东西连接线立交桥模板施工技术方案
一、 工程概况
1、巨山路与东西连接线立交桥相交处东西连接线立交桥里程为K0+147.7、巨山路里程为K0+759.9,道路中心线与东西连接线中线夹角为87.92°。
2、东西连接线立交桥结构型式:为10-16-16-10m四孔连体式框架结构,斜交角度为87.92°。
3、东西连接线立交桥结构断面(均为正截面尺寸):
顶板厚1.0m、底板厚1.1m;
边墙、中墙、中边墙厚均为1.0m;
结构净高6.7m,结构总高度8.8m;
底板加腋均采用0.2×0.2m;
顶板加腋均采用0.5×1.5m;
框架桥主体全长14m;
结构总宽度为57.0m。
4、控制标高:东西连接线立交桥以顶板顶面的路面铺装厚度不小于0.2m。
5、框架桥结构净高考虑了道路纵坡、横坡、顶板加腋、路面铺装、施工工艺等的影响,桥体形成后道路使用净高大于4.5m。
6、桥位线路现况:
巨山路又名小府路,位于北京市海淀区香山地区,西临西五环路,东临旱河路,它是该地区南北方向联系的主要集散道路。该道路在规划范围内分主干路和次干路两个等级,道路南起阜石路,北至门头村北路(又称金河路),全长6.218km。
二、模板施工技术方案
1、底板模板施工
底板模板以钢模板P9015为主,钢模板间以配套卡子连接。下八字处模板的安装:在边跨及中跨底板顶中线位置预埋地锚钢筋,钢筋采用Φ28螺纹钢筋,锚入深度0mm,外露200mm,以备支立墙体模板时斜向拉锚使用,底板预埋地锚钢筋在底板上通道纵向间距1.2m。
2、墙体及顶板模板施工
地道桥结构内采用碗扣式满堂红脚手架支撑,架管水平间距0.9m×0.9m,横杆距底板0.5m开始搭设。详细支撑体系参见“支撑体系横断面图” 。
墙体采取双侧支模,墙体模板以9015钢模板为主配置,以φ16穿墙螺栓加固。墙体内模直立于底板下八字上浇筑底板混凝土时预设的混凝土平台上,在模板连接结构中为确保模板在同一平面上,进行模板支撑加固:内楞采用I14工字钢作为竖向连接加固,间距0.90m,工字钢用铁丝牢牢固定于模板板肋孔上。外楞采用一层5×10cm方钢,双束一道,每道上下层间距0.90m,每侧共设8道,两墙体钢模以在满堂红竖向架子管上以扣件连接形式设8层横向通长钢管(Φ48×3.5mm)对每道方钢进行对应支撑,通长钢管竖向间距1.20m,沿框架桥纵向间距0.90m。此外,在第一步混凝土施工中,已在底板顶中线位置预埋地锚钢筋,斜向拉锚采用倒链与ф10钢筋相结合,其作用是为了防止模板上浮及因不对称浇筑混凝土引起模板位移。
为了保证满堂红脚手架的稳定,沿地道纵向每3m设一道剪刀撑钢管网,沿横向设4排剪刀撑钢管网(横向间距3m),钢管与碗扣式脚手架采用扣件连接。
上八字部分模板采用9015钢模板与木模相结合,为了保证加固后模板及龙骨的稳定性,该处横向龙骨加密间距至0.375m。
顶板模板采用木模,为了抵消顶板混凝土施工时顶模产生的下挠量,顶板模板设预拱度;为了能调整顶模及管架高低水平,采用上槽托、下平托及60顶杆螺栓。上槽托上纵向采用I14工字钢支撑上层100mm×100mm的横向方木,方木上直接承托顶板模板,横向方木间距为0.75m。
三、承载力检算
1、墙体单侧模板承载力检算
本工程受基坑围护结构尺寸影响,地道桥结构墙体及顶板施工时采用单侧支模,以围护结构作为结构墙体的外模,所以主要考虑新浇筑混凝土对模板的侧压力和混凝土在倾倒时候产生的侧压力。
(1)新浇混凝土对模板产生的侧压力标准值①
假设混凝土入模时内部温度T=30℃,V=1.2m/h,
墙体施工高度为6.5m,则侧压力为:
F1=0.22rct0β1β2v1/2 , F2=H×rc ,取两者较小值;
得:F1=0.22×24×200/(15+15) ×1.0×1.15×1.21/2=44.344kN/m2
F2=24×6.5=156 kN/ m2﹥F1
取:F(1) = F2=44.344kN/m2 (取两者较小值)
式中:F1、F2——新浇混凝土对模板产生的最大侧压力标准值;
rc—混凝土重力密度,取24kN/m3;
t0—新浇混凝土的初凝时间,取t0=200/(T+15),T取15℃;
v—混凝土浇筑速度,取V=1.2m/h;
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑顶面的总高度;
β1—外加剂影响修正系数β1=1.0;
β2—混凝土坍落度修正数,坍落度按130~170mm考虑,取β2=1.15。
(2)倾倒混凝土时对模板产生的水平荷载②
混凝土采用泵车浇筑,取倾倒混凝土对模板产生的水平荷载为2kN/m2。振捣混凝土时产生的荷载标准值,竖向模板采用4.0kN/m2。
(3)单根钢管承受的荷载N
由①、②两项荷载组合,查公式,得模板承受的水平荷载值折减设计值为(即支架要求的承载力)
Q1=分项系数×F×折减系数(该值用于验算刚度)
=1.2×44.344×0.85=45.231kN/m2
Q2= Q1+(2+4)×1.4×0.85(该值用于验算模板支撑的强度)
=45.231+6×1.4×0.85= 45.231+7.14=52.371kN/m2
横向通长支撑钢管档距的尺寸为900×900mm,则单根通长钢管承受的最大荷载:N=52.371×0.9×0.9=42.421kN;
(4)单根钢管的容许荷载[N]
单根钢管选用Φ48×3.5mm,净截面积A=4mm2,钢管计算长度L=900mm
(取最不利情况下的立杆水平间距900mm),回转半径i==15.78mm,则有:
长细比λ=L/i=900/15.78=57.034
经查阅资料得稳定系数φ=0.3,
容许荷载[N]=φAf=0.3×4×205=519N=.519kN
式中:f—钢材抗压强度设计值,取f=205N/mm2。
因单根钢管承受的最大荷载N=42.421kN<.519kN,故能满足要求。
2、顶板模板承载力检算
模板及支架自重标准值,地道主体结构顶板模板采用木模形式,自重标准取0.75kN/m2;
新浇筑混凝土自重标准为24kN/ m3,顶板厚度为100cm,自重为24.0kN/ m2;
钢筋自重标准按照设计图纸计算确定,取2.2kN/m2;
施工人员及设备荷载标准值取1.5kN/m2;
振捣混凝土时对水平模板产生的荷载标准值取2.0kN/m2;
综上组合,支架要求的承载力
F1=0.85×1.2×(0.75+24.0+2.2)= 27.4kN/㎡(该值用于验算刚度)
F2= 27.4+0.85×1.4×(1.5+2.0)=31.654kN/㎡(该值用于验算模板支撑的强度)
取钢管支架的水平步距为900×900mm,则单根钢管立杆能承受的最大荷载:
N=31.654×0.81=25.0kN;
钢管立杆选用Φ48×3.5mm,其竖向间距为900mm,则有
长细比λ=L/i=900/15.78=57.034
经查阅资料得稳定系数φ=0.3,
容许荷载[N]=φAf=0.3×4×205=519N=.519kN
因单根钢管立杆承受的最大荷载N=25.0kN<.519kN,故能满足要求。
参考文献
1、《建筑施工手册》,王寿华等,中国建筑工业出版社,2003年9月第四版
2、《建筑施工计算手册》,江正荣,中国建筑工业出版社,2005年6月第八版下载本文