跨河道连续箱梁现浇支架施工方案_secret

跨河道连续箱梁膺架平台设计与施工

1.工程概况

xx高速公路xx河立交桥设计为28+40+40+28m变截面预应力连续箱梁，全桥长136m。梁高由2.5m按二次抛物线渐变至1.5m，梁截面型式为单箱双室结构，桥面宽12.75m。该桥1—2墩横跨西江排洪河道xxx河，河道跨宽度为45m。2—3墩横跨省道，道路宽为10m，设计净空≥5m。该桥设计箱梁混凝土为一次性浇筑成型。 2.支架的设计

根据设计因素、桥址情况及考虑施工安全可靠，针对跨河道处现浇箱梁施工，采用钢管桩、贝雷片搭设膺架平台，然后在平台上再搭设碗口满堂支架进行施工。

设计主要解决的问题有两个方面：一是钢管桩的承载力、刚度和稳定性；二是贝雷片梁的整体强度、稳定性和刚度。

主要材料：Φ530-10螺旋钢管、321型贝雷片（高1.5m、每节长3m）、I40b工字钢、I20b工字钢、碗口式脚手架。

主要设备：50T汽车吊一台、DZ-90振动锤一台、电焊机4台 3.膺架平台的设计

现浇平台平面（附图1）及平台断面图（附图2）如下：

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3.1膺架平台的布置

延箱梁横截面布置6根Φ530-10螺旋钢管，箱室范围4根，翼板处各一根。利用DZ-90振动锤打入河床持力层做为桩基础，钢管桩顶部横向是双I40b工字钢做横梁，横梁上放置7组单层双排贝雷片做纵梁，贝雷片上横向布置I20b工字钢，纵向间距为60cm，利用I20b工字钢在其上搭设碗口式满堂架。

钢管桩与横梁通过焊接固结联系、横梁与贝雷梁U型螺栓联系、I20b工字钢通过5道[5槽钢纵向通长点焊构成整体。碗口架下旋底托与I20b工字钢采用梅花状点焊联系。 3.2受力机理

3.2.1横向工字钢及贝雷梁的受力

横向工字钢的受力既是碗扣支架传来的竖向力。

横向工字钢是直接放置在贝雷梁膺架上的，因此其承受的荷载将直接传递给贝雷梁膺架，对于贝雷梁膺架的加载，采用梁单元荷载形式，即间距为60cm的横向工字钢的受力将折算为均布荷载，也就是将横向工字钢传递给贝雷梁膺架的集中力除以60cm，就是贝雷梁膺架的均布力。 3.2.2支墩横梁受力

贝雷梁膺架是直接放置在钢管支墩横梁上的，支墩横梁将作为连续梁承受7组贝雷梁传递下来的集中力。

3.2.3临时支墩受力

临时支墩的受力就是支墩横梁传递的集中荷载。 4.膺架平台的设计验算 4.1验算说明

4.1.1混凝土按照实际荷载计算，但需乘以1.3的模板和施工荷载系数。 4.1.2贝雷梁膺架承受的荷载转化为均布荷载计算。 4.2贝雷梁验算

由于混凝土箱梁的单位重量受位置影响不断变化，因此导致贝雷梁在各段的受力不尽相同，计算上需要找出最不利的受力工况。

最不利的工况显然是在墩顶横隔墙下那一跨的贝雷梁受力最不利。 如果此跨均为2.5m梁高的横隔墙，那么贝雷梁承受的均布荷载是： 18.94m^2×1m×2.65t/(m^2)×1.3＝65.3t/m

此65.3t为每米混凝土箱梁的重量，那么全部分配给混凝土箱梁底板下的贝雷梁，按10片(单排)计，并乘以1.3的不均匀系数，可得每片贝雷梁承受的均布荷载是：

(65.3t/m)/(10片)×1.3＝8.5t/m

从安全保守的角度进行贝雷梁的受力分析，在承受8.5t/m的均布荷载工况下，贝雷梁按7.5m跨的简支梁进行计算：

贝雷梁承受的弯矩是M＝(1/8)×(8.5t/m)×(7.5m)^2＝59.8tm 此弯矩值小于单层单排贝雷梁的容许受力值78tm，能够满足要求。

4.3钢管桩受力计算

2#墩墩顶实体横梁为整个截面最大部位，其下部2排钢管桩受力最大，如果该处通

过验算，那么其他部位钢管桩可以不再验算。 4.3.1钢管立柱受力计算

横梁处钢管桩最大受力是65t，桩基础采用的是直径530mm壁厚10mm的钢管，钢管面积是163.3cm^2，那么在荷载65t情况下的应力是40MPa。 最大墩高是5m，此钢管的回转半径是i＝18.3cm，钢管的柔度是λ＝27，查表得钢管稳定折减后的应力是：36MPa/0.946＝43MPa，能够满足要求。

钢管桩入土深度计算如下：

孔口标高4.3.2 基桩设计参数

3.30成桩工艺: 钢管桩

承载力设计参数取值: 地勘资料 孔口标高0.00 m

粘性土1.40桩顶标高0.00 m

桩身设计直径: d = 0.53 m 桩身长度: l = 5.8 m 桩尖端部构造形式: 闭口 4.3.3.岩土设计参数

层底埋深层号 1 2 3 土层名称 粘性土 细砂 卵石 层厚(m) (m) 3.30 1.40 2.10 3.30 4.70 6.80 细砂2.10卵石极限侧阻力极限端阻力qsik(kPa) 40 35 160 qpk(kPa) 0 0 450 4.3.4 计算参数表

计算厚度土层 1 2 li(m) 3.30 1.40 极限侧阻力qsik(kPa) 40 35 极限端阻力qpk(kPa) 0 0 3 1.10 160 450 4.3.5桩身周长u、桩端面积Ap计算

u =  × 0.53 = 1.67 m Ap =  × 0.532 / 4 = 0.22 m2

4.3.6单桩竖向抗压承载力估算

根据桩基规范按下式估算单桩承载力

Quk = Qsk + Qpk

土的总极限侧阻力标准值为：

Qsk = sqsikli = 1.00 × 1.67 × (40 × 3.30 + 35 × 1.40 + 160 ×

1.10) = 594 kN

总极限端阻力标准值为：

Qpk = pqpkAp = 1.00 × 450 × 0.22 = 99 kN

单桩竖向抗压极限承载力标准值为：

Quk = Qsk + Qpk = 594 + 99 = 694 kN

由于此结构为临时结构，能够满足受力要求。

因此，将钢管桩(闭口或交叉钢板分四格)打入到卵石层内即可。 5.平台施工质量控制

5.1 管桩定位要严格按设计位置进行定位，在震动过程中全程测控纠偏，管桩垂直度控制在＜1%，平面位置控制在50mm内。

5.2 管桩打入采用入土深度和贯入度双控制，以贯入度为主。沉入设计深度岩层，在每分钟贯入度小于3mm,继续激振3min贯入度稳定可以停止施工。如入土深度小于5.8m，则继续激振2min,至贯入度稳定在3mm/min之下则停止施打。

5.3 每根管桩施工要对入土深度、贯入度形成施工记录，做到有据可查。 5.4 每排钢管桩施工完成后采用横向剪刀撑联系，保证管桩横向稳定性。

5.5 管桩插打完成后，管顶由于反复冲击摩擦受力，局部会发生变形而导致截面刚度发生改变，施工时需切除该部分。

5.6 管桩顶标高要严格控制，避免安装横梁时出现脱空现象，造成管桩不能充分受力，而改变平台受力机理。

5.7 膺架平台各连接部位确保连接牢固，保证平台的整体稳定性。 6.平台施工安全控制

6.1 管桩施工期间由项目部派专人负责现场的指挥和协调，确保施工质量及

安全。

6.2 施工前对振动锤液压、电气系统和机械部分进行检查，确保无故障隐患方可施工。

6.3 振动锤钳夹螺旋管时必须钳紧无空隙，待压力表达到额定压力值时，才可以松开安全绳进行起吊。

6.4 汽车吊在搭设好的平台上就位时，支腿必须支承在贝雷梁上，不得在两排贝雷梁之间空挡处支腿，避免吊车支腿处受力薄弱而失稳。

6.5 振动前，首先利用锤体自重将管桩压稳不再沉降后方可开锤，避免出现空振导致吊臂振幅过大出现安全事故。

6.6 每完成一跨平台立即在左右边界临水面安装围栏封闭，当天施工完成后对平台进行整体封闭严禁人员进入，除此还需安排专人看守。 7.结束语 7.1 设计方面

在膺架平台设计方面，我们对平台受力最不利的结构部位进行了检算，同时依据梁截面不同，带来的线性受力分布变化，对结构上也进行了优化调整，在既满足结构稳定性的情况下，同时又避免了材料的浪费。

在后续支架预压过程中，通过对每个管桩基础和贝雷梁跨中弹性挠度进行监测，沉降量、挠度均满足施工规范要求。 7.2 施工方面

充分利用了钢管桩基础和贝雷梁膺架这两个相对成熟的施工工艺，并把它们进行了有效结合。结构在实际使用中，安装较为简便，管桩承载力和平台整体稳定性也能满足施工要求，同时为下步满堂支架施工，提供了一个很好的支撑作业平台。

该桥整体梁浇筑完成后线型控制顺畅、美观，也达到了预期的质量要求。 7.3 存在的不足

由于梁成型后受平台顶和梁底之间净高，吊车臂展开受限，部分管桩无法拔出，只能沿水线切除，造成了部分材料的浪费。 7.4 有待改进之处

下步如类似工程，要尽可能充分考虑桥成型后，管桩拔出设备需要的作业高度，避免材料的浪费。