拱桥主拱专项施工方案 - 图文

海东市中心城区 道路与给排水工程

海东大道三号桥 拱圈施工专项方案

编制：审核：批准：

中铁二十一局集团第四工程有限公司海东大道三号桥项目部

二O一四年十二月二日

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

目 录

1. 编制依据、原则和范围 .................................................................................. 4 1.1 编制依据 ................................................................................................... 4 1.2 编制原则 ................................................................................................... 4 1.3 编制范围 ................................................................................................... 4 2. 工程概况 .......................................................................................................... 4 2.1 工期目标 ................................................................................................... 5 2.2 气候条件 ................................................................................................... 5 2.3 工程数量表 ............................................................................................... 5 2.4 工程重、难点 ........................................................................................... 5 3. 施工组织机构及劳力、物资设备组织 .......................................................... 6 3.1 项目部组织机构设置 ............................................................................... 6 3.2 作业班组设置和施工任务安排 ............................................................... 6 3.3 施工机械设备组织 ................................................................................... 7 3.4 主要物资材料情况 ................................................................................... 7 4. 主拱圈施工 ...................................................................................................... 7 4.1 施工测量放样 ........................................................................................... 8 4.2 现浇箱型主拱圈施工工艺流程图 ........................................................... 9 4.3 满堂支架搭验算 ....................................................................................... 9 4.4桥下箱涵安全检算 .................................................................................. 27 4.4.1主拱支架施工时产生的地面附加荷载 ............................................ 27 4.4.2 箱涵结构荷载分析 ........................................................................... 29

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4.4.3覆土厚度2m时箱涵结构计算 ......................................................... 29 4.4.4覆土厚度3m时箱涵结构计算 ......................................................... 36 4.4.5覆土厚度4m时箱涵结构计算 ......................................................... 43 4.4.6结论 .................................................................................................. 50 4.5地基处理 .................................................................................................. 50 4.6满堂支架搭设 .......................................................................................... 51 4.7支架预压 .................................................................................................. 51 4.8模板工程 .................................................................................................. 53 4.9钢筋工程 .................................................................................................. 54 4.10砼工程 .................................................................................................... 55 4.11后浇带砼施工及养护 ............................................................................ 58 4.12支架卸落 ................................................................................................ 59 5. 工期、夜间及冬期等施工的主要保证措施 ................................................ 59

5.1 工期保证措施 ......................................................................................... 59 5.2 夜间施工的主要措施 ............................................................................. 60 5.3 冬期施工的主要措施 ............................................................................. 61 6. 质量保证措施 ................................................................................................ 64

6.1 质量目标 ................................................................................................. 64 6.2 创优规划 ................................................................................................. 64 6.3 质量保证体系及质量管理措施 ............................................................. 64 7. 安全生产、文明施工、环境保护措施 ........................................................ 70

7.1 保证安全生产的主要措施 ..................................................................... 70

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7.2 文明施工 ................................................................................................. 75 7.3 环境保护措施 ......................................................................................... 77

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1. 编制依据、原则和范围 1.1 编制依据

（1）《海东大道三号桥桥梁工程施工图》；

（2）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）； （3）现场详细调查资料；

（4）我单位类似工程施工经验及已有装备；

（5）现行的相关国家标准、行业标准、地方标准、本项目有关技术要求及企业施工工艺标准。 1.2 编制原则

（1）以设计文件、施工规范为依据组织施工。

（2）规范作业程序，强化各项工期、质量、安全、文明施工、环境保护目标等控制措施，确保各项工程目标的实现。

（3）采用新技术、新工艺、新材料、新设备四新技术。 1.3 编制范围

海东市中心城区海东大道二期3号桥桥梁工程主拱部位。 2. 工程概况

海东大道三号桥位于青海省海东市乐都区。桥梁起点桩号K3+271.5，终点桩号K3+388.632，桥梁全长117米；桥梁结构形式为上承空腹式箱型拱桥，横断面布置为4m（人行道）+14.5m（车行道）+0.5m（防撞护栏）+5m（中

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央分隔带）+0.5m（防撞护栏）+14.5m（车行道）+8m（人行道）。

桥梁主拱圈采用C50钢筋砼箱型拱，等截面悬链线，跨径80m, 矢高14m, 矢跨比1/5.71，拱圈高度1.2m，底板、顶板分别厚0.2m，腹板厚0.8m，箱形断面无翼缘，其中左幅桥主拱圈宽20.5m，右幅桥主拱圈宽24.5m。 2.1 工期目标

海东大道三号桥主拱圈计划2015年2月28日开工，2015年9月22日完成，共208个工作日。 2.2 气候条件

乐都区地处湟水谷地及其两侧山地，南北高中间低，为内陆半干旱气候，年平均气温6.9℃，年平均降水量335.4毫米，年无霜期144天。 2.3 工程数量表

海东大道三号桥主拱圈工程数量表

序号 工程部位及项目 C50砼 1 主拱圈 钢筋 t 846.4 单位 M3 数量 2691.8 备注 2.4 工程重、难点

1、桥梁跨越大古城西沙沟，沟内常年流水，在施工过程中对支架地基处理 是本方案的重点；

2、拱桥施工中成拱线形的控制，其成功与否将严重影响成桥美观度； 3、拱圈施工中砼坍落度的控制直接影响到拱圈混凝土均匀性及外观。

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3. 施工组织机构及劳力、物资设备组织 3.1 项目部组织机构设置

经理部设项目经理1人，常务经理1人，副经理2人，总工程师1人。设置五部两室：分别为工程部、财务部、物资部、安全质量部、计划部、试验室、综合办公室七个职能部门。

组织机构详细设置见下图：

3.2 作业班组设置和施工任务安排

本工程由中铁二十一局集团第四工程有限公司海东大道三号桥项目部负责实施，根据本工作内容的不同，分别设置4个专业工班，即：木工工班：负责内外模板加工及支护；钢筋工班：负责所有钢筋的加工及绑扎；混凝土工班：负责拱圈混凝土浇筑及养生；架子工班：负责拱圈支架的搭设与拆除。

按施工高峰期的作业人数配置，各专业施工班组最大配置合计140人，其中架子工30人，钢筋工40人，焊工30人，振捣工20人，普工20人。

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3.3 施工机械设备组织

本桥主要设备为吊车、电焊机、钢筋弯曲机、挖掘机、装载机、电焊机、等，具体设备及数量如下：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 设备名称 吊 车 挖掘机 装载机 自卸车 压路机 钢筋弯曲机 钢筋调直机 电焊机 对焊机 规 格 25T ZL50C GW40 500A UN150 数 量 2台 1台 1台 4台 1台 4 2 15 2 进场时间 2014年6月 2014年6月 2014年6月 2014年6月 2014年6月 2014年6月 2014年6月 2014年6月 2014年6月 出场时间 2015年6月 2014年8月 2014年8月 2014年8月 2014年8月 2015年6月 2015年6月 2015年6月 2015年6月 备注 3.4 主要物资材料情况

本工程全部物资由项目部自行采购，为确保按工期完成施工任务，目前项目部已将该桥拱圈所需钢筋备齐；混凝土配合比报告已报审批，所需混凝土由商混站供应，供应能力能满足生产需要。 4. 主拱圈施工

桥梁主拱圈采用C50钢筋砼箱型拱，等截面悬链线，跨径80m, 矢高14m, 矢跨比1/5.71，拱圈高度1.2m，其中底板厚0.2m，腹板厚0.8m，顶板厚0.2m，

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左幅桥主拱圈宽20.5m，右幅桥主拱圈宽24.5m。主拱圈拱顶设置6cm向上预拱度，拱脚为0，从拱顶到拱脚按照悬链线过渡，根据拱架预压试验结果，将地基弹性沉降和拱架、拱盔的弹性沉降直接叠加在拱盔立模高程上；对于地基和拱架拱盔的非弹性沉降，直接通过预压进行消除。预压重量为主拱重量，按120%超载预压。

本拱圈采用满堂支架施工。箱体外模一次性立模成形，外模、内模均采用15mm厚胶合板；拱盔从上至下由底模板、横向方木、纵向方木组成，底层纵向方木支承于支架钢管顶端的可调式底托上。

箱形拱圈现浇前对支架进行荷载预压，以消除支架非弹性变形及基础不均匀沉降，预压材料采用砂袋。支架立模高程应计入落地支架弹性、非弹性变形等影响。砼由商砼站集中拌和，罐车运输，泵送入模，拱圈砼分四节段浇筑，并分别在跨中分段拱圈间预留1m合拢段，拱脚处预留2m合拢段，单幅桥顺桥向中间预留1m合拢段，每一节段按照先底板及腹板下梗肋，然后再腹板及顶板的施工顺序施工。箱形卸架必须在主拱圈混凝土强度达到100%以上后方可拆除支架，拆除支架后再进行后续施工。 4.1 施工测量放样

根据计算的预拱度值，再反加上支架弹性和非弹性变形值（含地基之影响），即可得到拱腹线（拱盔立模高程）。

首先将拱圈中心线、起拱位置放出，将支架搭设范围测量放出。同时在支架上放样现浇拱圈平面控制位置时候按照每隔5米一个断面放样，每个断面放样3个点（两腹板边界点和拱圈中心线），同时拱圈底板标高控制按照支架立

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杆搭设的纵向间距关键点控制，作为调整外模标高的依据，拱圈高程控制按照拱轴线方程：y?f(chk?-1）,计算出纵向每排立杆拱圈位置高程进行线性控制。 m?14.2 现浇箱型主拱圈施工工艺流程图

该桥分左、右两幅桥，桥梁单跨80m，考虑工期要求及施工成本，我部计划该桥拱圈按照“先右桥、后左桥”的施工顺序施工。

箱型拱圈施工工艺

4.3 满堂支架搭验算 4.3.1计算依据

1、《建筑五金实用手册》 2、《路桥施工计算手册》 3、《钢结构—原理与设计》

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4、《钢结构设计规范》

5、《钢管混凝土结构设计与施工规程》

6、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》 7、路桥施工手册《桥涵》 8、现浇梁施工设计图纸 4.3.2计算方式

根据施工技术方案计算各构件受力情况及支架的整体稳定性是否满足要求，根据计算验证方案的可行性，并根据验算结果指导编制施工方案；计算方式采取由上至下，逐个验算杆件受力是否符合要求。

4.3.3 1#区段（拱脚附近）箱形拱肋支架计算

代表性截面（单位：cm）

4.3.3.1荷载

根据《路桥施工计算手册》及《铁路混凝土与砌体工程施工规范》：

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模板及支架荷载：q=1.0kN/m2， 设备及人工荷载：q=3.0kN/m2， 砼浇注冲击荷载：q=2.5kN/m2， 砼浇注振捣荷载：q=2.5kN/m2计算。 混凝土容重（配筋率大于2%）：q=26kN/m3 混凝土超灌系数取: 1.05

底板部位荷载计算：长度取1m，梁高取1.2m计算。 A.混凝土自重荷载计算

21.2?20.5???2.15?0.8??0.1?0.1?2??4???2???2.2?0.8??0.1?0.1?2??4???6?10.76m

10.76?26?279.76kN/m

279.76?20.5?13.65kN/m2

考虑混凝土超灌系数取1.05，则底板部位混凝土分布荷载

p11?13.65?1.05?14.3325kN/m2

B.模板荷载计算 侧模：底模：

1?1.2?1.0?2??20.5?1??0.117kNm21?20.5?1.0??20.5?1??1kNm2

内侧模板：

0.12?0.12?1?32?1.0??0.6?1?2?1.95?1?2??2?1.0??0.6?1?2?2?1?2??6?1.0

?4.525?10.2?31.2?45.925kN

45.925??20.5?1??2.24kNm2

所以底板模板总荷载为：p12?0.117?1?2.24?3.357kNm2 C.设备及人工荷载

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p13?3kNm2

D.混凝土浇筑冲击及振捣荷载

p14?5kNm2

p1?p11?p12?p13?p14?25.6895kNm2因此，底板下荷载合计

p?p1cos?

28.576

2kNm荷载分布示意图(单位：)

34.575

4.3.3.2碗扣支架计算

采用WJ碗扣为Φ48×3.5 mm钢管。

梁重分配原则：箱梁的所有重量之和仅由底板下的立杆承受。具体布置为：箱梁底板下的立杆布置为（纵距×横距）90cm×90cm。立杆的最大步距（层高）均为120 cm。

4.3.3.2.1支架基本承载力

支架采用WJΦ48×3.5 mm碗扣。 截面特性如下：

A??(D2?d2)43.14?(482?412)??4.89?102mm2?4.89?10?4m24

Ixx1.22?10?7i???0.0158m?4Ixx?1.22?10?7m4，A4.89?10，

（1）若层高为0.6m，则

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??l00.6??37.97i0.0158

从而可查得稳定系数??0.9464，如取1.5的荷载提高系数 则

[N]??[?]A1.50.9464?135?103?4.89?10?4??41.65kN1.5，取 [N]?40kN

（1）若层高为1.2m，则

??l01.2??75.95i0.0158

从而可查得稳定系数??0.807，如取1.5的荷载提高系数 则

[N]??[?]A1.50.807?135?103?4.89?10?4??35.521.5，取 [N]?30KN

4.3.3.2.2立杆检算

N?p?0.9?0.9?34.575?0.9?0.9?28.006kN??N??30kN (满足）

4.3.3.3方木验算

4.3.3.3.1上层横向方木验算

上层方木采用0.1m×0.1m方木（红松木），间隔0.3m满铺,其容许应力：

[?w]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103 MPa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，

L为计算跨度。由以上计算可知：上层方木所受均布荷载为34.575×0.3＝10.3725kN/m。为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁。

33?64I?bh12?0.1?0.112?8.3?10m惯性距： 22M?ql/8?10.3725?0.9/8?1.05kN?m 弯距：

弯曲应力：挠度：

??My1050?0.05??6.33MPa?[?W]?12MPaI8.3?10?6

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5ql45?10372.5?0.94L900????1.19mm???2.25mm384EI384?9?103?103?8.3?10?6400400

从以上验算结果可知，方木强度及挠度验算结果满足规范要求。 4.3.3.3.2下层纵向方木验算

下层方木采用0.12m×0.12m方木（红松木），在顶托上间隔0.9m满铺,其容许应力：[?w]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103 MPa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，L为计算跨度。由以上计算可知：下层方木所受均布荷载为34.575×0.9＝31.1175kN/m。为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁。

33?64I?bh12?0.12?0.1212?17.28?10m惯性距： 22M?ql/8?31.1175?0.9/8?3.15kN?m 弯距：

弯曲应力：挠度：

??My3150?0.06??10.94MPa?[?W]?12MPa?6I17.28?10

5ql45?31117.5?0.94L900????1.71mm???2.25mm33?6384EI384?9?10?10?17.28?10400400

由计算结果可知，下层方木强度及挠度验算结果满足规范要求。 4.3.4 1#区段（拱脚附近）实心拱肋支架计算

代表性截面（单位：cm）

4.3.4.1荷载

根据《路桥施工计算手册》及《铁路混凝土与砌体工程施工规范》。 模板及支架荷载：q=1.0kN/m2， 设备及人工荷载：q=3.0kN/m2，

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砼浇注冲击荷载：q=2.5kN/m2， 砼浇注振捣荷载：q=2.5kN/m2计算。 混凝土容重（配筋率大于2%）：q=26kN/m3 混凝土超灌系数取: 1.05

底板部位荷载计算：长度取1m，梁高取1.2m计算。 A.混凝土自重荷载计算

1.2?20.5?26?20.5?31.2kNm2

考虑混凝土超灌系数取1.05，则底板部位混凝土分布荷载

p11?31.2?1.05?32.76kN/m2

B.模板荷载计算 侧模：底模：

1?1.2?1.0?2??20.5?1??0.117kNm21?20.5?1.0??20.5?1??1kNm2

所以底板模板总荷载为：C.设备及人工荷载

p13?3kNm2p12?0.117?1?1.117kNm2

D.混凝土浇筑冲击及振捣荷载

p14?5kNm2

p1?p11?p12?p13?p14?41.877kNm2因此，底板下荷载合计

p?p1cos?

p?p1cos34?41.8770.829?50.515kNm22kNm荷载分布示意图(单位：)

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50.515

4.3.4.2碗扣支架计算

采用WJ碗扣为Φ48×3.5 mm钢管。

梁重分配原则：箱梁的所有重量之和仅由底板下的立杆承受。具体布置为：箱梁底板下的立杆布置为（纵距×横距）60cm×90cm。立杆的最大步距（层高）均为120 cm。

4.3.4.2.1支架基本承载力

支架采用WJΦ48×3.5 mm碗扣。 截面特性如下：

A??(D2?d2)43.14?(482?412)??4.89?102mm2?4.89?10?4m24

Ixx1.22?10?7i???0.0158m?4Ixx?1.22?10?7m4，A4.89?10，

（1）若层高为0.6m，则

??l00.6??37.97i0.0158

从而可查得稳定系数??0.9464，如取1.5的荷载提高系数 则

[N]??[?]A1.50.9464?135?103?4.89?10?4??41.65kN1.5，取 [N]?40kN

（2）若层高为1.2m，则

??l01.2??75.95i0.0158

从而可查得稳定系数??0.807，如取1.5的荷载提高系数

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则

[N]??[?]A1.50.807?135?103?4.89?10?4??35.521.5，取 [N]?30KN

4.3.4.2.2立杆检算

N?p?0.6?0.9?50.515?0.6?0.9?27.28kN??N??30kN (满足）

4.3.4.3方木验算

4.3.4.3.1上层横向方木验算

上层方木采用0.1m×0.1m方木（红松木），间隔0.3m满铺,其容许应力：

[?w]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103 MPa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，

L为计算跨度。由以上计算可知：上层方木所受均布荷载为50.515×0.3＝15.1545kN/m。为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁。

33?64I?bh12?0.1?0.112?8.3?10m惯性距： 22M?ql/8?15.1545?0.9/8?1.534kN?m 弯距：

弯曲应力：挠度：

??My1534?0.05??9.24MPa?[?W]?12MPaI8.3?10?6

5ql45?15154.5?0.94L900????1.73mm???2.25mm384EI384?9?103?103?8.3?10?6400400

从以上验算结果可知，方木强度及挠度验算结果满足规范要求。 4.3.4.3.2下层纵向方木验算

下层方木采用0.12m×0.12m方木（红松木），在顶托上间隔0.9m满铺,其容许应力：[?w]＝12 Mpa，弹性模量：：E＝9×103 MPa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，L为计算跨度。由以上计算可知：下层方木所受均布荷载为50.515×0.9＝45.4635kN/m。为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁。

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33?64I?bh12?0.12?0.1212?17.28?10m惯性距： 22M?ql/8?45.4635?0.6/8?2.046kN?m 弯距：

弯曲应力：挠度：

??My2046?0.06??7.1MPa?[?W]?12MPaI17.28?10?6

5ql45?45463.5?0.64L600????0.49mm???1.5mm33?6384EI384?9?10?10?17.28?10400400

从以上验算结果可知，方木强度及挠度验算结果满足规范要求。 4.3.5 2#区段（拱顶附近）箱形拱肋支架计算

代表性截面（单位：cm）

4.3.5.1荷载

根据《路桥施工计算手册》及《铁路混凝土与砌体工程施工规范》。 模板及支架荷载：q=1.0kN/m2， 设备及人工荷载：q=3.0kN/m2， 砼浇注冲击荷载：q=2.5kN/m2， 砼浇注振捣荷载：q=2.5kN/m2计算。 混凝土容重（配筋率大于2%）：q=26kN/m3 混凝土超灌系数取: 1.05

底板部位荷载计算：长度取1m，梁高取1.2m计算。 A.混凝土自重荷载计算

21.2?20.5??2.15?0.8?0.1?0.1?2?4?2?2.2?0.8?0.1?0.1?2?4?6?10.76m???????????

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10.76?26?279.76kN/m

279.76?20.5?13.65kN/m2

考虑混凝土超灌系数取1.05，则底板部位混凝土分布荷载

p11?13.65?1.05?14.3325kN/m2

B.模板荷载计算 侧模：底模：

1?1.2?1.0?2??20.5?1??0.117kNm21?20.5?1.0??20.5?1??1kNm2

内侧模板：

0.12?0.12?1?32?1.0??0.6?1?2?1.95?1?2??2?1.0??0.6?1?2?2?1?2??6?1.0

?4.525?10.2?31.2?45.925kN

45.925??20.5?1??2.24kNm2

p12?0.117?1?2.24?3.357kNm2所以底板模板总荷载为：C.设备及人工荷载

p13?3kNm2

D.混凝土浇筑冲击及振捣荷载

p14?5kNm2

p1?p11?p12?p13?p14?25.6895kNm2因此，底板下荷载合计

p?p1cos?

p?p1cos26?25.68950.899?28.576kNm22kNm荷载分布示意图(单位：)

19

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

28.576

4.3.5.2碗扣支架计算

采用WJ碗扣为Φ48×3.5 mm钢管。

梁重分配原则：箱梁的所有重量之和仅由底板下的立杆承受。具体布置为：箱梁底板下的立杆布置为（纵距×横距）90cm×90cm。立杆的最大步距（层高）均为120 cm。

4.3.5.2.1支架基本承载力

支架采用WJΦ48×3.5 mm碗扣。 截面特性如下：

A??(D2?d2)43.14?(482?412)??4.89?102mm2?4.89?10?4m24

Ixx1.22?10?7i???0.0158m?4Ixx?1.22?10?7m4，A4.89?10，

（1）若层高为0.6m，则

??l00.6??37.97i0.0158

从而可查得稳定系数??0.9464，如取1.5的荷载提高系数 则

[N]??[?]A1.50.9464?135?103?4.89?10?4??41.65kN1.5，取 [N]?40kN

（2）若层高为1.2m，则

??l01.2??75.95i0.0158

从而可查得稳定系数??0.807，如取1.5的荷载提高系数

20

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

则

[N]??[?]A1.50.807?135?103?4.89?10?4??35.521.5，取 [N]?30KN

4.3.5.2.2立杆检算

N?p?0.9?0.9?28.576?0.9?0.9?23.146kN??N??30kN (满足）

4.3.5.3方木验算

4.3.5.3.1上层横向方木验算

上层方木采用0.1m×0.1m方木（红松木），间隔0.3m满铺,其容许应力：

[?w]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103 MPa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，

L为计算跨度。由以上计算可知：上层方木所受均布荷载为28.576×0.3＝8.5728kN/m。为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁。

33?64I?bh12?0.1?0.112?8.3?10m惯性距： 22M?ql/8?8.5728?0.9/8?0.868kN?m 弯距：

弯曲应力：??挠度：

My868?0.05??5.23MPa?[?W]?12MPa ?6I8.3?105ql45?8572.8?0.94L900????0.98mm???2.25mm384EI384?9?103?103?8.3?10?6400400

从以上验算结果可知，方木强度及挠度验算结果满足规范要求。 4.3.5.3.2下层纵向方木验算

下层方木采用0.12m×0.12m方木（红松木），在顶托上间隔0.9m满铺,其容许应力：[?w]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103 MPa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，L为计算跨度。由以上计算可知：下层方木所受均布荷载为28.576×0.9＝25.7184kN/m。为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁。

21

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

33?64I?bh12?0.12?0.1212?17.28?10m惯性距： 22M?ql/8?25.7184?0.9/8?2.604kN?m 弯距：

弯曲应力：??My2604?0.06??9.04MPa?[?W]?12MPa ?6I17.28?105ql45?25718.4?0.94L900????1.41mm???2.25mm33?6384EI384?9?10?10?17.28?10400400挠度：

由计算结果可知，下层方木强度及挠度验算结果满足规范要求。 4.3.6 2#区段（拱顶附近）实心拱肋支架计算

代表性截面（单位：cm）

4.3.6.1荷载

根据《路桥施工计算手册》及《铁路混凝土与砌体工程施工规范》。 模板及支架荷载：q=1.0kN/m2， 设备及人工荷载：q=3.0kN/m2， 砼浇注冲击荷载：q=2.5kN/m2， 砼浇注振捣荷载：q=2.5kN/m2计算。 混凝土容重（配筋率大于2%）：q=26kN/m3 混凝土超灌系数取: 1.05

底板部位荷载计算：长度取1m，梁高取1.2m计算。 A.混凝土自重荷载计算

1.2?20.5?26?20.5?31.2kNm2

考虑混凝土超灌系数取1.05，则底板部位混凝土分布荷载

p11?31.2?1.05?32.76kN/m2

22

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B.模板荷载计算 侧模：底模：

1?1.2?1.0?2??20.5?1??0.117kNm21?20.5?1.0??20.5?1??1kNm2

所以底板模板总荷载为：C.设备及人工荷载

p13?3kNm2p12?0.117?1?1.117kNm2

D.混凝土浇筑冲击及振捣荷载

p14?5kNm2

p1?p11?p12?p13?p14?41.877kNm2因此，底板下荷载合计

p?p1cos?

p?p1cos26?41.8770.899?46.582kNm22kNm荷载分布示意图(单位：)

46.582

4.3.6.2碗扣支架计算

采用WJ碗扣为Φ48×3.5 mm钢管。

梁重分配原则：箱梁的所有重量之和仅由底板下的立杆承受。具体布置为：箱梁底板下的立杆布置为（纵距×横距）60cm×90cm。立杆的最大步距（层高）均为120 cm。

4.3.6.2.1支架基本承载力

支架采用WJΦ48×3.5 mm碗扣。

23

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

截面特性如下：

A??(D2?d2)43.14?(482?412)??4.89?102mm2?4.89?10?4m24

Ixx1.22?10?7i???0.0158m?4Ixx?1.22?10?7m4，A4.89?10，

（1）若层高为0.6m，则

??l00.6??37.97i0.0158

从而可查得稳定系数??0.9464，如取1.5的荷载提高系数 则

[N]??[?]A1.50.9464?135?103?4.89?10?4??41.65kN1.5，取 [N]?40kN

（2）若层高为1.2m，则

??l01.2??75.95i0.0158

从而可查得稳定系数??0.807，如取1.5的荷载提高系数 则

[N]??[?]A1.50.807?135?103?4.89?10?4??35.521.5，取 [N]?30KN

4.3.6.2.2立杆检算如下

N?p?0.6?0.9?46.582?0.6?0.9?25.15kN??N??30kN (满足）

4.3.6.3方木验算

4.3.6.3.1上层横向方木验算

上层方木采用0.1m×0.1m方木（红松木），间隔0.3m满铺,其容许应力：

[?w]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103 MPa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，

L为计算跨度。由以上计算可知：上层方木所受均布荷载为46.582×0.3＝13.9746kN/m。为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁。

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海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

33?64I?bh12?0.1?0.112?8.3?10m惯性距： 22M?ql/8?13.9746?0.9/8?1.415kN?m 弯距：

弯曲应力：挠度：

??My1415?0.05??8.52MPa?[?W]?12MPaI8.3?10?6

5ql45?13974.6?0.94L900????1.6mm???2.25mm33?6384EI384?9?10?10?8.3?10400400

从以上验算结果可知，方木强度及挠度验算结果满足规范要求。 4.3.6.3.2下层纵向方木验算

下层方木采用0.12m×0.12m方木（红松木），在顶托上间隔0.9m满铺,其容许应力：[?w]＝12 Mpa，弹性模量：E＝9×103 MPa，跨中最大挠度要求满足f＜L/400，L为计算跨度。由以上计算可知：下层方木所受均布荷载为46.582×0.9＝41.9238kN/m。为安全起见，方木的力学计算模型采用简支梁。

33?64I?bh12?0.12?0.1212?17.28?10m惯性距： 22弯距：M?ql/8?41.9238?0.6/8?1.887kN?m

弯曲应力：挠度：

??My1887?0.06??6.55MPa?[?W]?12MPa?6I17.28?10

5ql45?41923.8?0.64L600????0.45mm???1.5mm384EI384?9?103?103?17.28?10?6400400

从以上验算结果可知，方木强度及挠度验算结果满足规范要求。 4.3.7地基承载力验算

从以上验算结果可知，立杆受力最大为28.006kN，因此取该值作为地基

25

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

验算的立杆受力最大值。将混凝土垫层厚度分别取15cm和20cm验算地基承载力。

当混凝土垫层厚度为15cm时，受力面积为0.4×0.4m2。则：

??N28.006??175.04KpaA0.4?0.4 N28.006??112.02KpaA0.5?0.5

当混凝土垫层厚度为20cm时，受力面积为0.5×0.5m2。则：

??4.3.8支架构造要求

对施工中所用脚手架、钢管、模板采用国标材料。 4.3.8.1立杆

立杆接头必须错开布置，立杆每隔5m必须用长钢管纵、横向连接，对立杆起约束作用。立杆和长钢管必须用十字扣件扣紧，不得遗漏。上下相邻的连接钢管应错开布置在立杆的里侧和外侧，以减少立杆的偏心受荷情况。 4.3.8.2剪刀撑

横桥向每隔5根立杆必须设剪刀撑一道，纵每隔4根立杆必须设剪刀撑一道，支架底部设置扫地杆，顶部设置水平剪刀撑。剪刀撑布置为菱形，剪刀撑应联系3～4根立杆，剪刀撑与地面夹角为45～60度，剪刀撑应沿步高连续布置，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外，在其中间应增加3个扣结点。剪刀撑沿架高连续布置，横向也连续布置，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或横杆扣紧外，在其中应增加2～4个扣结点。搭接时的搭接长度不应小于1m，用不少于3个旋转扣件来扣牢，扣件的外边缘到杆端距离不应小于10cm。

26

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

4.3.8.3扣件式外脚手架的搭设顺序

做好搭设的准备工作→按支撑施工图放线→按立杆间距排放底座→放置扫地杆→逐根拉立杆并随即与扫地杆扣牢→安装第一步大横杆（与各立杆扣牢）→安装第一步小横杆→第二步大横杆→第二步小横杆→第三、四步大横杆和小横杆→接立杆→加设剪刀撑。 4.3.9结论

1.箱形拱肋空心段底板下的立杆布置间距均为（纵距×横距）90cm×90cm。立杆的最大步距（层高）均为120 cm；

2.箱形拱肋实心段底板下的立杆布置间距均为（纵距×横距）60cm×90cm。立杆的最大步距（层高）均为120 cm。

3.下层纵向方木均采用0.12m×0.12m方木（红松木），在顶托上间隔0.9m满铺；上层横向方木均采用0.1m×0.1m方木（红松木），间隔0.3m满铺。

4. 当混凝土垫层厚度为15cm时，地基承载力需达到180Kpa以上；当混凝土垫层厚度为20cm时，地基承载力需达到120Kpa以上。 4.4桥下箱涵安全检算

4.4.1主拱支架施工时产生的地面附加荷载

根据《路桥施工计算手册》及《铁路混凝土与砌体工程施工规范》。 模板及支架荷载：q=1.0kN/m2， 设备及人工荷载：q=3.0kN/m2， 砼浇注冲击荷载：q=2.5kN/m2， 砼浇注振捣荷载：q=2.5kN/m2计算。

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海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

混凝土容重（配筋率大于2%）：q=26kN/m3 混凝土超灌系数取: 1.05

底板部位荷载计算：长度取1m，梁高取1.2m计算。 A.混凝土自重荷载计算

21.2?20.5??2.15?0.8?0.1?0.1?2?4?2?2.2?0.8?0.1?0.1?2?4?6?10.76m???????????

10.76?26?279.76kN/m

279.76?20.5?13.65kN/m2

考虑混凝土超灌系数取1.05，则底板部位混凝土分布荷载

p11?13.65?1.05?14.3325kN/m2

B.模板荷载计算 侧模：底模：

1?1.2?1.0?2??20.5?1??0.117kNm21?20.5?1.0??20.5?1??1kNm2

内侧模板：

0.12?0.12?1?32?1.0??0.6?1?2?1.95?1?2??2?1.0??0.6?1?2?2?1?2??6?1.0

?4.525?10.2?31.2?45.925kN

45.925??20.5?1??2.24kNm2

p12?0.117?1?2.24?3.357kNm2所以底板模板总荷载为：C.设备及人工荷载

p13?3kNm2

D.混凝土浇筑冲击及振捣荷载

p14?5kNm2

p1?p11?p12?p13?p14?25.6895kNm2因此，底板下荷载合计

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海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

p?p1cos?

p?p1cos26?25.68950.899?28.576kNm22kNm荷载分布示意图(单位：)

28.576

4.4.2 箱涵结构荷载分析

228.576kNm 主拱支架施工时产生的地面附加荷载为，黄土的容重为18.1

kN/m3 ，填土的内摩擦角为23度。土的侧压力采用朗肯土压力理论，主动土压力系数为0.438。

箱涵横断面结构尺寸图（单位：cm）

4.4.3覆土厚度2m时箱涵结构计算

29

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体受力图

箱涵整体弯矩图

30

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体剪力图

31

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体轴力图

箱涵整体位移图

箱涵顶板弯矩图

箱涵顶板剪力图

箱涵顶板轴力图

32

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵顶板上缘应力图

箱涵顶板下缘应力图

箱涵顶板位移图

底板

箱涵底板弯矩图

箱涵底板剪力图

箱涵底板轴力图

箱涵底板上缘应力图

33

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵底板下缘应力图

箱涵底板位移图

箱梁腹板弯矩图（左）、剪力图（中）和轴力图（右）

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海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱梁腹板外侧（左）和内侧（右）应力图

35

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵腹板位移图 内力计算表

部位 弯矩（kN.m） 剪力（kN） 轴力（kN） 计算值 设计值 计算值 设计值 计算值 设计值 顶板 腹板 底板 109.1 109.1 104.6 179.68 194.54 194.54 173.9 133.5 173.9 260.07 200.45 307.8 103.2 230.2 133.5 143.6 307.8 200.45

4.4.4覆土厚度3m时箱涵结构计算

36

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体受力图

箱涵整体弯矩图

37

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体剪力图

箱涵整体轴力图

38

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体位移图

顶板

箱涵顶板弯矩图

箱涵顶板剪力图

箱涵顶板轴力图

39

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵顶板上缘应力图

箱涵顶板下缘应力图

箱涵顶板位移图

底板

箱涵底板弯矩图

箱涵底板剪力图

箱涵底板轴力图

箱涵底板上缘应力图

箱涵底板下缘应力图

40

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵底板位移图

箱涵腹板弯矩图（左）、剪力图（中）和轴力图（右）

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海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵腹板外侧（左）和内侧（右）应力图

箱涵腹板轴力图

内力计算表

部位 顶板 腹板 底板 弯矩（kN.m） 计算值 132.3 132.3 124.4 设计值 179.68 194.54 194.54 剪力（kN） 计算值 214.7 152.3 214.7 设计值 260.07 200.45 307.8 轴力（kN） 计算值 123.3 270.9 152.3 设计值 143.6 307.8 200.45

42

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

4.4.5覆土厚度4m时箱涵结构计算

箱涵整体受力图

43

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体弯矩图

44

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体剪力图

箱涵整体轴力图

45

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵整体位移图

箱涵顶板弯矩图

箱涵顶板剪力图

箱涵顶板轴力图

46

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵顶板上缘应力图

箱涵顶板下缘应力图

箱涵顶板位移图

底板

箱涵底板弯矩图

箱涵底板剪力图

箱涵底板轴力图

箱涵底板上缘应力图

箱涵底板下缘应力图

47

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵底板位移图

箱涵腹板弯矩图（左）、剪力图（中）和轴力图（右）

a

48

海东大道三号桥主拱圈专项施工方案

箱涵腹板外侧（左）和内侧（右）应力图

箱涵腹板位移图

内力计算表

部位 弯矩（kN.m） 剪力（kN） 轴力（kN） 计算值 设计值 计算值 设计值 计算值 设计值 顶板 腹板 底板 155.4 155.4 144.1 179.68 194.54 194.54 255.4 171 255.4

260.07 200.45 307.8 143.6 294.8 171 143.6 307.8 200.45 49

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