现浇连续梁施工方案(计算)

E—6合同段徐州潘塘互通式立交工程

现浇连续梁施工方案

铁道部第十四工程局徐州指挥部

一九九八年九月

Ⅰ、工程概况：

    连云港至徐州高速公路是连霍国道主干线的东龙头段。徐州段E—6标段起讫桩号自K220+800至K222+400，设计段落里程1.60KM，为大型公路互通式立交工程，呈双喇叭型互通立交上跨于6车道的104国道。

㈠工程地质情况：

    连徐线地处苏北平原东北部，地貌单元为鲁西南低山丘陵南缘的侵蚀残丘和黄淮平原的过渡地带。本标段均为开阔的黄泛冲积平原，沉积了第四世纪全新（Q4）砂土和亚砂土（即各类低液限粉土）、粉质土及IP＜10的低液限粘土，尤其是废黄河黄泛平原表层，亚砂土和粉细砂所占比例较大，而且多处于松散状态，加之地下水位较高，中粗砂处于饱和状态，同时沿线路地震烈度处于Ⅶ度区，这些构成了砂土液化的基本条件。第四纪沉积层厚度一般在8—13m，中下部为Q3—Q2老粘性土层。

本区段地下水为孔隙潜水，水位埋深1.40～1.60m，水位埋深主要受大气降水影响，地下水对砼无侵蚀作用。

本区段地质构造简单，其地震烈度为7°。

㈡气候条件：

本地区属暖温带湿润至半湿润季风气候，具有海洋型与型过渡气候特点，气候温和，四季分明，雨量充沛，春秋季短，冬寒夏热，年平均气温14.2℃，最低月平均气温-0.1℃，最高月平均气温27℃（7月份）；年平均降水量814.1mm，降水量年水分配主要集中于夏季，6～8月份占全年的57%，其中6月27日至7月24日为雨季，降水量约占全年30%。

㈢主要工程数量：

1.主线路基填筑13.5万m3，10条匝道路基土方填筑23.9万m3。

2.砂土液化地基处理51200.6m2。

3.跨线主桥（双幅）680.306m；E匝道桥102.5m；跨线F匝道桥88.002m。单幅全长共计1551.114m。

4.箱式通道5处，涵洞21座。

5.边沟及排水沟7.5号浆砌片石48m。

6.边坡防护9171.3m，7.5#浆砌片石17061.7m3。

Ⅱ、桥梁工程设计及施工主要特点：

㈠技术指标：

主线桥分别跨越A-A匝道、104国道及J匝道，全长680.306米。A-A匝道与主线桥斜交，交角为69°57′39.2″，相应主线桥以6跨13米圆孔连续板梁斜板布置。104国道及J-J匝道与主线桥也是斜交，但主跨采用斜桥正做，中墩采用独柱形式。主线桥其他部分均为长联箱式连续板梁，与斜桥相交孔以一跨异形板把斜桥转成正桥。

左幅桥跨径组成：2.5m+6×13.00m+（12.306m+11×20.00m）+（35.00m+55.00m+35.00m）+12×20.00m+2.5m=680.306m

右幅桥跨径组成：2.5m+6×13.00m+（12.306m+12×20.00m）+（35.00m+55.00m+35.00m）+11×20.00m+2.5m=680.306m

主桥部分桥面组成：0.50m（外侧防撞护栏）+12.00m（行车道）+1.00m（内侧护栏）+1.00m（分离缝）+1.00m（内侧护栏）+15.00m（行车道）+0.50m（外侧防撞栏）=31.00m。

引桥部分桥面组成：除与匝道连接部分行车道宽度有变化外，其它部分为0.5m（外侧防撞护栏）+12.00m（行车道）+1.00m（内侧护栏）+1.00m（分离缝）+1.00m（内侧护栏）+12.00m（行车道）+0.50m（外侧防撞护栏）=28.00m

E-E匝道桥以路线中心线为全长102.5m，在K221+726.655处上接主线桥，为5跨20m钢筋砼独柱箱式连续弯曲板桥。

跨径组成：5×20.00m+2.5m=102.5m。

桥面组成：0.50m（外侧防撞护栏）+7.50m（行车道）+0.50m（外侧防撞护栏）=8.5m

F-F匝道桥跨越104国道，与104国道交角80°。桥梁上部为22+37+22m，斜交角为80°的预应力混凝土连续箱梁。桥面净宽：0.5+6.75+1.0+6.75+0.5m=15.5m。

各桥设计荷载采用汽车—超20级，挂车—120；桥下净空不小于5.00m。

㈡主要材料

各桥梁部现浇均采用50号砼，承台、系梁及基桩采用25号砼，圆柱墩、肋式台、桥头搭板及防撞墙均采用30号砼。

普通钢筋采用符合国家标准GB1499-79规定的Ⅰ级、Ⅱ级钢筋。

预应力钢绞线采用符合ASTM A416-92a标准的φj15.24mm低松弛钢绞线，标准强度Rby=1860Mpa，弹性模量E=1.9×105Mpa。主桥锚具采用YM锚及与之配套的张拉千斤顶，F-F匝道桥采用OVM锚及与之配套的张拉千斤顶。预应力管道均采用波纹管。支座均采用抗震盆式橡胶支座。伸缩缝均采用D-80型伸缩缝装置。㈢设计要点：

主线桥主跨为双幅35+55+35m三跨单箱双室等截面部分预应力钢筋砼A类构件连续梁。全长125m，箱梁高2.3m，腹板厚：跨中为40cm，支点处加厚至60cm。右幅桥顶板宽16.5m，厚28cm，左幅桥顶板宽13.5m，厚20cm。右幅桥底板宽11.5m，左幅桥底板宽8.5m，底板厚度均为20cm，在支点处加厚至40cm。箱梁悬臂长均为250cm，在与引桥20m板连接处设有下牛腿。主线桥主桥部分下部构造：边孔墩柱采用φ1.6m的双柱墩，基桩为4×φ1.2m摩擦桩；中孔墩柱采用φ2.0m的单柱，基桩为4×φ1.5m摩擦桩。

主线桥引桥部分上部构造：左幅桥部分为六孔一联13m的圆孔斜板，桥面变宽；右幅桥为六孔一联13m圆孔斜板，桥面等宽，梁高均为65cm，整个一联为弯坡斜布置。以主桥为界，连云港侧另两联为左幅12.306m+11×20m，右幅12.306m+12×20m。在连云港侧边跨（12.306m）为斜桥转成正桥的过渡孔，板呈梯形的异形板，梁高均为1.2m，与13m板梁连接处设有下牛腿；右幅桥与E-E匝道连接处也设有下牛腿。在主桥的徐州侧，左幅桥部分为12×20m，梁高为1.2m，桥等宽；右幅桥部分为11×20m，梁高为1.2m，桥变宽。板梁悬臂长均为250cm。引桥下部构造：桥台台身均为肋式，桥墩为柱式墩，基础均为摩擦桩。

E-E匝道桥部分上部构造为一联5×20m空心板，板梁高1.2m，顶板宽8.5m，底板宽为3.5m，板梁悬臂长均为250cm。下部构造：桥台台身均为肋式，基桩为4×φ1.2m摩擦桩；各中墩均为φ1.4m独柱，各墩基桩均为单根φ1.5m摩擦桩。

F-F匝道桥上部构造为22+37+22m三跨单箱双室等截面预应力钢筋砼连续箱梁，全长87.402m。箱梁高175.5cm；边腹板厚跨中为40cm，支点处加厚至100cm；中腹板厚跨中为40cm，支点处加厚至160cm；顶板宽15.50m，厚25cm；底板宽11.50m，厚25cm，在支点处加厚至55cm。箱梁悬臂长为200cm。

主线桥部分左、右幅桥均位于半径R=25000m的竖曲线内，该桥也处在半径R=6504.56m的平曲线内，E-E匝道桥位于半径R=2600m的竖曲线与半径为R=160m的平曲线内。且各桥桥面设置2%横坡，箱梁由腹板变高形成，板梁由梁底预埋钢板调平。

本工程设计先进，为降低线路地面高度，减少征地，减少工程量，降低造价，采用了较多的上限指标。结合其它诸多方面因素，使本工程施工形成了以下几方面特点：

1.施工技术难度大

跨104国道主桥设计高跨比很小（1/24），设计为双向预应力中跨55m低高度等截面梁体结构现系全国之最；主桥连续梁单联最大长度为252m。E-E匝道桥为独柱弯桥连续梁桥；F-F匝道桥跨104国道，为斜交斜做的预应力连续梁桥。且本工程桥址区域系旧黄河冲淤平原区严重砂土液化不良地质，也给桥梁施工带来了许多困难。本工程主要施工技术难点在于：通过施工工艺设计、模拟试验、结构模拟及理论研究，以技术措施确保梁体线形和防止现浇梁体开裂。

2.质量标准高，施工工艺要求严

本工程系国道主干线，省厅领导及徐州市领导对本工程的质量标准提出了很高要求，明确提出“超沪宁、创国优、出精品”的口号。特别是本标段与104国道互通立交，紧靠徐州市区，是徐州通往省城的东大门，因而也是徐州市的形象工程。

本工程合同《技术规范》、《省高指工程施工质量检验标准》对本工程施工工艺全过程均有高标准的具体要求与规定，是本合同施工工艺管理的首要控制文件。市高指及监理部明确对本标段施工质量管理提出了非常高的目标。

3.施工安全问题突出

104国道车流量极大，而且104国道斜交的主桥连续梁与F匝道连续梁设计净空很低，施工工期也均较长，特别是现浇梁施工中，钢支架的搭设与拆卸，要在公路上进行，安全生产难度太大。

4.工期紧、一次性投入大

本标段变更设计后，桥梁工程占有较大比例，单幅全长共计1551.114m，现浇梁总面积达23000m2。且由于变更图纸到位较晚；本地区冬夏温差大，冬季砼施工也有一定困难；技术难度大，工艺环节复杂，反映在总体施工网络计划图表上是关键线路等等，现在已很难保证合同总工期的实现，因此，必须加大人力、设备、周转性材料的一次性投入数量。

归结到一点：现浇梁施工是制约本工程质量、安全、工期成败的关键环节，是重中之重。本标段钻孔灌注桩施工已基本结束，墩台施工有望在11月底结束。基于施工现状，在以前施工组织设计的基础上，进一步提出现浇梁施工方案如后述。

Ⅲ-1现浇梁支架及基础施工

一、施工方案的确定

立交工程现浇梁的支架及其基础施工方案，除考虑企业自身拥有的支架材料种类、数量情况外，一般是基于以下三方面综合考虑而定：一是地基的承载能力及受荷沉陷情况；二是现浇梁本身的荷载情况及现浇梁的下沉控制量；三是环境、交通等外界限定条件。

1.地基的承载能力

桥址区位于废黄河冲积平原，地形平坦，相对高差较小。

桥址区岩土层在钻堪的深度范围内分为12个工程地质层，现分述如下：

⑴Ⅱ22亚粘土（Q4a1）：表壳层，黄褐色，土质均一，软间硬塑。 

⑵Ⅱ32+3亚砂土（Q4a1）：黄褐色，土质较均匀，上部硬塑，中下部软塑，为液化层，厚度2.8-3.0米。

⑶Ⅱ33亚砂土（Q4a1）：灰色，土质均一，软塑，厚约3-4米，为液化层。

⑷Ⅱ12粘土（Q4a1+1）：黄灰色，土质均一，含零星小贝壳，硬塑。厚约3.2-3.5米。

⑸Ⅱ22亚粘土（Q4a1+p1）：褐黄色，含零星钙质结核，局部富集，硬塑，厚约3.2-1.5米。

⑹Ⅱ12-1粘土（Q31）：黄褐色夹青灰色，局部为青灰色，土质均一，硬塑，厚约1.40-2.90米。

⑺-1Ⅱ1+23粉细砂（Q3a1）：黄褐色，成份以石英为主，饱和，中密，厚约0.3-4.2米。

⑻-2Ⅱ32亚砂土（Q3a1）：为透镜体，仅分布在ZK8孔下，黄褐色，硬塑质地不均匀。

⑼Ⅱ12-2粘土（Q31）：灰-灰褐色，土质均一，硬塑，厚约2.0-3.1米。

⑽Ⅱ12+1粘土（Q31）：灰褐色，土质较均匀，含大量钙质结核及铁锰质结核，硬-半坚硬。

⑾Ⅱ11+2粘土（Q2a1+p1）：黄褐-褐黄色，土质较均匀，含铁锰质结核及少量钙质结核，硬塑。

⑿Ⅱ12粘土（Q2d1+p1）：棕黄色，硬塑，含砾砂及少量铁锰小结核及钙质结核。

⒀Ⅱ22亚粘土（Q2d1+p1）：棕黄色，土质不均，硬塑，混角砾及砂，并见黑色碳化物。

除上述各土层一般情况分析，根据堪孔布置情况（见附图1）及钻孔柱状图、土工试验汇总表，可得出如下结论：

上部地层第⑴-⑸层为第四系全新统冲洪积形成的亚粘土、亚砂土、粘土、粉细砂、粘土地层，厚度约13米。中下部为Q3-Q2老粘土层，第⑵、⑶层亚砂土为严重液化土层（B），考虑到钻孔桩、系梁施工，第⑴层，即表壳层基本上遭到破坏，因此，支架基础设计与施工对第⑴、⑵、⑶层亚砂土不予以适当考虑将危及支架体系的稳定，出现大量下沉、歪斜。

另一方据静力触探JK15（96年5月），第⑴、⑵、⑶层可承受静压力不大于[σ0]=230Kpa。

2.现浇梁本身的荷载情况及现浇梁的下沉控制量

    ⑴主线桥主桥预应力钢筋砼箱梁

    ①自重荷载（左幅）：2.5t/m3×1261.65m3÷125m=25.233T/m 

      自重荷载（右幅）：2.5t/m3×1502.15m3÷125m=30.04T/m 

②提出下沉量控制值

主跨：a.最大下沉量ζmax=1/800×55=0.06875（m）=68.75mm

      b.不均匀下沉量ζ不均=1/2ζmax=34.375mm 

      c.结构自重及汽车荷载挠度ζ1（设计提供）

边跨：a.最大下沉量ζmax=1/800×35=0.04375（m）=43.75mm

      b.不均匀下沉量ζ不均=1/2ζmax=21.875mm

      c.结构自重及汽车荷载挠度ζ1（设计提供）

⑵主线桥引桥20米连续板梁

①自重荷载

左幅：2.5t/m3×1462.8m3÷（11×20+（12.4+19.02）/2）m=15.515T/m

右幅：2.5t/m3×1791m3÷（12×20+（6.96+12.03）/2）m=17.946T/m

②提出下沉量控制值

a.最大下沉量ζmax=1/800×20=0.025（m）=25mm

b.不均匀下沉量ζ不均=1/2ζmax=12.5mm

⑶主线桥引桥13m连续板

①自重荷载

左幅：2.5t/m3×878.2m3÷78m=28.147T/m

右幅：2.5t/m3×438.5m3÷78m=14.054T/m

②提出下沉量控制值

a.最大下沉量ζmax=1/800×13=0.01625（m）=16.25mm

b.不均匀下沉量ζ不均=1/2ζmax=8.125mm 

⑷E-E匝道桥20m连续板

①自重荷载

2.5t/m3×71.18m3÷20m=8.75T/m

②提出下沉量控制值

a.最大下沉量ζmax=1/800×20=0.025（m）=25mm

b.不均匀下沉量ζ不均=1/2ζmax=12.5mm 

⑸F-F匝道桥预应力箱梁

①自重荷载

 2.5t/m3×832m3÷81m=25.679T/m

②提出下沉量控制值

a.最大下沉量 ζmax=1/800×37=0.04625（m）=46.25mm

             ζmax=1/800×22=0.02716（m）=27.16mm 

b.不均匀下沉量    中跨ζ不均=23.125mm

                  边跨ζ不均=13.58mm

3.环境、交通等外界限定条件

本工程互通立交主线桥主桥部分及F匝道桥上跨104国道，104国道车流量大，根据合同要求施工时要保证4车道通行。另外，104国道北侧沟渠是茶安村与蒋庄村最主要的排水通道，施工时必须保证时时畅通。

桥址其它区域均系废黄河冲积平原农田区，地形平坦，土质松软，地下水位高，埋深不足1.0m，地下水为孔隙潜水，埋深受大气降水影响。

综合上述各方面情况，考虑分两种情况进行支架及基础施工：

1.跨104国道有通车要求的主线桥主桥部分、F-F匝道桥，采用龙门支架现浇施工。跨104国道预留双向共4个车道，净孔为4-4×4.5m，支架梁部系I45b型钢，其余部分支架梁部均采用式铁路军用梁，所有支墩均采用65式铁路军用墩及联连件，支墩基础在104国道位置的采用30cm厚20Mpa砼条形地梁（由于104国道车流量大，汽车冲击荷载长期作用下，土壤上层相当厚度孔隙比小，承载力大）；支墩基础104国道之外，拟采用砼桩基础穿越液化层，承受集中荷载。

2.主线桥引桥部分及E-E匝道桥，采用满堂支架法施工，支架采用钢管脚手架，基础采用换填0.8m厚岩渣，上铺18cm厚15Mpa素砼垫层进行处理。基础处理的目的在于形成稳定的半刚性受力层，承受冲击荷载，防止土层第⑴、⑵、⑶层发生砂土液化而致支架体系失稳。

二、支架及基础施工方案设计

㈠主线桥主桥部分

1.荷载分析：

①梁部自重          Q1=30.4T/m

②军用梁（横向6片）Q2=（0.455+0.231）/4×6=1.029T/m

③模板重            Q3=0.035T/m2×（16.5+2.3×2）=0.7385T/m④横向钢垫梁等      Q4=0.01T/m×16.5×2m/m=0.33T/m

⑤支墩自重          Q5=0.18T/m（一般墩高6m） 

2.支架基础设计：

104国道以外部分的支撑采用65式军用墩做支柱，集中力由砼桩基承受，龙门跨距拟取8m，采用军用梁横向6片，则单支柱集中荷载为：

Q=（Q1+Q2+Q3+Q4）×8÷6+Q5×6=44.411T

采用φ1.5m钻孔灌注桩，则：

[P]=1/2（UlIp+AσR）

式中[P]—单柱轴向受压容许承载力（KN）

 U—桩周长   φ1.0m时 ，可取3.14m

 L—桩有效长  拟取15m ，其中8m在液化层内

 A—桩底截面积φ1.0m时 ，可取0.785m2

 IP—桩平均极限摩阻力（Kpa）。据现场条件上层土8m范围液化层取IP=1/3×20≈7Kpa，下层取IP=50Kpa。

σR—柱尖处土的极限承载力

    σR=2m°λ{[σ°]+K2r2（h-3）} 

      =2×0.8×0.7×{230+2.0×2.0（15-3）}

      =311.36（Kpa）

将以上各参数代入公式

[P]=1/2[3.14×（8×7+7×50）+0.785×311.36]

   =759.63（KN）＞Q=44.41T（435.218KN）

故15mφ1.0m钻孔灌注桩可以满足承载力要求。

考虑到工期紧，当采用打入15m45×45cm2砼方桩，则：

容许承载力[P]=1/2（UΣdiliτi+αAσR）

式中U—桩周长1.8m

     li—各土层厚度，l1取8m，l2取7m

     τi—与li对应的各土层与桩壁极限摩阻力。据现场情况，上层8m厚度τ1=1/3×20kPa≈7Kpa，下层7m厚度取τ2=50Kpa。

       σR—桩尖处土的极限承载力，由于液性指数Il＜0.35。可取3000Kpa。

       αI，α—影响系数，均可取0.9

各参数代入公式，得：

[P]=1/2[1.8×（0.9×8×7+0.9×7×50）+0.9×0.452×3000]

   =602.235（KN）＞（1+μ）Q=48.85T（488.5KN）

故15m45×45cm2打入钢筋砼方桩也可满足支架支墩承载力要求。

⑵104国道拟采用30cm厚条形20Mpa砼基础，集中力通过条基散布到路面面层。龙门跨距拟取6m，则单排柱集中荷载为：

Q=（Q1+Q2+Q3+Q4）×6+Q5×6×6=201.465T

以右幅为例，条梁在顺桥方向采用宽度1.2m，垂直于桥向投影长度16m，则基底面积S=1.2×16=19.2m2。基底平均接触压力P=Q/S=201.465/19.2=10.493（T）=102.831Kpa。若考虑不均匀系数取1.2，则最大接触压力Pmax=1.2P=123.4Kpa，经路面面层、基层散布后，作用于路基各土层的附加应力将更小。

3.支架设计

⑴104国道预留4车道部分，采用梁柱式支撑，4孔梁部均采用I45b型钢，支墩采用65式军用墩及连联件，支墩上下平行104国道轴线垫I40b型钢。

a.梁部I45b型钢受力及变形及需用量分析如下：

①型钢I45b长度：4.3m/sin36.25°+0.35×2=7.97m≈8m

②应力分析

    δ=Q1+Q3+Q4=31.47T/m=308.406KN/m

单根Ix=33759cm4         ωx=1500.4cm3    A=111.4cm2

      Mmax=ql2/8=31.47×（4.3/sin36.25°）2/8=208.024（T·m）

     δ= Mmax/nWx=1/n·（208.024×104）/（1500.4×10-6）

      =（1.3857/n）×109（Pa）

因  δ=（1.3857/n）×109（Pa）≤[σW]=145Mpa

故   n≥（1.3887×109）/145×106=9.562≈10根

此时τ=31.47×（4.3/ sin36.25°）×103×9.8/（2×10×111.4）  

      =31.986（N/cm2）=3.1986×10-3MPa ＜＜85Mpa

③型钢数量确定

当n=10，fmax=5ql4/（384EIx×10）

               =5×308.406×103×（4.3/ sin36.25°）4/（384×2.1×

                105×106×33759×10-8×10）

               =0.01584（m）

考虑到现浇梁线型美观，拟右幅采用23条I45b型钢，又使跨中挠度控制在7mm之内，同理左幅采用20条I45b型钢。

左右幅共需I45b型钢：

8×（23+20）×4=1376（m）也即

0.08745T/m×1376m=120.331T

b.支墩所用材料

支墩承载力极大，稳定性好，受力检算这里从略。

四车道支墩共计5排，每幅每排上下各垫I45b型钢两道，中支撑65式军用墩8根（砂垫箱8个），则用材料

I45b型钢：[（13.5+1.0+16.5+1.0）/cos36.25°]×4×5≈800m  

           也即   0.07384×800＝59.072（T）

65式军用墩：5.2-0.3-0.4×2-0.45＝3.65（m）（包括砂箱高）

           故 3×8×2×5＝240（m）也即

               180.39kg×240＝43293.6kg

     联连件：  27.×14×5×2+16.30×28×5×2=8468.6kg

     砂箱：    （40×40×65cm3）：8×2×5=80个

     20Mpa砼条梁：[（13.5+1.0+16.5+1.0）/cos36.25°]×2×5×0.3×1.2 

                       ≈144（m3）

⑵主桥预应力箱梁104国道4车道之外部分支架：

a.梁部采用6片式军用梁，上垫I10型钢。

①军用梁承载能力强，受力检算从略。上垫I10型钢受力及变形检算从略。

②材料数量：

由于125m-8m×4＝93m（4车道外剩余支架长度）

故拟采用104国道南北两侧各搭48m长支架体系。

则用

①号标准三角件：11×6×2×2×0.455=120.12T

②号端构件：    6×2×2×2×0.412=19.776T 

③号弦杆：      10×6×2×2×0.231=55.44T

④号弦杆：   6×2×2×2×0.177=8.496T

钢销：       12×4×6×2×2×0.002=2.304T

I10型钢：    （13.5+1.0+16.5）×（93/0.8）=3603.75（m）

             即36.876T

b.支墩材料用量

104国道南北侧各搭48m长支架体系，龙门跨距8m，则支墩要7×2×2＝28排，单幅梁每排6个墩，则共168个。

故所用材料数量为：

65军用墩：180.39kg/m×6m×168＝181833.12kg

联连件：   27.×14×28+16.30×28×28=23712.08kg

I40b型钢（垫梁）：（13.5+16.5）×14×4=1736（m）即

                 0.07384×1736＝128.186T

砂箱：（0.6×0.3×0.3m3）   6×14×2=168个

砼桩基：  15×168＝2520（延米）

㈡F-F匝道桥部分

基本同主线桥主桥预应力箱梁部分相同，受力及变形等分析从略。

⑴预留4车道部分所用材料：

a.梁部：

I45b型钢  6m/根×16根×4＝384m  即33.58T

b.支墩：

I40b型钢：   18m/道×4道/排×5排＝360m  即26.5824T

65式军用墩：3m/个×9个/排×5排＝135m   即24.353T

联连件：    27.×16×5+16.30×32×5＝4839.2kg

砂箱（40×40×65cm3）：9×5=45个

砼条梁（20Mpa）  18m×5×1.2m×0.3m＝32.4m3

⑵非4车道部分所用材料：

由于81m-6×4m＝57m，故拟采用104国道南北两侧各搭30m支架体系，则梁部支架材料用量：

    ①号标准三角件：7×6×2×0.455=38.22T

    ②号端构件：    1×6×2×0.412=4.944T 

    ③号标准弦杆：  6×6×2×0.231=16.632T

    ④号弦杆：   1×6×2×0.177=2.124T

    钢销：       7×4×2×0.002=0.112T

    I10型钢：    16×（57/0.8）=1140（m）    即11.665T

    考虑到龙门跨距8m，则支墩5×2＝10排，每排7个墩，则共70个墩，所用材料数量为：

65军用墩：180.39kg/m×5m×70＝25254.6kg

联连件：   27.×12×10+16.30×24×10=7258.8kg

I40b型钢：18m/道×4道/排×10排=720（m） （即53.165T）

砂箱：（0.6×0.3×0.3m3）  7×10=70个

砼桩基：  15×70＝1050（延米）

㈢主线桥引桥部分及E-E匝道桥（连续板梁）

1.荷载分析：

    ①梁自重：  q1=28.147/[（23.318+19.25）/2]=1.322（T/m2） 

②模板：    q2=0.037T/m2

③支架自重：q3=0.08T/m2

故取冲击系数1+μ=1.15，则

基础承载q=（q1+q2+q3）×（1+μ）=1.439×1.15＝1.655（T/m2）  

                                     ＝16.55Kpa＜＜[σ0]＝230Kpa

2.支架基础设计：

本工程桥址为开阔的黄泛冲积平原，表层约8m厚沉积了第四世纪全新统（Q4）各类低液限粉土，并处于松散状态，加之地下水位较高，构成严重液化层。为防止施工时支架体系失稳与承受冲击荷载而致大量下沉，必须进行适当处理。

拟填压碎石0.8m，上铺18cm厚15Mpa砼垫层，形成稳定的受力层，可比较直接承受冲击荷载。

将所考察的系统，做为弹性系统来考虑，考虑到阻力与重物振动时的运动速度成正比时，一个自由度系统的自由振动方程，可以从动力平衡条件得到：

Q-（Q/g）X-αX=Q+CX             ①

或X+2nX+ω2X=0                  ②

式中   X—位移；X=（d2X）/（dt2）

       g—重力加速度

       α—比例系数

       αX—阻力

       C—弹簧刚度

       ω—固有振动角频率

方程②中ω2=Cg/Q，  2n=αg/Q   ③

令ω12=ω2-2n                   ④

则方程②的解为：

X=e-nt（Asinω1t+Bcosω1t）　    ⑤

式中e=2.718

系统衰减振动周期  T=2π/ω1=2π/√ω2-n2　     ⑥

式中n—表示振动系统阻尼能力的系数

从⑤式中可以看出，由于存在因子e-nt，振幅将随时间逐渐减小，即振动逐渐衰减。⑤式中A、B由初始条件确定。对于特定系统T、n均为常数。通常δ=nT称为振动对数减幅系数，表示衰减振动的基本特征或振动系统的阻尼特性。

针对本工程现场实际，填压受力层的厚度与振动衰减传导时间近似成正比，稳定受力层愈厚，则受力层底位置⑤式中存在因子e-nt振幅愈小。据有关参考文献，碾压碎石做为结构材料，振动阻尼特性比较突出。

主桥引桥及E-E匝道连续板梁共需做稳定受力层18000m2。

3.支架设计

鉴于：碗扣式钢管脚手架，接头具有极佳的抗剪、抗弯、抗扭力学性能，自销能力好，拼拆速度快，整架配备了较完善的安全保证设施；主桥引桥及E-E匝道桥连续板梁自重小，均布性好；桥址地表较平整等诸多因素。拟采用碗扣式脚手架满堂支撑。

⑴采用的构件种类

主 构 件：立杆、横杆、斜杆、顶杆、支座

配套构件：立杆连接销、间横杆、脚手板、斜脚手板、梯子、提升滑轮、安全网支撑架、托撑

⑵支撑架组架方法

拟采用90cm（框长）×90cm（框宽）×120cm（框高）的框架单元

支架受力及支架稳定检算从略。

⑶构件用量计算

主线桥引桥及E-E匝道桥，共18000m2，以单幅总长1200m平均宽度15m一次性投入计算。0.9m横杆每层为17×1334＋18×1333=46672（根）

则横杆总数为：46672根/层×6层=280032根     （1050.12T）

主杆（以平均高度6.5m）：6.5m×18×1334=156078m  （929.3T）

斜杆（XG-216）：5×（1334/2）×4=13340（根）  （88.044T）

支座（TZ-2-600）：18×1334=24012（个）

顶托（TZ-1）：18×1334=24012（个）     （40.82T）

立杆连接销：18×1334×2=48024（个）   （8.4T）

搭边横杆（BG-90）：1334×2=2668（个）  （10.005T）

钢脚手板（JB-180）：    100个            （1.32T）

木脚手板（MB-240）：    100个         

斜脚手板（XB-190）：    60个

梯子（TZ-255）：         15个           （0.378T）

安全网支架（AJ-1）：   1334÷2×2=1334（个）（21.21T）

安全网（AW-1）： 2.5m×1200×2=60000m2

提升滑轮（HL-1）：        6个

           TL-60 ：        200个 

10×10cm2方木：          15 ×1334 ×2=40020（m） 

三、支架及其基础施工：

㈠主线桥主桥部分及F-F匝道预应力箱梁支架及基础施工

1.预留4车道部分

a.支架基础：施工前要做好安全标志设置，将施工区域分隔开；做好测量放线。为防止砼条梁固结于104国道路面，便于完工后场地恢复，拟先铺两层油毡布。砼条梁要分块，长度不大于6m，不小于4m。施工时，要严格控制砼配合比，同样注意做好养护。严格控制好外形尺寸，特别注意顶面按设计标高施工，平整度要好。

b.支架：为保证支墩压力较均匀地散布于基础上，保证基础均匀沉降变形。支墩下拟先垫I40b型钢一层两道。然后采用65式铁路军用梁及连联件，逐层向上拼装。最后65式军用墩顶部安固钢壳砂垫箱。砂箱上顺104国道轴向方向再安放固定一层两道I40b型钢。最后，顺桥线路方向吊放I45b型钢。施工时，要对104国道分车道进行临时封闭。要有专人做好现场调度、警戒。施工时，要严格控制砂箱顶面标高。砂箱顶面标高要据后述预留沉降量及预拱度进行设定。

2.非预留车道部分：

a.支架基础：按前述设计，拟采用砼桩基础。施工前，要做好场地平整，保证施工机械能方便地就位。施工时，要严格按设计及工艺要求组织实施。所有桩基顶部要按设计分排统一凿平到标高，基础顶固定一层双道I40b型钢。

b.支架：支墩采用65式铁路军用梁及连联件，逐层向上拼组。同样，支墩顶部安固砂垫箱，砂垫箱上固定一层双道I40b型钢。梁部采用式铁路军用梁，尽可能在地面分片拼组好后，利用两台20T大吊车进行吊装就位，就位后，立即固定好，最终用I10横钢进行横向联固。由于梁片间距一般为2.5m，因此，顶部要横向均布I10横钢并做一定联固。施工时，现场要有专人分项负责，有一人统一指挥。支架安装时，标高控制是至关重要的事情，要严格按后述预留沉降量及预拱度的特别设计进行。

㈡主线桥引桥及E-E匝道桥连续板梁支架及基础施工

1.基础处理：先用小型推土机进行场地平整。系梁开挖时形成的集水坑，要抽掉积水，分层回填夯实。在桥两侧2.0m处各挖一条排水沟，深60cm，宽100cm，并要注意经常清理。场地平整时要注意横向形成排水坡。要尽可能避开雨季施工，实在避不开最好做30cm厚灰土，形成一个表层土硬壳。之后填筑碎石垫层。并用大功率振动压路机进行碾压。顶层做成18cm150#素砼层。基础垫层的目的有两方面：一是提高局部承载力，二是衰减振动。本工程桥址区域砂土液化非常严重，D8L推土机在地表作业时，曾陷入1.2m深不能自行出来。因此，施工时，要严格按施工方案要求进行。

2.支架：在大面积现浇梁施工中，满堂红支架的施工对工程进度、质量及效益结果有很重要的作用，要做为施工的一个重点问题控制。

⑴施工准备：

a.按照钢管支架的设计要求，向施工人员进行技术交底。

b.对进场钢管支架各类构件做好检查验收，分类码放。

c.按设计行距、排距进行在基础面上进行划线。

⑵杆件搭设：

a.搭设顺序：放底座—立杆—第一层横杆（纵、横）—第二层横杆（纵、横）—立杆接高—第三层横杆—顶层横杆—托座—垫木梁

b.施工时，注意支架立杆接头要临杆错开。

c.斜杆搭设在支架分段单元的外侧面。

d.施工时，要严格控制好托座标高，按后述预留沉降量及预留起拱度后所设定值。在预压后，若沉降量与理论及实验值相差较大，还要做一定调整。

e.施工时，应注意用好配套附件，做好安全防护。

Ⅲ-2现浇梁模板制作及安装

一、模板安装：

本工程质量标准高，为确保现浇梁内实外美，拟外模采用平面组合钢模内衬喷塑钢板现浇预应力连续箱梁；拟外模采用大块酚醛覆膜人造板模板现浇钢筋砼连续板梁。内模采用木模或一次性硬纸芯膜。

二、模板设计：

㈠预应力连续箱梁模板：

1.荷载：

a.竖向荷载：

①新灌钢筋砼    q1=25.233/13.5=1.87（t/m2）

②模板及其支架自重    q2=37kgf/m2

③人和工具荷载    q3=250kgf/m2

④振捣砼产生荷载q4=100kgf/m2

b.水平荷载：

①新灌砼侧压力（最大）    q侧=2.5H=5t/m2

②倾注砼引起振动荷载    q＇侧=600kgf/m2

2.模板受力检算：

⑴外模采用平面组合钢模，模板受力检算从略。模板下垫木受力检算如下：

模板所受荷载    q=q1+q2+q3+q4

                      =1870kgf/m2+37kgf/m2+250kgf/m2+100kgf/m2

                      =2257kgf/m2=0.2257kgf/cm2

由前述支架方案知    跨长.=0.9m

则0.9m宽范围

Mmax=（ql2/10）×0.9=（2257×0.93）/10=1.5353（kgf·m）

由δ=Mmax/W≤[σ]知

W=bh2/6≥Mmax/[σ]=1.5353 kgf·m/（80kgf/cm2）=205.669cm3

即bh2≥1234.015cm3

取方木宽b=10cm，则h≥√1234.015/10=11.1086（cm）

故从垫木受弯曲应力角度   可采用10×12cm2方木   

当采用10×12cm2方木

IX=（10×123）/12=1440（cm4）

fmax=（0.9q）·L3/（128EI）=0.9×0.2257×903/（128×90000×1440）  

   =8.93×10-6（cm）＜＜[fmax]=3mm

故即可以满足容许挠度要求

⑵内模采用木模，拟面板采用3cm厚，背肋木0.8m间距，则以1m宽为单元计算如下：

WX=bh2/6=100cm×（3Cm）2/6=150cm3

    IX=WX·（h/2）=225cm4

由于顶板钢筋砼厚度很小，即荷载小受力检算从略。

侧压力    q侧=2.5H=2.5×2=5（T/m2）

          q侧振=600kgf/m2

取        q= q侧+q侧振=5600kgf/m2=0.56kgf/cm4

那么

σmax=Mmax/WX=（ql2/8）/WX=（0.56×902）/（8×150）=3.78（kgf/cm2）    

                              ＜＜[σ]=80kgf/cm2 

挠度检算从略，可以按80cm间距设置背肋木。

㈡引桥及E-E匝道桥连续板梁模板

1.荷载：

    a.竖向：①新灌钢筋砼    q1=1.322T/m2（见P16）

            ②模板及模板撑架自重   q2=30kgf/m2

            ③人和工具荷载    q3=250kgf/m2

            ④振捣砼荷载      q4=100kgf/m2

b.水平：①新灌砼最大侧压力   q侧=2.5H=3T/m2

        ②倾注砼引起振动荷载 q倾=600kgf/m2

2.模板受力检算：

内模采用一次性纸芯膜，经实验可以满足受力及变形要求，外模采用酚醛覆膜人造板模板，其基本参数如下：

厚度                15mm或18mm

平面抗拉强度        2.26Mpa

静曲强度     平行   70Mpa

             垂直   50Mpa

弹性模量     平行  8×103Mpa

             垂直  3×103Mpa

拟顺应下部支架间距0.9m，设置模板背肋垫木。则L=0.9m

取1m宽为单元计算：

Mmax=（q1+q2+q3+q4）·l2/10=（1.702T/m2×1m×0.92m2）/10=0.1379T·m

WX=bh2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3

     则σmax=Mmax/WX=0.1379T·m/（3.75×10-5m3）=3677.33T/m2=36773.3Kpa

                                     ＜＜50Mpa或70Mpa（满足应力要求）

      IX=bh3/12=2.8125×10-7m4

垂直放置fmax1=k（ql3/128EI）=17.02×1000×0.93×0.55/（128×3×103×106×2.8125×10-7）=0.0632（m）＞＞[fmax] =0.003m

平行放置fmax2=（E1/E2）fmax1 =0.0237m＞＞[fmax]=0.003m

显然，背肋垫木间距过大，若均按0.45m间距平行放置，则：

fmax=（0.9/0.45）3fmax2=0.0029625m＜[fmax]（可以满足要求）

三、模板制作安装：

预应力箱梁外模采用组合钢模板，使用前要全部做好矫正，务使板面平整，底模安装前要做好垫木标高及间距检查。钢模拼装时，要注意配板规格组合，接缝互相错开，采用U型卡。侧模安装前要先安装并检查好侧面支架，安装后，要进一步对支架加固，并要把侧模与侧支架联为一体。底模侧模可利用刨光条木做好联接。在预压完成后，进一步调整标高，再内衬宝丽板或薄喷塑钢板。覆板时，要切实做好接缝处理，务使密合不致跑浆。

预应力箱梁内模，拟采用特制木模，制作时要按施工技术交底单规定的结构尺寸及误差允许值进行。技术人员要在制作后，做好现场验收检查。施工时，要分节吊装连接，并通过垫块与钢筋骨架联固成一体。

连续板梁外模，采用大块酚醛覆膜人造板模板，关键是要做好接缝处理与变形控制。接缝拟采用胶带纸封缝，加密肋木、垫木支撑。内模采用一次性纸芯膜，安装位置要准确，并做好固定限位。

所有外露面的模板应涂隔离剂。