白石特大桥现浇梁施工方案

1.工程概况

霞村特大桥位于浙江省乐清市虹桥镇下沿村与西溪村之间山前冲海积平原，为三面环山，一面临海的山坳，由山区河流、溪水冲积和海积共同形成。

桥址位于海积平原和低山丘陵区，海积平原地势平坦开阔，地面标高在3～5m左右，多辟为水田；低山丘陵区自然坡度15～300 ， 被辟为旱地、果园。

     46～49号墩之间为跨越地方公路的（32+48+32）m三跨连续梁。

2.三跨连续梁结构形式

    霞村特大桥三跨连续梁为预应力混凝土斜腹板变截面箱梁，梁全长113.1.6m。跨中梁高为2.8m,中支点梁高为3.4m。

    桥面宽按人行道栏杆内侧12.8m,桥面总宽13.0m。

共57联。跨中箱梁梁高2.米，箱梁顶板厚0.34米，底板厚0.3米，腹板厚0.48米，在支点截面处箱梁梁高2.米，箱梁顶板厚0.49米，底板厚0.401米，腹板厚0.768米。顶面设1.4%双向坡。箱梁标准断面如下：

二、膺架法现浇连续箱梁施工

霞村特大桥施工连续梁采用搭设钢立柱支撑法施工。自31#墩向左右分四个工作面同时施工，全桥配备4套膺架材料及4孔钢立柱，施工周期25天，循环施工。由于墩位于陆地上和河里，在施工膺架前要首先对支架基础进行处理。基础处理的施工方法：①陆地上（0#台~31#墩和37#墩~56#台）采用振动沉管桩桩基（Φ426mm）加固，上部浇注承台，承台上安装直径为529mm的钢立柱、横桥向工字钢、顺桥向贝雷梁、横桥向槽钢、钢支架、10ｃｍ×10ｃｍ方木、底模等；②河中（31#墩~37#墩）采用钢管桩桩基加固，在河中打设直径为529mm的钢立柱、横桥向工字钢、顺桥向贝雷梁、横桥向槽钢、钢支架、10ｃｍ×10ｃｍ方木、底模等。混凝土采用一次断面法施工。

1、 陆地上0#台~31#墩和37#墩~56#台箱梁施工方案

基础采用振动沉管桩桩基加固，上部为承台，承台上安放钢立柱，钢立柱顶部安装工字钢，工字钢上顺桥向为贝雷梁，贝雷梁上为横桥向100mm槽钢，翼缘板两侧为钢支架，顺桥向为10×10cm方木，上部为18mm高压竹胶板。

陆上箱梁支架搭设横断面示意图

陆上箱梁支架搭设纵断面示意图

先计算施工荷载：

砼单位体积重量2.5t/m3，施工荷载（含冲击荷载）5KN/m2，模板自重0.8KN/m2，砼超重或其他不可预见因素K1=1.05，安全储备系数K2=1.2。

根据设计断面，计算出箱梁腹板以下主梁面积为6.0 m2。

箱梁腹板以下主梁荷载近似按均分布计算，则单位面积荷载为

         ×1.05×1.2+5+2×0.8=39.5KN/m2

悬臂端、翼缘板端部单位面积荷载为

             ×1.05×1.2+5+0.8=12.1KN/m2

悬臂端、翼缘板根部单位面积荷载为

             ×1.05×1.2+5+0.8=24.7KN/m2

取顺桥向1m为研究对象，荷载可以近似为均布荷载

腹板以下主荷载q1=31.9×1=39.5KN/m

悬臂端根部线荷载q2=21.55×1=24.7KN/m

悬臂端端部线荷载q3=12.1×1=12.1KN/m

 1.1支架和支撑

悬臂端采用钢支架

总重为168kg

钢支架检算如下:

a、翼板下[8槽钢最大弯矩

    则，支架顶部横杆采用8#槽钢，支架每米布置3个。

b、肋板外[8槽钢最大弯矩

  σ＝6.05*1000/（3*16.3*10e6）＝124（Mpa）<170Mpa

其中40KN/m2为砼浇筑时侧压力，错误！链接无效。。

c、压杆[8槽钢

取翼缘板下部中间受力最大压杆计算

竖向轴力为

8#槽钢回转半径imin=3.15cm，

则，杆件最大长细比λmax=l/imin ,

λmax=l/imin=255/3.15=81

经过查表，槽钢弯曲纵向系数φ=0.617

σ= N/φA=58.55×103/（0.617×10.25×102）=92.5Mpa<170Mpa

则，支架处于稳定状态。

1.2主梁贝雷梁顶部槽钢、方木、模板检算

①横桥向均用[140槽钢作上托顶部支撑架,检算如下: 

②顺桥向支撑方法

采用10*10cm方木（间距30cm）做底模支撑18mm竹胶板放置在其上。

   　③对18mm厚竹胶板

1.3贝雷梁检算

①主梁底部贝雷梁检算

计划主梁底部放7片贝雷梁，翼板底部每侧2片，跨度均为10米。

7片桁架承受主梁以下荷载。主梁39.5KN/m2，6.4宽，则顺桥向39.5×6.4=253 KN/m.由于30m跨2个支墩

一片贝雷梁承受弯矩  2530/7 =361KN·m＜788.2 KN·m  可

最大剪力   Q=0.6ql=0.6×253×10=1518KN

单片承受最大剪力1518/7=217KN<245.2KN

②翼缘板底部贝雷梁检算

翼缘板以下部分2根贝雷梁

Qmax=0.6×(12.1+24.7) /2×10/2=55.2KN＜245.2KN可

1.4贝雷梁下工字钢检算

钢立柱主梁底间距为2.60米，翼缘板底间距为2.65米，顶部安放2根I45ａ工字钢。最后顺桥向为贝雷梁，顶部为140mm槽钢，10ｃｍ*10cm方木，18mm高压竹胶板。

对I45a工字钢：

1.5钢立柱选择与布置

φ529mm钢立柱单根承载力为π/4（0.5292-0.5092）×140×106/104=228t，每根桩顶安装一根利于不均匀沉降,用吊机配合方便安拆。钢立柱主梁底间距为2.60米，翼缘板底间距为2.65米，每个承台设5根，之间用L50角铁连接，顶部安放2根I45ａ工字钢。

1.6沉管桩桩基础承台设计

（1）承台设计

按1个条形基础作为一个支点，每个条形基础长12m，宽3m、高0.5m，截面布设一层Φ20钢筋网片＠15cm），承台混凝土为C25砼。

（2）沉管桩基础及承台上部施工荷载

施工荷载

通过对箱梁主梁、翼缘板计算，梁底荷载分别为39.5KN/m2、18.4KN/m2。为了进一步计算准确桩基承力，将桩基承台上荷载重新计算。

箱梁底模以下分别为模板、槽钢、贝雷梁、工字钢等，然后计划0.6m宽×0.6m高条形基础，桩等。

a、箱梁主梁底以下部分

①自重   6.0×31.1×1.05×25=48KN

②局部施工荷载    2.5×6.4×31.1=498KN(未按最大值5KN/m2计,仅考虑一半)

③槽钢、模板等    0.8×30×6.4×3=478KN(含2层内模 、底模)

④贝雷梁等     8×10×2.7=216KN

⑤钢立柱及450ｍｍ高工字钢　　2*3*4*1.257+4*6.4*0.804＝51 KN（钢立柱及工字钢单位重分别为125.7、80.4ｋｇ/ｍ）

合计:6141KN

考虑梁重1.2倍安全系数后，总重7121KN为极限荷载

b、翼缘板

①自重    1.21×30×1.05×25=953KN

②局部施工荷载    2.5×3.5×31.1=272KN

③槽钢、模板等    0.8×3.5×31.1=87KN

④贝雷梁等     2×10×2.7=54KN

⑤钢立柱及450ｍｍ高工字钢　

　  2×4×1.23+4×3.5×0.804＝21KN

合计:1387KN

考虑梁重1.2倍安全系数后，总重1578KN为极限荷载。

振动沉管桩直径为φ42.6cm，按每孔2个支墩，每个支墩２排，每排9根计算，每个支墩共18根，排与排之间间距为１.5米，主梁下桩左右间距为1.3米，翼缘板下桩左右间距为1.325米（满足桩间间距大于3d），拟定桩长20m。

单根沉管桩断面主筋为6φ12，长度分别为3.0米（含埋入承台50cm），箍筋为8mm，间距为20cm。

振动沉管桩平面布置示意如下图：

则单桩承力可以按以下计算：

a. 主梁底部沉管桩

主梁底部桩顶承台及桩自身重量为

5.2×3×0.5×2.0/10+π/4×0.4262×20×2.0=7.3t

对三跨等跨连续梁，中间两个支点承力为１/３ql

１/３× ql＝１/３×7121＝2373KN

则单排桩最大承载力为2373/２=1187 KN

单根沉管桩最大受力(含自重)为1187/5+7.3*10=310KN

根据地质资料，第一层淤泥深4m，承受最大压力σ=40Kpa,桩的极限侧阻力标准值qsi取11KPa；第二层粉质黏土深5m，承受最大压力σ=150Kpa，桩的极限侧阻力标准值qsi取50Kpa；第三层淤泥质黏土深8m，承受最大压力σ=70Kpa，桩的极限侧阻力标准值qsi取20KPa；第四层细圆砾土深8m，承受最大压力σ=250Kpa，桩的极限侧阻力标准值qsi取70KPa。

[P]=1/2( UlτP+AσR]

 =1/2[π×0.426×(4×11+5×50+8×20+3×70)+ 1/4π×0.4262×250]

 =462KN ＞310KN

决定主梁底部采用两个支点（每支点２排）、每排5根单根20m长φ42.6cm沉管桩做为软弱地质处基础。

 b、翼板底部沉管桩

翼板底部桩顶承台及桩自身重量为

3.4×3×0.5×2.0/4+π/4×0.4262×20×2.0=8.3t

对三跨等跨连续梁，中间两个支点承力为１/３ql

１/３× ql＝１/３×1578＝526KN

则单排桩最大承载力为526/２=263 KN

单根沉管桩最大受力(含自重)为263/2+8.3*10=346KN

根据地质资料，第一层淤泥深4m，承受最大压力σ=40Kpa,桩的极限侧阻力标准值qsi取11KPa；第二层粉质黏土深5m，承受最大压力σ=150Kpa，桩的极限侧阻力标准值qsi取50Kpa；第三层淤泥质黏土深8m，承受最大压力σ=70Kpa，桩的极限侧阻力标准值qsi取20KPa；第四层细圆砾土深8m，承受最大压力σ=250Kpa，桩的极限侧阻力标准值qsi取70KPa。

[P]=1/2( UlτP+AσR]

 =1/2[π×0.426×(4×11+5×50+8×20+3×70)+ 1/4π×0.4262×250]

 =462KN ＞346KN

决定每侧翼缘板底部采用采用两个支点（每支点２排）、每排2根4.5m长φ42.6cm沉管桩做为软弱地质处基础

2、河中31#墩~37#墩水中跨箱梁施工方案

基础采用采用钢管桩桩基加固，在河中打设直径为529mm的钢立柱，钢立柱顶部安装工字钢，工字钢上顺桥向为贝雷梁，贝雷梁上为横桥向100mm槽钢，翼缘板两侧为钢支架，顺桥向为10*10cm方木，上部为18mm高压竹胶板。

水中箱梁支架搭设横断面示意图1

水中箱梁支架搭设横断面示意图2

水中箱梁支架搭设纵断面示意图

2.1钢管桩计算

按照4跨连续梁结构，根据力矩分配法计算，贝雷梁对工字钢横梁边跨和中跨支撑点的压力分别为：

R边=3004.6KN，R中=3396.8KN

φ529×10mm钢管桩布置3排,每排5或6根,

每根工字钢对桩基的压力平均分配，近似为：

边桩每根桩承受压力为3004.6/5=601KN，

中间每根桩承受压力为3396.8/6=566KN，

河道下土质情况依次为：

⑴ 表层是淤泥层，6m深；(极限侧阻力qsk=11MPa)

⑵ 细圆砾土，3m深；(极限侧阻力qsk=70MPa)

⑶ 淤泥质黏土，平均8 m深；(极限侧阻力qsk=20MPa)

⑷ 细圆砾土，15m深；(极限侧阻力qsk=70MPa)

单根钢管桩深度按照30m计算极限承载力：

[P]=1/2( UlτP+AσR]

 =1/2[π×0.529×(6×11+3×70+8×20+13×70)+ 1/4π×0.5292×250]=1127KN ＞601KN

桩尽量穿过淤泥质黏土层，钢管桩打入河床不得小于30m。

三、内模

内模一律采用专门设计钢模。支撑为10×10方木，内模支架0.6m一道。

四、支架预压

根据要求，对逐孔现浇箱梁施工前应对支架进行预压，预压荷载为箱梁自重100%。

施工中，根据支架设计知

箱梁箱体范围内荷载集度 6×25×1.05/6.4=24.61KN/m2

翼缘板处荷载集度  1.2×1.05×25/3.5=9KN/m2     

全部采用砂袋预压。箱梁自重100%，且砂袋按1.5t/m3计，则

换算砂袋高度分别为24.61/15×1=1.m、9/15×1=0.6m

支架预拱度控制：

箱梁浇筑时，预拱度施工考虑以下主要因素：

1、支架及地基承受施工荷载后引起弹性变形S1；

2、连续箱梁由于砼收缩及徐变引起挠度f；

3、由于杆件接头挤压和卸落设备压缩而发生非弹性变形S2；

4、支架基础受载后非弹性沉降S3；

5、底板模板刚度。

通过砂箱预压后，分别观察支架及地基不可恢复变形值S2、S3及可恢复变形S1（支架）+S1（地基）。预压后S2、S3消除，然后在每个墩顶位置在设计标高基础上预留箱梁预拱度为弹性变形S1（支架）+S1（地基），跨中稍比边再多留10mm，其余位置预拱度以跨中为最大值，墩顶附近为最小值线性分配。

沉降观测：

在支架条形基础顶横向槽钢顶设高程监测点，高程用DS3水准仪测出高程如值后，加载至50%、100%各测一次，预压48小时后每8小时测一次。沉降稳定标准＜1mm/d。

稳定后8小时开始卸载，卸载50%、100%时各观测一次。

分析整理出地基、支架等弹性变形S1（即总沉降—非弹性变形）。

五、砼浇筑过程控制

1、在浇筑过程中要仔细检查支架有无变形。

2、砼浇筑宽1-2d内尽量减少荷载挠动。

3、尽量减少不必要其他荷载。

4、膺架搭设前选配好所需材料的规格和数量。

5、膺架搭设完毕后，工程部和安质部组织对膺架进行验收，验收时应仔细检查连接件的松紧度等。验收完毕后，方可投入使用，凡未经验收的支架不得进行下一步的施工。

六、模板加工及安装

连续梁外模采用高压胶合板，箱梁外模依托钢架支承，不设对口拉筋内模采用专门设计钢模，箱梁内模之间用10×10cm方木做顶撑，纵向间距为0.6m，确保箱梁结构尺寸。模板接缝咬合紧密。模板设计时尽量减少对标准块的加工，加工后的边角料要充分利用。为侧模包底模。在曲线段，模板可按如下原则铺设，模板从跨中往两端铺设，跨中模板横缝沿法线向，两端支座处模板现场加工成型后铺设。照此原则铺设后，曲线段翼板与腹板的少量错台用腻子补齐。加工成的模型应保证正确的几何形状，具有足够的刚度。

连续梁外模用钢支架固定于横向槽钢上。板接缝应严密不漏浆，纵横对齐。每跨在支座、跨中处开六个小窗口，用以排除模内施工脏物。模板用高压水冲洗。外模板铺设后对各种板缝认真检查，不合乎要求的用木锲垫塞，而后对模板的标高、平整度、模内尺寸做严格的检查，会签后方可进行钢筋绑扎程序。底板钢筋施工后安装内模，安装前对固位钢筋认真检查（固位钢筋要求与钢筋骨架点焊，以确保内模的正确位置）。翼缘板侧模在钢筋施工完后安装，侧模线型按设计位置严格控制。

箱梁中各种预埋件应在模板安装时一并埋设，并采取可靠的稳固措施，确保其安装位置准确。

七、安全保证措施

1、对施工人员，每月进行安全教育讲课，提高安全意识。

2、安质人员在工地要随时观察，经常提醒施工人员注意各种安全因素，减少危险源的出现。

3、严禁闲杂人员进入施工现场，进入施工现场的工人必须佩戴安全帽，严禁酒后上岗。

4、特种作业人员必须经过岗前教育，同时要持证上岗。

5、施工现场安排专职防护人员，要不停地在工地巡视。

6、高空作业必须佩戴安全带和防滑鞋，同时严禁高空作业人员随便向下乱丢东西。高空作业必须搭设架子，下部挂安全网。

7、工地用电必须按照施工用电标准使用，不得随便拖拉电线电缆，尽量保证线路架空。确保“一机、一箱、一闸、一漏”的规定。

8、进场材料及周转料必须有出厂证明及合格证。

9、施工现场的支架、防护设施，安全标志和警告牌，不得擅自拆动。需要拆动的，要经工地负责人同意。

八、质量保证措施

1、振动沉管桩施工过程中，安排技术员盯班，确保桩长及混合料配比符合设计要求。

2、桩头承台砼必须振捣密实。

3、钢立柱与承台接触面预埋钢板要焊接牢固。

4、贝雷梁的连接螺栓要拧紧，防止因螺栓松动降低结构物的使用强度。

5、翼缘板支架结构焊接要牢固，焊缝要饱满。

① 淤泥Q4m:

灰色，流塑-软塑，饱和，有淤泥的特殊气味，干强度中等，韧性中等，含有机质，层顶高程为-0.57～4.67m，最大层厚24.4m。

①-1 细角砾土Q4al+pl:暗黄色，湿，中密，呈透镜体状分布于（1）层淤泥层中，层厚4.4～4.65m。

①-2粉质粘土Q4m:灰黄色，软塑，含少量植物根系，分布于（1）层表层，层厚1.5～2.0m。

② 粉质黏土Q4m：

灰褐色、黄褐色，软塑，含铁锰质氧化物，少量腐植质，局部夹少量砾石，无摇振反应，稍有光泽反应，层顶高程为-0.91～-20.49m，最大层厚11.0m。

③ 淤泥质黏土Q4m：

灰色-深灰色，流塑，饱和，含较高有机质，少量腐植物，无摇振反应，稍有光泽反应，干强度高，韧性高，层顶高程为-5.74～-27.49m，最大层厚55.4m。

③-1粉质黏土：

深黄色、灰黄色，软塑，局部为硬塑，呈透镜体状零星分布于（3）层淤泥质黏土层中，层厚2.3013.70m。

③-2黏土：

深黄色、灰黄色，软塑，呈透镜体状零星分布于（3）层淤泥质黏土层中，最大层厚12.70m。

③-3 细砂：

灰白色，稍密，饱和，呈透镜体状零星分布于（3）层淤泥质黏土层中，层厚1.70～5.50m。

③-4 砾砂：

灰白色，稍密，饱和，呈透镜体状零星分布于（3）层淤泥质黏土层中，最大层厚13.70m。

③-5 细角砾土：

暗黄色，中密，饱和，呈透镜体状零星分布，最大层厚2.1m。、

④ 粉质黏土Q4al +pl：

深黄色、青灰色，软塑，局部硬塑，成份主要为黏粒；夹有砾石，砾石主要成分为全风化、强风化花岗岩，有10～20%的粉砂、粉土，层顶高程为-14.32～-67.12m，揭示最大厚度为29.6m。

④-1 细砂Q4 al +pl：

灰白色、深灰色，稍密-中密，饱和，呈透镜体状零星分布于（4）层粉质黏土层中，层厚2.54.75m。

④-2 淤泥质黏土Q4 al +pl：

深灰色，软塑，呈透镜体状零星分布于（4）层粉质黏土层中，最大层厚6.0m。

④-3 细角砾土Q4 al+pl：

青灰色，深黄色，中密，饱和，呈透镜体状分布于（4）层粉质黏土层，层厚5.9～11m。

④-4 粗圆砾土Q4 al+pl：暗灰色，中密，饱和，呈透镜体状分布于（4）层粉质黏土层，最大层厚2.7m。

⑤ 粉质黏土Q el+dl：

暗黄色，硬塑，含砾石较多，砾石主要成分为全风化、强风化花岗岩，手捏易碎，层厚3.70～17.9m。

⑤-1粗角砾土Qel+dl：

灰黄色，中密，潮湿～饱和，含50%～55%的粗角砾，最大粒径7cm，层厚4.30～6.60m。

⑤-2细砂Qel+dl：

灰黄色、暗黄色，稍密，潮湿～饱和，分布于温州台丘坡坡脚，层厚约5.7m。

㈡基岩地层：

⑥-1凝灰岩J3c-1：

全风化带，褐黄色、棕红色，密实，原岩矿物已完全变色，岩体结构完全破坏，风化破碎成土状、砂状，手可捏碎，干钻易进，层厚1.00～10.95m； 

⑥-2凝灰岩J3c-1：

强风化带，褐灰、灰白色、紫红色，岩体结构大部分破坏，形成碎块状，岩块一般为2～9cm，部分成砂状，岩块用手锤可击碎，裂隙很发育,，轻击即碎，大部分硅化，层厚0.70～10.7m；

⑥-3凝灰岩J3c-1：

弱风化带，青灰色，肉红色、浅红色间黑色，可见石英晶体，裂隙发育，大部分闭合状，玻屑凝灰岩节理面含石英，岩心呈柱状，一般长5～20cm，部隙张开，缝宽1～3mm，锤击易碎，钻进十分困难，最大揭示厚度10.4m；

⑦-1花岗岩（γ53）：

全风化带，灰黄色、黄色，密实，原岩矿物已完全变色，岩体结构完全破坏，风化破碎成土状、砂状，手可捏碎，干钻易进，揭示最大厚度为39.60m； 

⑦-2花岗岩（γ53）：

强风化带，肉红色、暗红色，中粗粒结构，块状构造，坚硬，岩芯呈短柱状、碎块状，敲击易碎，揭示层厚：1.00～9.30m；

⑦-3花岗岩（γ53）：

弱风化带,肉红色、褐红色，中粗粒结构，块状构造，坚硬，发育有一组纵向节理，岩芯呈柱状、短柱状，节长10～55cm。未揭穿，最大揭示厚度10.30m。

2.5.2.特殊地质

本桥所处地层中的软土主要为滨海相淤泥、淤泥质黏土，流塑，厚度大，天然强度随深度变化不明显。表层局部硬壳为Q4m粉质黏土，褐黄色，软塑，厚0.70～1.70m。淤泥、淤泥质黏土主要物理力学指标分别见表。

滨海相淤泥（Q4m）主要物理力学指标一览表          

项目

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