一、??? 工程概況

遂資高速為《四川省高速路網(wǎng)規(guī)劃》中東西向第二條橫線的重要組成部分，是連接次級交通樞紐城市遂寧、交通節(jié)點城市資陽的重要通道，對完善四川省高速公路網(wǎng)布局、構件西部綜合運輸樞紐、加強川東北、成都、攀西等幾大經(jīng)濟區(qū)的橫向快速連接具有重要意義。

遂資高速TJ1-6工區(qū)共有人行天橋6座，其中5座為上承式鋼筋砼拱橋，拱上設置連續(xù)梁，拱與連續(xù)梁之間以立墻連接。拱兩端為重力式橋臺，橋臺采用擴大基礎。主拱圈、立墻、拱上連續(xù)梁、拱腳基礎及橋臺臺帽均采用C30砼，橋臺臺身為C20片石砼。

氣象條件

項目區(qū)屬中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，四季分明，冬暖、春早夏長、秋短冬暖、多霧。無霜期長，多年年平均氣溫為17.4 oC，1月份溫度最低，常年平均1月份的月平均溫度為6.5 oC；1月至8月氣溫逐月升高，8月份溫度最高，常年平均8月份平均溫度為27.2。9月至次年1月氣溫逐月降低。多年年平均降雨量約為930mm，1月雨量最少，月降雨量少于15mm，從2月至7月雨量逐月遞增，8月至次年1月雨量逐月遞減。6月至8月是一年中雨量較多的月份，降雨集中，約占年降水量的一半左右，多大雨和雷暴雨，易發(fā)生洪澇，但雨量逐漸減少，但雨日增多，容易形成綿綿秋雨天氣。

地形、地質條件

擬建橋位無斷裂帶發(fā)育，主要受攔江背斜的影響，由侏羅紀上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組紫紅色泥巖及灰綠色砂巖、粉砂巖互層組成。場地內上覆第四系松散堆積層，厚度較大，下伏地層為完整性較好、層厚較大的侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組泥巖和砂巖地層，場地穩(wěn)定。

場地環(huán)境類別為Ⅱ類，天然水對混凝土結構無腐蝕性。

不良地質及地震基本烈度

場地地震烈度小于Ⅵ度，不良地質不發(fā)育，新構造運動微弱，場地穩(wěn)定。

二、??? 支架設計方案

主拱圈斷面高度0.8m，底寬2.2m，頂寬3.5m。支架按60cm×60cm×1.2m滿堂搭設。

（一）、荷載分析：

根據(jù)本橋特點，施工中可能涉及到的荷載為：

1、q1—拱圈自重荷載，新澆砼密度取26KN/m3；

2、q2—拱圈模板及支撐，取1.0Kpa；

3、q3—施工人員、施工材料和機具荷載，取1.5Kpa；

4、q4—振搗砼產(chǎn)生的荷載，取4.0Kpa；

5、q5—新澆砼對側模的壓力；

6、q6—傾倒砼產(chǎn)生的水平荷載，取2.0 Kpa；

7、q7—支架自重，取2.94Kpa；

（二）荷載計算

1、q1=26*0.8=20.8 Kpa，取1.2的安全系數(shù)，則q1=1.2*20.8=24.96 Kpa；

2、q5=krh，k取1.2，q5=1.2*26*0.8=24.96 Kpa；

（三）結構驗算

1、支架立桿強度及穩(wěn)定性驗算

1.1、鋼管立桿、橫桿容許荷載

當橫桿步距為1.2m時，立桿允許最大荷載為30KN。

立桿實際承受的荷載為：N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4∑NQK

NG1K—結構自重產(chǎn)生軸向力

NG2K—構配件自重

∑NQK—施工荷載

NG1K=0.6×0.6×q1=0.36×24.96=8.99

NG2K=0.6×0.6×1=0.36

∑NQK=0.6×0.6×(q3+q4+q7)=0.36×(1.5+4.0+2.94)=3.04

N=1.2×(8.99+0.36)+0.85×1.4×3.04=14.84≤30KN，強度滿足要求。

1.2、立桿穩(wěn)定性驗算

立桿穩(wěn)定性計算公式：N/ΦA+Mw/W≤f

N=14.84KN

f—鋼材抗壓強度設計值，f=205N/mm2

A—鋼管截面面積，Φ48mm*3.5mm鋼管，A=489mm2

Φ—軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細比λ可查得Φ

i—截面回轉半徑，i=15.8mm

L—步距，步距1.2m，取長度附加系數(shù)1.55，L=1.2*1.55=1.86

λ=L/i=117，查表得Φ=0.32

Mw—計算立桿段風荷載產(chǎn)生的彎矩

Mw=0.85×1.4×Wk×La×h2/10

Wk=0.7Uz×Us×Wo

=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927

Uz—風壓高度變化系數(shù)，取1.38；

Us—風荷載腳手架體型系數(shù)，取1.2；

Wo—基本風壓，取0.8；

La—立桿縱距0.6m；

h—立桿步距1.2m；

Mw=0.85×1.4×Wk×La×h2/10=0.85×1.4×0.927×0.6×1.22/10=0.0953KN

W—截面模量，查表得W=5.08×103mm3

則N/ΦA+Mw/W=14.84/（0.32×489）+0.0953/5.08×103=114N/mm2≤f=205N/mm2

計算結果說明支架是安全穩(wěn)定的

1.3、滿堂支架整體抗傾覆驗算

依據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范實施手冊》要求，支架在自重和風荷載作用下時，傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。

K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=y×Ni/∑Mw

采用跨中6m驗算支架抗傾覆能力，支架寬度4.2m，采用0.6m*0.6m*1.2m計算。

支架橫向8排，縱向11排，高度11m（按最大高度計算），頂托共需要8*11=88個

立桿需要8×11×11=968m

縱向橫桿需要8×6×11/1.2=440m

橫向橫桿需要11×4.2×11/1.2=424m

鋼管總重（968+440+424）×3.84=7034.88kg

頂托總重88×7.2=633.6kg

q=7034.88×9.8+633.6×9.8=75.15KN

穩(wěn)定力矩= y×Ni=8×75.15=601.2KN.m

風荷載Wk=0.7Uz×Us×Wo=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2

跨中6m共受力q=0.927×11×6=61.182

傾覆力矩=61.182×5=305.91

K0=穩(wěn)定力矩/傾覆力矩=1.96>1.3

計算結果說明本方案支架滿足抗傾覆要求。

1.4、方木驗算

本方案天橋拱圈底模橫橋向采用10×10cm方木，方木橫橋向跨度按L=60cm計算。

取跨中3米范圍進行計算

1.4.1強度驗算

N=（q1+q2+q3+q4）×3×3.5=（24.96+1+1.5+4）×3×3.5=330.33KN

q=N/24/0.6=22.94KN/m

M=（1/8）ql2=1.032KN.m

W=（bh2）/6=0.000167m3

б=M/W=6.18Mpa

查表得，方木以杉木計算，【б】=11Mpa，б<【б】，強度符合要求。

1.4.2撓度計算

彈性模量E=9*109N/m2，I=0.14/12=833.3*10-8m4

容許撓度【f】=l/400=600/400=1.5mm

fmax=5ql4/384EI=0.52mm<【f】=1.5mm

撓度滿足要求。

1.5、行車道預留門洞計算

為確保在天橋施工過程中不影響路基及其他結構物施工，在天橋支架搭設時預留行車道門洞，門洞寬度為4.2m，高度5m。門洞以28a號工字鋼搭設。

1.5.1、工字鋼鋼梁（28a號工字鋼）剛度及強度驗算

工字鋼間距0.6m，跨度4.2m。根據(jù)布置情況，在支架寬度4.2m范圍內，工字鋼上荷載為：

N=（q1+q2+q3+q4+q7）×3×12=（24.96+1+1.5+4+2.94）×4.2×5.2=751.3KN

q=N/8/4.2=22.36KN/m

臨時結構安全系數(shù)取1.2，計算均布荷載q=1.2×22.36=26.83KN/m

1.5.2、校核正應力強度

Mmax=0.125ql2=0.125×26.83×4.2×4.2=59.16KN·m

查得28a號工字鋼的抗彎截面系數(shù)Wz=508cm3，容許應力【σ】=175Mpa

最大應力計算：

σmax= Mmax /Wz=（37.78×103）÷（508×10-6）=116.5Mpa<【σ】=175Mpa

強度滿足要求

1.5.3、校核剪應力強度

查得鋼材容許剪應力[τ]=100Mpa?? 慣性矩/半截面的靜矩Iz/ Sz,max =24.6×10-2m???? 工鋼腹板厚度b1=d=8.5×10-3 m

梁的最大剪力?? Qmax=ql/2=56.34KN

梁的最大剪應力τmax=Qmax.Sz,max /（Izb1）=56.34÷（24.6×10-2×8.5×10-3）=26.89Mpa<[τ]

滿足剪應力強度條件。

1.5.4、校核剛度

查得彈性模量E=2.06×1011 Mpa， [f/l]=4200/400=10.5mm

慣性矩Iz=7110cm4

梁跨中最大撓度ymax=5ql4/384EI=5×26.83×103×4.24/(384×2.06×1011×7110×10-8=0.0074m=7.4mm<[f/l]

所以剛度滿足要求(荷載已取足夠安全系數(shù)，撓度值滿足要求)。

三、??? 地基承載力計算

單根立桿N=14.84KN

立桿下墊10cm×10cm×5m方木，則經(jīng)過方木傳遞后地基受力：

14.84×8/（0.1×5）=237.44KN/m=0.24Mpa

本橋處于挖方段，其地質情況較好，在施工前，在地基上澆筑10cm厚C20砼。地基處理好后，采用輕型觸探儀器檢測基地承載力，確保支架施工安全。

四、??? 支架搭設注意事項

1、所有選用的支架采用的碗扣件和扣件式鋼管必須滿足《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》的有關技術規(guī)定。

2、搭設支架時，立柱應在縱橫兩個方向上采用不同長度的立柱構件呈梅花形布置，使接頭不集中在同一高度上。

3、當支架搭設至三步（層）后應對支架單元（每跨）分別進行操平，將水平桿全部調平，并對所有立柱底座進行調平頂緊，不得有松動現(xiàn)象，保證上部荷載能傳遞到地基。

4、為確保支架穩(wěn)定，在支架縱、橫方向上增設剪刀撐和斜撐。

5、接點連接應平順、緊密、牢固，立柱垂直控制在0.5%且不大于50mm。

五、??? 支架搭設安全注意事項

1、所有進入施工場地的工人應配備安全帽，施工場地內正常的施工環(huán)境下應每人佩戴安全帶等安全防護用品。

2、進行施工作業(yè)時，必須按照施工方案設立安全爬梯，嚴禁攀爬、起吊等方式進入施工場地。

3、支架搭設前應考慮地基承載力，對不能滿足地基承載力要求的路段，采用硬化場地措施，硬化的混凝土厚度不得低于200mm，后期預壓和施工前，各班組長必須加強地基巡查，若發(fā)現(xiàn)可調底座沉降等過大，易導致安全事故時，應停止作業(yè)、疏散人員并上報項目部工程部、安保部等部門

4、支架搭接完成后，需向監(jiān)理部門報審驗收，驗收合格后放可進行作業(yè)。

5、支架搭接時，應同時設立安全防墜網(wǎng)，防止施工器械或人員墜落等損傷。

六、??? 支架預壓方案

預壓前由駐地辦對天橋支架進行驗收，驗收合格后方可預壓。預壓前對天橋中各結構點和兩端進行高程測量，方便與預壓后數(shù)據(jù)進行對比。天橋支架采用袋裝沙礫石預壓，每袋沙礫石重50KG，預壓時采取施工混凝土重量的120%進行預壓。預壓期間對各結構點數(shù)據(jù)和兩端數(shù)據(jù)進行采集，對于放生沉降的點位應加強數(shù)據(jù)采集頻率。預壓期以采集數(shù)據(jù)點位均未放生沉降后1晝夜為準。對于預壓中產(chǎn)生沉降的點位進行調整后繼續(xù)延長預壓時間。

七、??? 天橋支架拆除方案

天橋支架拆除時必須保證天橋施工已完成。且施工前應對該段線路進行封閉，天橋支架拆除采用先兩邊后中間，先上后下，層層拆除的方式，嚴禁私自隨意拆除。