3;(4)结构安全系数1.3;(5)二次分配梁允许挠度【ω】=L/500;(6)恒载系数1.2,活载系数1.4;(7)施工人员及机械活载约1.0KN/m2参照(JGJ166-2008);(8)模板重量q=2.5KN/m2;(9)φ48×3.5钢管,钢管、顶托、地板均采用Q235A钢材,弹性模量E=2.05×105MPa,抗拉、抗压和抗弯强度f=205MPa,剪切强度f=125MPa;φ48×3.5钢管力学特征为:A=4.89cm2,惯性矩vIx=Iy=12.15cm4,抵抗拒W=5.078cm3,回转半径i=1.578cm。
本设计使用的材料几何特性见表1所示。
(1)结构恒载箱梁平均横断面积:A=V/L=1225.1/84=14. 58m2×A=26×14.58=379.08KN/m永久结构荷载:q1=rc(2)模板线荷载:q2=2.5×17.212=43.03KN/m(3)支架结构恒载:q3=0 KN/m(按【JGJ166-2008】脚手架规范规定,支架高度不足10m高,可不计支架重量;(4)施工人员及机械活线荷载q4=1×17.212=17.212KN/m;(5)支架设计计算荷载:q=1.2(q1+ q2+ q3)+1.4 q4=1.2(379.08+43.03+0)+1.4×17.212=530.63 KN/m6.7.3内力计算及结构计算6.7.4计算每排支架分担荷载每排支架顺桥向布置间距b=90cm。
每排脚手架分担荷载:Q=bq=0.9×530.63=477.567 KN6.7.5计算脚手架支撑能力脚手架采用标准φ48×3.5钢管,Q235钢材。
其强度及截面特征如表1。
支架高度约2.6m,横桥向宽度17.212m,不属于宽度比失调的窄支架,不进行高宽比失调折减。
用局部承压能力代替整体承载能力。
水平杆步距按1.2m设计。
横杆与立杆的连接点视为铰接,顶托杆不大于0.6m、地脚杆不大于0.2m。
最大受压段为0.9m,其长细比λ=L/i=90/1.578=57<100,属于短杆,折减系数ψ=0.174.则单根支撑柱的允许承载能力为:【R】=Ψ×K1×K2×f×A=0.714×0.8×0.7×0.205×489=40.1KN/mK1—重复使用的钢管,折旧系数取0.89;K2—使用变形及安装轴线偏差折减系数,取0.7。
6.7.6计算横向脚手架的布置根数在纵向布置间距0.9m的条件下,设横向需要根数为n,则:N=KQ/【R】=1.3×477.567/40.1=15.5,方案初步采用25根形式布置。
6.7.7计算横向n=25排脚手架的布置间距按横断面面积等份分配的计算原则布置。
1.计算标准横断面的面积标准横断面的面积荷载荷载计算图如图2所示:图2 标准横断面的面积标准横断面面积为A=16.088m2。
2.计算横断面布置间距全断面总计布置25排支撑柱,按平均荷载分配,每根支撑柱分担面积为:A1=0.64352m2从横截面中心处向外逐一划分每一份A1=0.64352m2的位置,再计算每一份面积的重心线。