泉州湾跨海大桥a3承台安全专项施工方案(编辑修改稿)

泉州湾跨海大桥a3承台安全专项施工方案(编辑修改稿)内容摘要：

，允许挠度 [w]=L/500= ； 取桁架跨度 L= ，允许挠度[w]=L/500=。 根据数值模拟结果可知， 整体结构 最大位移为 w=，w[w]， 满足要求。 高水位时最不利荷载作用下计算结果 （ 1）计算结果应力分析 表 承台模板结算结果 杆件 材料 型号 组合应力 (MPa) 允许应力 (MPa) 是否满足 面板 6mm 厚钢板 是 纵肋 ][20型钢 是 横肋及法兰 [10型钢、 14mm 厚扁钢 是 桁架 工 20a 型钢 是 内支撑 工字钢 123 是 由上表可以看出，结构受力均满足要求， 并有一定的安全储备。 （ 2）计算结果位移分析 取面板及纵肋跨度 L=4m，则允许挠度 [w]=L/500=8mm；取横肋跨度 L=，允许挠度 [w]=L/500= ；取桁架跨度 L= ，允许挠度[w]=L/500=。 根据数值模拟结果可知， 整体结构 最大位移为 w=7mm，w[w]， 满足要求。 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 10 由计算结果可知，承台模板能够满足 施工要求。 、 低水位时承台模板受力计算 承台模板只受 新浇筑混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的水平荷载时为最不利荷载，因此强度验算考虑以上两者荷载共同作用，挠度验算只考虑新浇筑混凝土侧压力。 本标段承 台尺寸分别 为 8m 和 4m， 选择尺寸较大的承台模板进行模拟计算如下： 、 新混凝土浇注时的侧压力计算 计算公式如下： F=式中： F—— 新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（ kN/m2） ； γc—— 混凝土的重力密度（ kN/m3） ； t0—— 新浇筑混凝土的初凝时间（ h），可按实测确定。 当缺乏试验资 料时，可采用 t=200/(T+15)； T—— 混凝土 浇筑时 的温度（ ℃ ） ； V—— 混凝土的浇灌速度（ m/h） ； H—— 混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（ m） ； β1—— 外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取 ；掺具有缓凝作用的外加剂时取 ； β2—— 混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于 30mm 时，取 ； 50～90mm 时，取 ； 110～ 150mm 时，取。 取混凝土浇筑温度 T=20℃， 则 t0=200/(20+15)=； 取混凝土容重 γc=24kN/m3， 混凝土外加剂影 响系数 β1=， 混凝土坍落度影响修正系数 β2=， 混凝土的浇灌速度 V=， 则： F=2 倾倒混凝土时产生的水平荷载 查《建筑施工手册》得，倾倒荷载 F3=2kN/m2。 、荷载组合 F=F1 +F3（ kN/m2） =30 kN/m2。 有效压头高度 H=F/γc=，加载模型图如中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 11 下图所示。 、数值模拟计算 （ 1）模型的建立 采用 MIDAS/CIVIL 进行数值模拟计算，面板采用板单元进行模 拟，横肋、纵肋以及夹具采用梁单元进行模拟，模型高取 7m，建立模型图如图 41 所示。 图 41 承台模板计算模型 （ 2）计算结果 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 12 图 42 承台模板 变形图 图 43 面板应力图 图 44 纵肋应力图 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 13 图 45 横肋及法兰应力图 图 46 桁架应力图 、 高 水位时承台模板受力计算 当水位为高水位时，承台模板立好但未开始浇筑混凝土，此时模板受流水压力及波浪力作用，荷载组合为最不利荷载。 选择承台尺寸为 4m，承台模板进行模拟计算如下： 、高水位时流水 压力计算 计算公式如下： Fw=KAγV2/(2g) 式中： Fw—— 模板 受 到 的水流作用力， kN/m； K—— 挡水形状系数 ，矩形 采用 ； γ—— 水的容重， 10kN/m3； 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 14 A—— 阻水面积，模板 入水部分在垂直于水流方向上单位长度上的平面投影面积； V—— 水的流速， 取 V=1m/s； g—— 重力加速度， g=。 式中： F—— 水 对模板的最大侧压力（ kN/m2） ； γ—— 水 的重力密度（ kN/m3）。 取水的重力密度 γ=10 kN/m3。 根据 设计潮位，取 100 年一遇高水位 ，模板侧壁底标高为 ，模板阻水面积 A=（ +） ㎡ = ㎡。 则， Fw=1012/（ 2） =。 波浪力计算 取浪高 计算，根据盖拉德经验公式计算浪长： L＝ 9～ 15H（ H 为浪高），取 1 2 1 2 2 .8 3 3 .6L H m    。 水深 H=，承台模板为矩形形状，折算直径为： D＝  b 模板折算直径 D=， D/L=，根据《海港水文规范》，波浪力可按照下公式计算 ： Pmax=PImax 式中， Pmax为最大水平波浪力。 PImax及其对模板底面的波浪力矩 MImax按照下式计算： Im 2Im 424ax Max MAHP C KAH LM C K    LdchLZshLZshK 222 122     LZchLZchLZshLZZLdchK 122124222221 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 15 式中： PImax—— 水平波压速度分力（由加速度引起）的最大值 ，单位 kN； MImax—— PImax对模板底面产生的波浪力矩，单位 kN m； A—— 柱体的断面面积，取 ㎡； D—— 直径 ， 取 ； CM—— 惯性力系数， 根据 D/L=，查惯性力系数表， 取 ； d—— 静水水深，取 ； H—— 浪高，取 ； γ—— 水的容重； K K4—— 计算系数， 计算得： K2=， K4=； Z Z2—— Z1=， Z2=d+ηmax=。 I m 2I m 41 0 9 9 . 0 5 2 . 8= 1 . 4 0 . 7 = 1 3 5 8 . 9 5221 0 9 9 . 0 5 2 . 8 3 3 . 61 . 4 0 . 7 9 8 2 0 5 . 7 14 4 3 . 1 4a x Ma x MAHP C K k NA H LM C K k N m             力的作用点距离 模板底 的距离 maxmax MLmP。 荷载组合 波浪力按照均布荷载施加在模板侧面，均布力大小为 F= Pmax /S=（ ） =㎡ ，净水压力沿模板高度方向程线性分布。 数值模拟计算 （ 1）模型的建立 采用 MIDAS/CIVIL 进行数值模拟计算，面板采用板单元进行模拟，横肋、纵肋以及夹具采用梁单元进行模拟，模型高取 7m，建立模型图如图 47 所示。 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 16 图 47 承台模板计算模型 （ 2）计算结果 图 48 承台模板 变形图 图 49 面板应力图 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 17 图 41 纵肋应力图 图 411 横肋及法兰应力图 图 412 桁架应力图 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 18 图 413 内支撑应力图 （ 1） 计算结果应力分析 杆件 材料 型号 组合应力 (MPa) 允许应力 (MPa) 是否 满足 面板 6mm 厚钢板 是 纵肋 ][20型钢 是 横肋及法兰 [10型钢、 14mm 厚扁钢 是 桁架 工 20a 型钢 是 内支撑 工字钢 123 是 由上表可以看出，结构受力均满足要求， 并有一定的安全储备。 （ 2）计算结果位移分析 取面板及纵肋跨度 L=4m，则允许挠度 [w]=L/500=8mm；取横 肋跨度 L=，允许挠度 [w]=L/500= ；取桁架跨度 L= ，允许挠度[w]=L/500=。 根据数值模拟结果可知， 整体结构 最大位移为 w=7mm，w[w]， 满足要求。 （ 1）计算结果应力分析 杆件 材料 型号 组合应力 (MPa) 允许应力 (MPa) 是否 满足 面板 6mm 厚钢板 是 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 19 纵肋 ][20型钢 是 横肋及法兰 [10型钢、 14mm 厚扁钢 是 桁架 工 20a 型钢 是 由上表可以看出，结构受力均满足要求， 并有一定的安全储备。 （ 2）计算结果位移分析 取面板及纵肋跨度 L=4m，则允许挠度 [w]=L/500=8mm；取横肋跨度 L=，允许挠度 [w]=L/500= ；取桁架跨度 L= ，允许挠度[w]=L/500=。 根据数值模拟结果可知， 整体结构 最大位移为 w=，w[w]， 满足要求。 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 20 五、 承台 施工方法及工艺流程 承台施工工艺流程 承台施工工艺流程图如图 所示。 图 承台施工流程图 承台底板 拼装 本标段 承台套箱底板 采用 C40 钢筋混凝土预制板，每个承台套箱底板分为四块，事先在预制场预制好后，运送至施工 现场进行拼装，承台底板拼装过程由履带吊配合施工，施工步骤如下： （ ）先将预制板使用履带吊吊起，在钢护筒顶调整预制板，使预制板预留的钢护筒孔对准钢护筒，然后缓慢下放，下放过程由专人指挥， 防止 预制板 撞击钢护 筒。 套箱底板安装 承台模板拼装、下放 浇筑封底混凝土 破桩头 测量放样 钢筋安装 保护层厚度检查 混凝土浇筑 拆模、养生 监理工程师检查 混凝土运输 混凝土拌制 材质检验 钢筋制作 材质检验 合格 中交第二公路工程局 有 限公 司 泉州湾跨海大桥 A3标 【 承台施工安全专项方案】 21 （ 2）预制板下放至一定高度后使用钢丝绳穿过预制板起吊点，并焊接至钢护筒侧壁，将预制板悬吊在护筒上。 （ 3）在钢 护筒顶焊接分配梁（双拼工 25a），分配梁两根工字钢之间预留孔洞，孔洞直径 35mm，确保 32mm 精轧螺纹钢能穿过。 （ 4）加工一分配梁，横桥向设置在预制板底部，分配梁为两个 40工字钢并排焊接，工字钢长度 12m，两根工字钢之间预留孔（孔径 35mm），孔距工字钢中点距离。 （ 5）加工一措施分配梁，措施分配梁与钢护筒顶分配梁相同，在措施分配梁与护筒顶分配梁之间设置两个千斤顶，为下放钢套箱做好做准备。 （ 6）使用 32mm 精轧螺纹钢从上向下分别穿过措施分配梁预留孔、钢护筒顶分配梁预留孔、预制板预留孔及预制板底 部分配梁预留孔，并在预制板底部分配梁下侧及钢护筒顶部分配梁上侧使用高强螺栓将螺纹钢锚固，从而将预制板悬吊在桩顶上，割除钢丝绳。 （ 7）按照相同的方法拼装另外三块预制板，施工过程中严格控制预制板下放高度，确保四块预制板上表面在同一标高，下放到位后将预制板之间进行连接，完成底板拼装。 承台模板施工 承台模板拼装 承台底板拼装好后，便可进行模板侧壁拼装，拼装按照以下要求进行： （ ）模板安装前，应。