南寧邕江民生廣場平臺大跨現(xiàn)澆預應力砼蓋梁施工論文

1、南寧邕江民生廣場平臺大跨度現(xiàn)澆預應力砼蓋梁施工 作者：賈飛宏 史少博 陳華森 劉新春一、工程概況 由七局四公司承建的邕江民生廣場平臺A標段，是南寧市“136”工程中的重點工程，也是市委、市政府主抓工程，平臺面積為1.4萬，造價約1800萬元(含平臺土建（大直徑反循環(huán)泥漿護壁砼鉆孔灌注樁樁基礎(chǔ)）、安裝工程、園林景觀工程)。是南寧市邕江堤岸加固、淀江路改造、平臺廣場和灘涂景觀改造按三級平臺設置：集防洪堤、道路、公園休閑為一體的綜合性景觀項目。招標要求施工工期：170天（日歷天），于 2003年9月30日提前工期40天竣工交付使用(實際工期130日 歷天)。1)平臺土建工程民生廣場平臺A標段沿江濱路

2、樁號為K0+190.884K0+471.50，全長280.616m，平臺寬度沿邕江防洪堤走向最大寬度48.5m，最小寬度35m，設計總面積14000m2。平臺分為三級，第一級K0+471.50K0+321.50，控制標高81.50m，和防洪堤相適應；第二級K0+321.50K0+251.421控制標高83.50m；第三級K0+251.421K0+190.884，控制標高84.00m。江濱路設計為雙車道，中央隔帶寬2m，兩側(cè)行車道各寬11.50m，兩側(cè)人行道則寬窄不等。平臺主體結(jié)構(gòu)均坐落在鉆孔樁基礎(chǔ)上，本標段共有1800mm樁基54根，樁長43.5m-71m不等，有1300mm樁基9根，樁長不等

3、。樁基上部均配承臺方柱，樁按單支承磨擦樁計算，樁群布置基本一致，橫向柱距（即蓋梁的跨度）17.5米，每墩一般設三樁，平臺局部加寬的地方增設一柱，縱向柱距15米，局部加大為20米。蓋梁橫向布置，蓋梁為現(xiàn)澆鋼筋混凝土后張預應力雙牛腿梁，共18根，蓋梁斷面寬為2300mm,高為25002900mm,在梁底向上1050-1750mm高處設雙牛腿，牛腿寬為450mm，每延長米砼重13.5噸。砼強度為C50,單根蓋梁所用鋼筋49噸，鋼絞線(1860級)近10噸。上構(gòu)主要為預制先張預應力空心板或現(xiàn)澆后張預應力混凝土空心板，每4-5跨設伸縮縫一道。（二）、廣場景觀工程設計概況A標段總面積為14000m2，根據(jù)

4、主體平臺結(jié)構(gòu)，分三級臺階，兩個開敞式采光通風井。設計內(nèi)容包括：鋪裝、綠化、小品設施、燈光及水電工程等。二、預應力砼蓋梁施工一）蓋梁支架基礎(chǔ)施工，分五種情況處理(1)原自然地面為砼路面。(2)蓋梁懸挑段小于2m。(3)蓋梁懸挑段大于2m。(4)原自然地面為雜、回填土薄弱層。(5)原自然地面下為構(gòu)筑物。（一）、采用砼路面做基礎(chǔ)，承載力取10t/m2 2.3×1×10=230KN202.4KN=實際荷載（二）、蓋梁懸挑段小于2m，主要分布在柱a一側(cè)，將支架下雜填土挖除，人工夯實，鋪墊30cm卵石層。夯實后，澆筑20cm厚C20素砼。（三）、蓋梁懸挑段大于2m，主要分布在柱c、d側(cè)

5、靠堤防部位，35-39軸線因堤防距自然地面距離較小，采用人工開挖，將蓋梁對應地面上土層開挖至老土，澆筑C15素砼至對應承臺頂面，支架采用滿布式。22-34軸線因堤防距自然地面距離較大，開挖時易塌方，故采用臨時支墩，支架采用貝雷支墩，另一端支架設于堤箱內(nèi)平臺上，相應支架處設30cm素砼墊層。（四）、原自然地面為雜、回填土者，主要分布在28a33a附近，將地表雜、回填土挖除后，采用條形鋼筋砼擴大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)3.5m寬，厚30cm，沿蓋梁方向通長設。配筋雙向10150。（五）、原自然地面下為廢棄構(gòu)筑物者，主要分布在34a39a、38b采用貝雷支墩、支墩下將構(gòu)筑物破除至底層，然后澆筑2.5×2

6、.5m C20素砼支墩至自然地面。二）支架采用貝雷片和WDJ碗扣式多功能腳手架。（一）、除b、c柱跨中5m采用貝雷支墩，I32a工字鋼做縱梁，通道兩側(cè)支架做加密外，其余采用滿布式支架。在鋼管中心對應的地面埋設枕木，順梁方向布設，在其上安放鋼管底托，然后布設立桿、水平桿和剪刀撐，要求堅桿間距誤差不大于5cm，水平桿間距誤差不大于8cm，順橋向設縱梁，采用20工字鋼，間距80cm橫橋向設橫梁，采用10槽鋼支架計算，支架支設后，對懸挑梁段或其它回填土層較厚的區(qū)段，應采取予壓措施。予壓重物采用砂袋。X4X(L-X) （二）、綜合考慮支架的彈性及壓縮，地基沉陷等因素，考慮予拱值，底模拱值1=4cm，起拱

7、按雙曲線形考慮LL2Y1= 1 另，蓋梁有0.5%的坡值Y1= 2按直線設置，底模拱值設置應為Y1+Y2。模板采用定型組合鋼模板。1、荷載計算(1) 新澆鋼筋砼自重，按2.5t/m3計算，（以2.9m高蓋梁計算） (0.45×1+2.9×1.4+1.75×0.45)×2.5×1=13.24t/m(2) 模板和支架自重，按4t/m計(3) 施工荷載，按2t/m計(4) 振搗砼產(chǎn)生荷載組合，取1t/m取(1)+(2)+(3)+(4)驗算支架縱梁強度，取20.24t/m取(1)+(2) 驗算支架縱梁剛度，取17.24t/m2、貝雷支墩方案支架縱梁選用

8、I32a熱軋普通工字鋼，共5根，支架采用貝雷支墩（每跨三間距），Ix=11075.5cm4，Wx=692.2cm3?？v梁強度荷載：作用于每片工字鋼上的均布荷載q1為q1=1.2×202.4÷5=48.58KN/m （取荷載不均勻系數(shù)為1.2）剛度荷載作用于每片工字鋼上的均布荷載q2為q2=1.2×172.4÷5=41.38KN/m 按三跨連續(xù)梁計算：強度驗算：Mmax=kmqlL2=0.08×48.58×5.22692.2×10-6MW= = 0.1051×109pa =152Mpa215 Mpa = 剛度驗算：f

9、max=kf·q2·L4/100EI=0.677×41.38×5.24×103/2.1×1011×11075.5×10-85200400=0.0088m=8.8mmf = = 3mm滿足要求支座反力驗算：邊支座：Ra=Rd=kv1q1L=0.4×48.58×5.2=101.05KN跨中支座：Rb=Rc=kv2q1L+kv3q1L=0.6×48.58×5.2+0.5×48.58×5.2=277.88KN相應各支墩頂承受壓力： Ra'=Rd'=

10、4×101.05÷1.2=336.8KN Rb'=Rc'=4×277.88÷1.2=926.3KN3、現(xiàn)澆支架方案(1) 支架構(gòu)件必須完好，彎曲變形的及銹蝕深達0.05mm的零件禁止投入使用。(2) 支架必須按規(guī)范進行安裝。貝雷支架要配齊支撐架、撐架螺栓、桁架螺栓等，鋼管支架要備齊上可調(diào)托、下固定托(無成品下固定托時可用10×10×0.3cm鋼板代)、木墊板以及各種附件。緊固件(扣件、螺栓、銷子等)，必須按規(guī)范打緊擰牢，以確保支架的承載能力。(3) 支架基礎(chǔ)須滿足荷載要求。當基座低于流水平面時，必須作好場地排水，以免被

11、浸水泡軟下沉。(4) 貝雷架部分基座周邊要比支架柱外皮大20cm以上，厚度達30cm(含原舊路面體結(jié)構(gòu))以上，混凝土強度在C20以上?；厦嫫矫娑炔坏么笥?mm。如澆筑時平面度過大，需用硬木板或鋼板墊平。(5) 扣件式鋼管支架基座用整塊滿鋪形式，座體厚度不小于30cm。(6) 基座底部以下的土體必須密實，如為松散土體，須夯實使承載能力大于260Kpa以上。4、蓋梁支架荷載計算(1) 蓋梁支架荷載類型及取值 澆鋼筋混凝土自重：26KN/m3 模板折合自重：300N/m2 傾倒混凝土對垂直模板面產(chǎn)生的荷載：計算支架可不考慮。 施工人員及施工設備荷載：2500N/ m2 振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載：2

12、000 N/ m2(2) 荷載分項系數(shù)取值 恒荷載取1.2活荷載取1.4 通道工字鋼的承載計算工字鋼梁上的總荷載為鋼筋混凝土自重、模板重、支架自重、施工荷載等的共同作用，按簡支狀態(tài)來分折。a、鋼筋混凝土重：1.4×(2.3×1.65+1.4×1.15)×26=197 KN/mb、模板重： 1.2×2.3×0.3=0.83 KN/mc、傾倒混凝土對垂直模板面產(chǎn)生的荷載：(不考慮)d、施工人員及施工設備荷載： 1.4×2.3×2.5=8.05 KN/me、振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載： 1.4×2.3×2

13、=6.44 KN/mf、工字鋼梁自重：1.2×0.435×6=3.1 KN/m得：工字鋼梁的總荷載q=197+0.83+8.05+6.44+3.1=215.42 KN/mq=215.42KN/m1=4.2m圖1通道工字鋼梁荷載簡圖g、通道梁強度計算：(見圖1)通道梁因承受荷載而產(chǎn)生彎矩(跨距為4.2m) M=qlL2/8=215.42×4.22/8=475 KNM170N/mm2475KNmM W= = =2794 cm3 從材料手冊查知，28#工字鋼截面模量508cm3×6=3048cm3>2794cm3用6條28#工字鋼并排使用 (通過)h、通

14、道梁撓度核算計算撓度，只算恒載。(a) 鋼筋混凝土重：1.2×(2.3×1.65+1.4×1.15) ×26=169 KN/m(b) 模板重： 1.2×2.3×0.3=0.83 KN/m(c) 通道梁自重： 1.2×0.435×6=3.1 KN/m通道梁的總恒載 q=169+0.83+3.1=173 KN/m5ql4從材料手冊查知，28#工字鋼慣性矩為7110cm4117.8384×2.1×105MPa×7110×6cm45×173KN/m×(4.2m)4

15、384EJ f= = =7.8mm4005384200得 = > (略欠)結(jié)論：當作為最重蓋梁(僅35#梁)的支架時才略欠，可通過調(diào)整預拱來解決。多數(shù)為較輕梁，此值合適。 通道梁與支架柱接觸處的抗剪計算支架柱支架梁圖2 支架梁、柱接觸處力分折圖Q=905KN如圖2，支架梁對柱的剪力為Q=ql(簡支)/2=215.42×4.2/2=452.5 KN通道梁與支架柱(貝雷片)接觸處共有5條8#槽鋼參與抗剪，(此剪力對于8#槽鋼實際上是抗壓)得：5×1024×170=870KN >452.5KN (通過)(8#槽鋼截面積1024mm2，鋼材許用剪應力170N/

16、mm2) 鋼管支架承載計算a、鋼管頂部的總荷載(a)、鋼管頂部的總荷載與通道梁的荷載相同(頂托群視與鋼梁同重)。得鋼管頂部總荷載 q=197+0.83+8.05+6.44+3.1=215.42 KN/m每平米荷載為 215.42 KN/m÷2.3m=93.7 KN/m2(b) 單根鋼管頂部荷載設鋼管布點0.45m×0.45m0.45m×0.45m1 ×20KN=100KN/m2> 93.7 KN/m2 (通過)(結(jié)合以往施工經(jīng)驗擬單根鋼管頂部荷載20KN)(c) 鋼管穩(wěn)定校核鋼管軸向荷載N=1.2(NG1+NG2)NG1為管頂部承載NG1=20KN

17、NG2為管及附件自重荷載 489mm2×6m×2×78.5KN/m3+12×16N=0.65KN(立桿平均長6m，橫管、縱管合計長6m，12個附件每個16N)得 N=1.2(20+0.65)=20.65KN1.2m1.58cmil0長細比= = =76 (步距取1.2m)查表知Q235-A鋼軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)當=76時，=0.740.74×489mm2A20.65KNN得 = =57N/mm2<130N/mm2式中管截面積489mm2，鋼材許用壓應力130N/mm2 (通過)5、蓋梁底模采用100×100mm的木枋置于鋼管頂

18、部的支托內(nèi)（縱橫間距為450mm），然后在上面滿鋪30mm厚的松木板，最后滿鋪竹膠板，板縫之間用雙面膠帶粘結(jié)，以防漏漿。（見圖）6、蓋梁鋼筋骨架在加工廠加工，先用角鋼框焊接成模具，把成形的鋼筋放入模具內(nèi)焊接，保證骨架形狀，焊接時接點應上下錯開跳焊，防止骨架變形。同時，模具制作時應考慮底模起拱，制作的鋼筋骨架應相應起拱。拱值以1cm為宜。7、鋼筋綁扎時，鋼筋沖突時，應遵循分布筋讓受力筋，受力筋讓預應力筋的原則。鋼筋安裝驗收合格后進行波紋管的定位、布放及側(cè)模拼裝。側(cè)模采用大塊竹夾板、木方龍骨和對拉螺栓固定，所有模板之間用雙面膠帶粘結(jié)，防止漏漿（見圖）。8、模板經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后開始澆注砼，砼采

19、用商品砼，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，砼采用汽車輸送泵泵送澆筑，澆筑順序為從一端向另一端一次推進，采用斜面分層澆注，澆注中控制好每層澆注厚度，防止漏振和過振。澆注至頂后，待面層泌水后，砼初凝前，進行二次振搗，然后進行修整、抹平（見圖）。9、砼澆注后12小時立即加麻袋或雙層草簾進行灑水養(yǎng)護，保持表面濕潤養(yǎng)護不小于14天。10、模板按部位不同可先后拆模，底模在第一次張拉結(jié)束后拆除。從蓋梁中部對稱向墩柱方向拆除。四、預應力施工本方案蓋梁后張預應力施工，主要依據(jù)是：公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)及南寧市城市規(guī)劃設計院2003年5月下發(fā)的施工圖（一）、設計情況及分項施工簡述1、設計情況：后張予應力

20、筋采用j15.24(7S5)高強低松馳鋼絞線，標準強度R=1860Mpa，設計強度Ry=14488Mpa，k=0.72 R=1339Mpa，彈性模量Ey=1.9×105Mpa，270級，符合ASTMA416和CSAG279-M-1982標準規(guī)定，蓋梁每斷面采用16束鋼絞線，依蓋梁位置不同采用OVMA15-12、OVMA15-9、OVMA15-8、OVMA15-10、OVMA15-11?？椎缐簼{采用C40水泥漿，予應力筋為曲線布置。2、分項施工：分項施工內(nèi)容包括金屬波紋管予埋、予應力筋穿束、予應力筋張拉、孔道壓漿、封錨。（二）、機具準備及材料準備1、波紋管予埋：需用鋼筋切斷機（加工波紋

21、管固定筋）、砂輪切割機各一臺，電焊機2臺，與錨具型號相適應，OVMA15-10,11,12采用100金屬波紋管接頭，OVMA15-8,9采用80金屬波紋管，85波紋管接頭，為防止漏漿、接頭處需用膠帶纏繞嚴密。2、予應力筋穿束：砂輪切割機一臺、5t慢速卷揚機一臺(自備牽引繩)。3、予應力筋張拉：YCW250B千斤頂2臺、3t手拉葫蘆2臺。千斤頂使用前須預先校定。4、孔道壓漿：活塞式壓漿泵2臺、空氣壓縮機一臺。5、封錨：砂輪切斷機一臺。（三）、主要施工方法1、制孔制孔采用波紋管制孔，設置在梁內(nèi)，沿鋼束走向，用鋼筋定位網(wǎng)支撐控制波紋管，其具體步驟如下：(1)、制作定位網(wǎng)，用10鋼筋焊成網(wǎng)格狀，網(wǎng)格比

22、波紋管外徑稍大，主筋比梁寬稍短，18。(2)、安裝定位網(wǎng)筋前，根據(jù)鋼束幾何要素圖，沿坐標x方向每隔1m定出y方向高度，從梁底模向上測出高度位置，以油漆點標注，設定位筋，間距為每隔100cm設一道，焊接在鋼筋上，要求焊接牢固。(3)、安裝波紋管：定位網(wǎng)安裝好后，將波紋管穿入定位網(wǎng)方格內(nèi)，波紋管采用套接的方式，接好后用膠帶封接口。(4)、根據(jù)壓漿需要設排氣孔，排氣孔設在曲線波紋管的最高處，排氣孔采用弧形塑料接頭，以膠帶固定在波紋管上，接頭上套20的PVC管，外端口套塑料帽，以防雜物進入堵塞管道。2、穿束鋼絞線切割下料必須使用砂輪切割機，切口兩端應用20#鍍鋅鉛絲綁扎，編束時要理順鋼絞線，用20#鉛

23、絲綁扎，間距3m。由于鋼束較長且易彎曲故須在砼澆灌前穿束，其施工步驟如下：(1) 在梁兩端搭設工作臺，穿入端配備一臺5t汽車吊，穿出端配一臺慢速5t卷揚機。(2) 首先將單根鋼絞線穿入孔道，出孔后作為牽引線將卷揚機牽引繩與牽引鋼絞線連接，穿入端穿孔器與鋼束連接。鋼束牽引端頭應加工成寶塔形，用膠帶纏繞為柔性拖頭。(3) 用人工將鋼束送入孔內(nèi)，前面卷揚機慢慢拉動，后面人工向孔內(nèi)送鋼束吊起，直至鋼束出孔。穿束過程中，須沿途觀察鋼束穿進情況。穿進困難時，須暫停，查明原因后，向后拉50cm，再緩慢拖進，防止波紋管拉裂。3、砼澆灌(1) 鋼絞線束穿好和側(cè)模及端頭模安裝好后，經(jīng)監(jiān)理工程師確認后開始澆灌砼，砼

24、為商品砼，砼應連續(xù)澆灌，并按規(guī)定作好砼試塊。(2) 澆灌中應經(jīng)常檢查波紋管線定位鋼筋的變化情況及模板變化，及時處理。(3) 澆灌砼前應在梁端平臺設倒鏈機，在澆灌過程中每隔30分鐘將每束鋼絞線正反方向拖動一次。澆筑后2小時，應再拖動一次。(4) 砼振搗采用插入式振動器，嚴格按鋼筋砼施工操作規(guī)程作業(yè)，振動器嚴禁碰振波紋管。4、張拉(1) 準備工作按照設計要求砼達到張拉強度的90%后方可張拉，張拉按設計規(guī)定分批對稱進行。 張拉控制應力：每束8根鋼絞線張拉控制力8×140×1339=1499.68KN，每束9根鋼絞線張拉控制力9×140×1339=1687.14

25、KN，每束12根鋼絞線張拉控制力12×140×1339=2249.52KN。施工時，千斤頂油表顯示張拉力應為張拉控制應力加上錨具口摩阻力損失值(取控制應力的2.5%)。張拉控制應力見附表。以23軸線蓋梁為例，計算予應力鋼絞束伸長值。以N1為例，分兩端張拉與一端張拉，分別計算伸長值。預應力筋束各點控制坐標如下：（見附圖五）N1A(-1，0.35)G(31.5，0.5)B(3.45，0.15)H(35，1.05)C(11.55，0.15)I(41.5，1.05)D(16，1.45)J(44.706，0.35)E(19，1.45)F(23.45，0.15)一端張拉予應力筋采用15

26、.24的鋼筋絞線，張拉控制力，N=12×140×1339=2249KN，Ay=560mm2，Ey=1.95×105Mpa，孔道采用予堤波紋管成型 u=0.175，k=0.0008。各段參數(shù)表線段L(m)(rad)kl+ue-( kl+u)終點力KN伸長值A(chǔ)B4.4500.003560.996224935.66BC8.10.04240.01390.9862208.657.38CD4.6360.2840.05340.9482093.830.10DE30.2840.05210.9491987.0218.58EF4.6360.2840.05340.9481883.727.

27、08FG8.050.2840.05610.9451780.0144.74GH3.610.2470.04610.9551699.9819.07HI6.50.2470.04840.9531620.132.57IJ3.280.2130.03990.9611556.915.89合計281.07mmkl+u1-e-(kl+u)Ay EyPL伸長值計算公式：l= 、二端張拉各段參數(shù)表線段L(m)(rad)kl+ue-( kl+u)終點力KN伸長值mmJI3.2800.002620.997224226.8IH6.50.2130.04240.958214744.04HG3.610.2470.04610.955

28、205123.02GF8.050.2470.04960.951195049.4FE4.6360.2840.05340.948198727.08ED30.2840.05210.949198718.58DC4.6360.2840.05340.948209330.1CB8.10.04240.01390.986220857.38BA4.4500.003560.996224035.66合計312.06P予應力鋼筋張拉端的張拉應力L從張拉端至計算截面處的孔道長度k孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)取0.0008u予應力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)取0.175從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和、張拉順序：如

29、下圖114513786921016151211131439軸蓋梁2238軸蓋梁根據(jù)設計要求分兩批張拉，22-38軸第一次張拉-，第二次在后張預應力空心板梁安裝后張拉- 16 ，39軸蓋梁第一次張拉-，第二次張拉-11。(2) 張拉操作 將每端鋼絞線各股按順序穿入錨環(huán)各孔。 將工作錨裝入墊板定位圈內(nèi)，并緊貼錨墊板，插入夾片，用錘打緊。 安裝千斤前，要求千斤頂軸線與鋼絞線軸線重合。 安裝工具錨(3) 初張拉：取10%k，測出伸長量，然后張拉至20%，測出伸長量，以兩次伸長量的差值做為初張拉伸長值。(4) 繼續(xù)張拉至控制拉力蓋梁兩端同時分級加載即升壓輪流進行，每級加載噸位為張拉力25%，使張拉力逐步

30、達到設計張拉噸位，測量伸長L1，此時油泵繼續(xù)開動維持不變壓力，凈停2分鐘，兩端同時頂壓，頂銷后，油泵回零，測回縮量，夾片外露量卸頂后測量。(5) 質(zhì)量要求 張拉達到設計值后，鋼絞線的與計算值的誤差應在±6%以內(nèi)，以滿足張拉噸位和伸長值雙控要求。 滑絲斷束要求：斷束中不超過一根，同一截面不超過鋼絲總數(shù)1%。 不符合上述規(guī)定及時研究反映，研究處理。 鋼絞線錨固后，工作錨以外保留5cm，多余用砂輪切割機切掉，用水泥包封。（見圖）(6) 管道壓漿 壓漿應在張拉結(jié)束后不超過24小時，采用強度為40Mpa水泥漿對予應力管道進行灌漿。壓漿前用壓力水清洗孔道，用壓縮空氣吹干孔道內(nèi)余水。 壓漿水泥用525#普通硅酸鹽水泥，水灰比不大于0.4，水泥必須過篩(40-80目)，水泥漿應有足夠流動性(可摻緩凝減水劑)。稠度控制在14-18s之間。 壓漿應遵守下列規(guī)定： a、錨具出漿門必須出濃漿時才能關(guān)閉。b、孔道進漿閥門，保持壓力持續(xù)2分鐘無漏水時關(guān)閉。c、水泥漿初凝后方可卸壓漿閥。d、壓漿應一次完成，壓漿中途發(fā)