现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案

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资源类别:施工组织设计
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现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案简介:

现浇预应力混凝土箱梁堆载预压是一种常用的桥梁施工技术,主要用于解决大跨径桥梁的施工难题,如减少箱梁在自重荷载下的挠度,保证结构的安全性和稳定性。以下是其基本施工方案简介:

1. 施工准备:首先,根据设计图纸和施工规范进行详细的施工图审查和施工组织设计,确定预压荷载的大小、分布方式和预压时间等关键参数。

2. 现场布置:在箱梁预制场或施工现场设置临时支撑系统,通常使用钢轨、轨枕和千斤顶等设备。同时,根据预压荷载的分布,设置相应的堆载物,如砂石、混凝土块等。

3. 箱梁预制:按照设计要求,预制预应力混凝土箱梁,确保其质量符合规范要求。

4. 预压过程:将预制好的箱梁放置在支撑系统上,然后逐步施加预压荷载。通过千斤顶等设备,均匀、逐步地增加荷载,直至达到设计预压值。在预压过程中,需定期监测箱梁的挠度、应力等参数,以确保结构安全。

5. 预压卸载:预压完成后,逐步卸载至零,然后对箱梁进行检查,确认无明显位移和变形后,可移除支撑系统,进行后续的吊装和安装。

6. 后期养护:箱梁安装完成后,进行适当的养护,以确保其强度和预应力达到设计要求。

这种施工方法虽然复杂,但能有效保证桥梁的结构性能,避免因自重引起的过大的挠度和应力,对于大跨径桥梁的施工尤为重要。

现浇预应力砼箱梁堆载预压施工方案部分内容预览:

三、支架堆载预压方案

堆载预压前提条件:支架预压应在支架初步验收合格后进行。不同类型的支架应根据支架高度、支架基础情况等选择具有代表性区域进行预压。支架架设完毕,底模铺设后,即进行支架堆载预压。支架预压范围不应小于现浇梁砼结构物的实际投影面。

(一)、支架预压目的及验收条件

预压目的:检验支架及地基的强度及稳定性,即支架的安全性;测出整个支架的塑性变形、地基的沉降变形、支架的弹性变形,用来指导后续现浇箱梁支架施工。

验收条件:在全部加载完成后的支架预压监测过程中DB11/ 1014-2013 液氨使用与储存安全技术规范,当满足下列条件之一时,应判定支架预压合格:

各监测点最初24h的沉降量平均值小于1mm;

各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm。

另分级加载时,在下一级加载前,需每隔6h对支架沉降量进行一次监测,当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时,即可进行下一级加载预压。

支架预压验收条件的确定,目的是确保支架现浇砼结构施工过程中不出现过大的拉应力而产生裂缝。支架上现浇砼梁施工过程中的拉应力大小,与支架的变形及结构自身特性相关。支架变形的影响主要是不均匀沉降的塑性部分;结构自身特性的影响,与结构的跨径、梁高等相关。同时结构对拉应力的适应能力(是否开裂),还与砼的强度等级、受拉区配筋率等相关。

支架预压后应编写支架预压报告,支架预压报告应包括下列内容:

(1)、工程项目名称;

(2)、支架分类以及支架代表性区域选择;

(3)、支架沉降监测;

(4)、支架预压的合格判定。

(二)、支架预压监测、计算内容

支架预压的监测、计算应包括下列内容:

1、加载之前各监测点初始标高;

2、每级加载完成后,立即对监测点进行观测并记录;然后每隔6h观测各监测点标高并计算沉降量;当在12h观测监测点标高时沉降量平均小于2mm后,即可进行下一级加载;

3、全部预压荷载加载完毕后,立即对监测点进行观测并记录;然后在12h、24h、36h、48h、72h监测一次并记录各监测点标高,并计算沉降量;当满足验收条件后,即可进行支架卸载。

4、卸载6h后,应监测各监测点标高,并计算支架各监测点的弹性变形量。

预压监测应计算沉降量、弹性变形量、非弹性变形量。其中,沉降量主要为预压验收提供依据,弹性变形量、非弹性变形量主要为后续现浇砼结构支架确定施工预拱度值提供依据。监测工作结束后,提交监测点布置图和沉降监测表(附后)。

(三)、支架预压位置、材料、面积、重量的确定

预压位置:本标段内的支架搭设均为碗扣件满堂支架,支架高度均相差不大。则主要根据各联跨下地基处理不同,选取具有代表性的区域进行预压。拟定如下:

①大岗沥大桥LY4联12#~13#墩跨(地基为既有沥青砼路面),共代表大岗沥大桥LY4联11~13#跨、LZ4联11#~13#跨;

②大岗沥大桥LY4联10#~11#墩跨(支架支承基础分两种:钢管桩+贝雷片+工字钢和经换填处理、并表面硬化的软基),共代表大岗沥大桥LZ2联8#~9#跨、LY2联8#~9#跨、LZ4联10#~11#跨、LY4联10#~11#跨的支架。

③人行天桥主桥右半幅(支架支承基础为经水泥搅拌桩加固处理,并填筑路基土,压实度达到93%);

④ 规划一路跨线桥L2联第2#~3#跨的支架

当对支架的代表性区域预压监测不满足验收条件时,应查明原因后,对同类支架全部进行处理,处理后的支架应重新选择代表性区域进行预压,直至满足验收条件。

预压荷载:根据设计图纸,预压荷载为梁体自重的115%。支架预压区域应划分成若干预压单元,每个预压单元内实际预压荷载强度的最大值不应超过该预压单元内预压荷载强度平均值的110%。每个预压单元内的预压荷载可采用均布形式。

预压材料:用吊车吊放编织袋装碎石或水箱对支架进行预压。

预压面积:根据规范要求,支架预压加载范围不应小于现浇砼结构物的实际投影面,偏安全考虑,拟选定试验区域集中在箱梁底板宽范围。

(四)、加载布点、顺序、方向及测量要求

加载布点:支架预压前,即要布置监测点。布置应符合以下规定:

1、沿砼结构纵向每隔1/4跨径布置一个监测断面;

2、在靠墩台处,在距墩台1.0m处需布置一个临测断面;

3、每个监测断面上的监测点不宜少于5个,并对称布置;

4、在支架基础变化处,应增设支架顶部、底部监测断面及监测点;

5、在底模上按上述原则布置监测点后,并且应在底模上监测点的投影面上于支架底部地面上应布置监测点(此监测点应尽量紧靠布置在支架底部加垫的方木旁)。对于跨水中段,支架底部的监测点布置于钢管桩与地梁顶部,并在贝雷梁跨中的顶部增设监测点。

1、各监测点上下应对应,平面纵、横向距离严格控制,各点位采用经纬仪测量放样布设;各监测点事先编号完毕;

2、对于支架顶部的监测点,直接于布置于底模顶面并用记号笔或油漆标识清楚,注意点位在堆载时不得覆盖,避免影响测量监测;

3、支架底部的监测点,对应顶部布置,尽量紧靠加垫于底部的方木旁并做好标记。

针对不同现浇箱梁的预压段,可增设监测点,但不可减少。具体布置示意图详见下页:

加载顺序:根据规范,加载分级进行且不应少于3级。拟定按总压载量的60%、80%、100%,共加载3次。加载宽度为各现浇箱梁底板宽,每次加载以堆码高度进行控制。因箱梁腹板处的受力更大,堆载前,将预压区域划分为若干个单元,并根据各单元的砼重施加荷载。

1、使用碎石袋时,计算总体加载高度(考虑碎石袋间存在空隙,以3%空隙率计算)如下:h=(箱梁每1米长度的砼方量×钢筋砼的容重÷碎石的容重÷加载宽度)×(1+0.03)。第一次加载高度h/3,第二次加载后砂袋总高度为2h/3,第三次加载模拟顶板砼浇筑完成后的荷载,加载后砂袋总高度h。

2、使用水箱时,根据工地上水箱的尺寸,加满水后的重量约1.0吨。先计算好每一级的加载重量,按平均原则可多摆放水箱,然后往内注水至加载重量。

加载方向:在纵向加载时,宜从砼结构跨中开始向支点处进行对称布载;当横向加载时,应从砼结构中心线向两侧进行对称布载。

每级加载完成后,应停止下一级加载,立即对监测点进行观测并记录;然后每隔6h观测各监测点标高并计算沉降量;当在12h观测监测点标高时沉降量平均小于2mm后,即可进行下一级加载。

测量要求:采用三等水准测量,沉降观测使用DS3级水准仪和配套塔尺进行,配备专业测量人员4人分两班作业。

支架预压采用分级加载的方式是为了防止支架在预压过程中发生失稳倒塌,并在每级加载后,要进行支架全面检查,及时发现问题,消除隐患。

对称加载是为了避免偏载对支架造成不利影响;不对称、不合理加载程序容易造成支架失稳事故,施工中应注意。

支架预压满足验收条件后(前已详述,此处不再介绍),即可卸载。卸载可一次进行,预压荷载应对称、均衡、同步进行。且6h后需对监测点进行最后一次监测,即回弹稳定后测得模架标高回弹值,综合测试结果,算出沉降值、弹性变形量以及非弹性变形量,为浇筑砼提供预拱值。卸载前后的差值可认为是地基及支架的弹性变形,在安装箱梁底模时设预拱度以消除之。

对于大岗沥大桥L2、L4联跨水中段,应重点布控,观测频率适当增加。

在加载过程中时刻注意各处支架、各处连接及变形情况。

测量时尽量避开阳光直射,减少温度测量误差。且因需连续监测,在预压段设置足够灯光,利于夜间测量。

预压过程中,当沉降值突然急剧增加时,应立即停止加载,待查明原因和消除隐患后,继续加载或重新搭设支架进行加载。预压完成移除水箱或砂袋,拆除模板,根据箱梁线型重新放样,调整立杆顶部高度。

在作业地点附近设置警示标志,悬挂红色灯,以提醒行人和作业人员,施工人员应站在安全半径外。

支架基础设置排水、隔水措施。另对于在预压时,应特别注意加载材料的防水,被雨水浸泡时,需充分晾干之后再使用,或在加载前重新核称重量。

要求操作人员严格遵守安全规范,按程序操作,预压荷载要堆放均匀、稳定。所有现场工作人员必须配带安全帽,现场预压人员和机具必须由专人统一指挥。安装足够的照明设备,保证夜间施工有良好的照明条件。

四、支架堆载预压计算及预拱度设置

支架堆载预压计算以大岗沥大桥LY4联12#~13#墩跨现浇箱梁为例计算:

(一)、满堂碗扣式支架:

①立杆:支架的受力杆均选用φ48mm×3㎜钢管,立杆间距:0.9m×0.6m(纵向×横向)。

②水平杆选用φ48mm×3㎜钢管,步距1.2m 。

③斜撑选用φ48mm×3㎜钢管。采用钢扣件与立杆、水平杆扣死。

④方木选用10㎝×10㎝与10×15cm。底部设一层,顶部设两层。

详见现浇梁施工方案支架布置示意图。

箱梁自重:P1=(箱梁每1米长度的砼方量÷箱梁每1米底板面积)×钢筋砼容重=(13.6÷9.54)×26=1.43×26=37.1KN/m2(按实际结构计算)

其他应力不计,箱梁自重按1.15倍系数考虑进行计算:

应力P=P1×1.15=42.62KN/m2

合力∑N=∑P ×长×宽=42.62×22.5×9.54=9149.4KN

(二)、支架变形量值F的计算

《干粉灭火系统及部件通用技术条件 GB 16668-2010》〈1〉、满堂碗扣式支架:

F=f1+f2+f3+f4

①f1为支架在荷载作用下的弹性变形量

受力面积内钢管数量=(9.54÷0.6)×(22.5÷0.9)=398根

每根钢管受力=合力∑N÷受力面积内钢管数量=9149.4÷398=23.0 KN

由上计算每根钢管受力为23.0KN,φ48mm×3㎜钢管的截面积为424mm2。

于是б=23.0÷424×103=54.3N/mm2 NY/T 1451-2018 温室通风设计规范

则f1=54.3×13÷(2.0×105)=3.53mm。

②f2为支架在荷载作用下的非弹性变形量

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