友谊河中桥满堂支架施工方案10-29.doc

汨罗市南沿江大道西沿线桥梁段满堂支架（k39+630.58k39+683.42）施工方案 建设单位： 监理单位： 设计单位： 施工单位： 二零一三年九月十日目 录一、工程概况2二、编制依据2三、满堂支架设计方案2 1、支架地基处理 22、材料选用和质量要求 33、支架安装 34、荷载分析 45、结构验算 51）、底模板验算62）、横向木枋验算63）、纵向木枋验算74）、碗扣立杆受力计算75）、支架立杆稳定性验算86）、地基承载力验算96、脚手架的拆除107、脚手架的安全防范措施10四、支架预压 11友谊河中桥满堂支架施工方案一、工程概况本桥为1孔跨径28m钢筋混凝土无铰拱梁桥，桥梁全长45.88 m，宽 38m。拱轴线圆弧线，主拱计算跨度为28m，计算矢高为4m，矢跨比为 1/7。半幅桥梁由两片拱圈组成，横向通过桥面板连接。主拱圈、桥面板为实体结构，主拱圈为正交拱，桥面主梁为斜交梁，拱腿断面尺寸为480cm60cm，桥成板宽1898cm、高65cm、翼缘悬臂长240cm。二、编制依据1.汨罗市南沿江大道西沿线桥梁段（k39+630.58k39+683.42）施工图2.公路桥涵施工技术规范jtg/t f50-20113.建筑施工碗扣件式钢管脚手架安全技术规范jgj166-20084.钢结构设计规范（gb50017-2003）三、满堂支架设计方案1、支架地基处理根据本桥实际施工地质柱状图，地表覆盖层（-9.8-12.25m）主要以粉质粘土为主，-12.25以下为沙砾层，地基承载力较好。-9.8m处标高即为水面标高，水面以下至-12.25m处粉质粘土呈三角形布置，即沙砾层最深的粉质粘土为2.45m,最浅处粉质粘土为0.5。为了保证地基承载力不小于14.472t/（见荷载计算结果），需对基础进行处理以便支模，处理程序如下：a、围堰导流。去除淤泥，分部围堰排水，中间预留2.0m宽导流渠。（见附图）；b、地基表皮层进行土层换填，换填如下：开挖至砂砾层后，底层填中砂找平至-10.6m处，经过三次浇水、分层碾压（平板震动器）夯实,地基面应平整；c、夯实后浇铸25cm厚c25砼（不拆除作永久性河床），并进行承载力检测。整平地基时应注意做好排水设施系统，集中排水。钢管支架和模板铺设好后，按120设计荷载进行预压，避免不均匀沉降。2、材料选用和质量要求 钢管规格为483.5mm，且有产品合格证。钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。 扣件应按现行国家标准钢管支架扣件(gb15831)的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准钢管支架扣件(gb15831)的规定抽样检测。旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。钢管截面特性如下： 3、支架安装 本支架采用普通钢管满堂支架，纵横向间距均为60 cm，步距均为100 cm，在每根立柱上均设一个顶升早拆头;在立柱下边设10cm10cm 底托，在早拆头上安放 1520cm 的木枋，在木方上铺18mm 厚的腹模板作为拱的底模板，其侧模为定形腹模板。 支架底模铺设后，测放顶板底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。底模标高设=计梁底支架的变形+(前期施工误差的调整 ，来控制底模立模。量) 另外，纵横均设置剪刀撑，剪刀撑纵横间距 2.4m。考虑到高空作业危险性，支架在支设时两侧各留出 50cm 的工作平台，外侧采用防护网进行防护。本桥拱轴线处拱顶至硬化后地面最大高度为8m。根据钢管支架设计图，支架顶部直观布置图如下图所示：为了确保拱肋线形的平顺必须对原设计图的间距进行加密，每两根横枋中加密一根木枋（即横向木枋间距30cm），按圆曲线分配截面标高。4、荷载分析 上部结构自重(主拱圈及主梁等混凝1037m3,新浇混凝土容重取=26kn/m3) 为（103726）/（2838）=25.34kn/m2，计算以最不利支撑点脚手架为依据，最不利支撑点上部结构混凝土厚1.8m，n1=1.8*26=46.8kn/m2。竹胶板底模荷载 (板厚=1.8cm 容重=17kn/m3)n2=0.01817=0.55 kn/m21010方木荷载(1010cm30cm 容重=8kn/m3 由横向木枋间距30cm，得单位面积内的计算长度为1/0.3=3.3m/m2)n3=3.30.10.18 =0.26kn/m21015方木荷载(10*15cm容重=8kn/m3 由纵向木枋间距60cm，得单位面积内的计算长度为1/0.6=1.7m/m2)n4=1.70.100.158=0.21kn/m2钢管支架体系自重，8m的支架高度计算钢管自重荷载(含配件、剪刀撑及水平拉杆等)，483.5钢管单位重为3483.5钢管单位重3.84kg/m，加配件乘以系数2.0,则立杆自重平均分配到底层的荷载为: g=8m3.84kg/m系数29.8n/1000=0.6kn/根。根据支架设计图，拱底平均每平方米布置钢管计算如下：横向排数 38/0.6+1=64排，纵排数,28/0.6+1=48排，底面积=3828=1064m2，每平方米根数=6448/1064=2.89根则支架体系自重为：n5=0.6 kn/根2.89根=1.734kn/m2施工机具及人员荷载 n6=2.5kn/m2 倾倒混凝土产生的荷载 (泵送) n7=4.0kn/m2振捣砼产生的荷载 n8=2.0kn/m2分项系数的取值：模板、支架、脚手架等i=1.2；新浇混凝土i=1.2；振捣、倾倒混凝土产生的竖向荷载i=1.4；施工机具及人员i=1.45、结构验算1）、底模板验算底模钉在横向木枋(30cm)上，直接承受上部施工荷载,截取1m宽的竹胶板简化为跨径为30cm的三等跨连续梁来验算。q=（n1+ n2）1.2+（n6+ n7+ n8）1.4=（46.8+0.55）1.2+（2.5+4+2）1.4=68.72kn/m68.72计算简图如下：图一、1m宽*0.018m厚竹胶板截面特性 截面惯性矩i=1001.83/12=48.6cm4=0.48610-6m4 截面抵抗矩w=1001.82/6=54cm3=5.410-5m3 sx=1001.82/8=40.5cm3=4.0510-5m3w=12mpa=1.9mpae=9103mpa=0.9103kn/cm2、截面验算a、弯曲强度验算mmax=0.1ql2=0.168.720.232=0.364kn.mw=mmax/w=0.364/(5.410-5)/1000=6.7mpaw=12mpa 满足要求b、剪切强度验算qmax=1.1ql=1.168.720.23=17.39knmax=qmax*sx/(ib)=17.394.0510-5/(0.48610-61.0103)=1.45mpa=1.9mpa 满足要求c、挠度验算fmax=0.689104ql4/(ei)=0.68910468.720.234/(0.910348.6)=0.03cmf=l/400=22/400=0.06cm 满足要求2）、横向木枋验算横向木枋采用10*10cm松木单层布设，直接承受底模传递下来的荷载，采用跨径为0.6m的三等跨连续梁来计算（支点中心间距60cm，顺桥方向中心间距为30cm），则横向木枋的分布荷载为: q=（n1+ n2）1.2+（n6+ n7+ n8）1.4）（0.60.3）/0.6=（46.8+0.55）1.2+（2.5+4+2）1.4）0.3=20.62kn/m计算简图如下：图二、10*10cm松木枋截面特性i=833.33cm4=8.33*10-6m4w=166.67cm3=1.67*10-4m3sx=125cm3=1.25*10-4m3w=12mpa=1.9mpae=9*103mpa=0.9*103kn/cm2、截面验算a、弯曲强度验算mmax=0.1ql2=0.120.620.502=0.52kn.mw =mmax/w=0.52/(1.6710-4)/1000=3.11mpaw=12mpa 满足要求 b、剪切强度验算qmax=1.1ql=1.120.620.50=11.34knmax=qmax*sx/(ib)=11.341.2510-4/(8.3310-60.1103)=1.70mpa=1.9mpa 满足要求c、挠度验算fmax=0.689104ql4/(ei)=0.68910420.620.504/(0.9103833.33)=0.011cmf=l/400=48/400=0.12cm 满足要求3）、纵向木枋验算纵向木枋采用1015cm松木枋单层布置，直接承受横向木枋传递下来的荷载。纵向木枋按跨径为0.6m的三等跨连续梁来计算。纵向木枋支点中心间距为60cm，横向木枋间距0.3cm，直接承受横向木枋传递下来的集中荷载f，根据腹板处横向木枋三等跨连续梁计算的最大支点剪力qmax(1.1ql=1.120.620.60=13.61kn)来验算纵向木枋，计算简图如下：图三 10*15cm松木枋截面特性i=2812.5cm4=28.1310-6m4c w=375cm3=3.7510-4m3 sx=281.25cm3=2.8110-4m3w=12mpa=1.9mpae=9103mpa=0.9103kn/cm2、截面验算a、弯曲强度验算mmax=0.1ql2=0.120.630.50.5=0.34kn.mw =mmax/w=0.34/(3.7510-4)/1000=0.91mpaw=12mpa 满足要求 b、剪切强度验算qmax=1.1ql =1.113.610.5=7.49knmax=qmaxsx/(ib)=7.492.8110-4/(28.1310-60.1103)=0.75mpa=1.9mpa 满足要求c、挠度验算fmax=1.3104q2l24/(ei)=1.310413.610.54/(0.91032812.5)=0.0436cmf=l/400=0.25cm 满足要求4）、碗扣立杆受力计算：模板支架立杆的轴向力设计值立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距(即立杆步距)1.0m，则n =（n1+ n2+ n3+ n4+ n5）1.2+（n6+ n7+ n8）1.4）0.60.6=（46.8+0.55+0.26+0.21+1.734）1.2+（2.5+4+2）1.4）0.60.6 =25.69kn单根立杆受力：n=25.69knn=30 kn 立杆满足受力要求5）、支架立杆稳定性验算碗扣式满堂支架是组装构件，单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，因此以轴心受压的单根立杆进行验算：公式：nn= a碗扣件采用外径48mm，壁厚3.5mm，a489mm2，a3钢，i10.78*104mm4则，回转半径i=(i/a)1/2=1.58cm，查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范表b2：钢管截面特性取值。跨中底板按横杆步距：h=100cm计算。跨中底板钢管长细比l/i=100/1.58=63.3，取64=250；轴心受压杆件，查建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范附录c：q235a钢管轴心受压构件的稳定系数0.744，=205mpa钢管所受的垂直荷载n=25.69kn。根据建筑施工碗口式钢管脚手架安全技术规范，支架搭设高度大于8m要考虑到风荷载对立杆的影响。所以：mw计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；mw=0.851.4wklah2/10wk=0.7uzusw0uz风压高度变化系数，参考建筑结构荷载规范表7.2.1得uz=1.14us风荷载脚手架体型系数，查建筑结构荷载规范表7.3.1第36项得：us=0.9w0基本风压，查建筑结构荷载规范附表d.4 w0=0.3kn/m2故：wk=0.7uzusw0=0.71.140.90.3=0.22knla立杆纵距0.6m；h立杆步距1.0m，故：mw=0.851.4wklah2/10=0.851.40.220.61.02/10=0.045knw 截面模量查表建筑施工扣件式脚手架安全技术规范附表b得：w=5.08103mm3则，n/a+mw/w25.69103/(0.744489)+0.05106/(5.08103)80.45kn/mm2205kn/mm2计算结果说明支架是安全稳定的。6）、地基承载力验算如前所述，我们将对地基表皮层进行土层换填，换填如下：开挖至砂砾层后，底层填中砂找平至-10.6m处，然后在其上浇筑25cm厚c25砼（不拆除作永久性河床）。支架搭设在20cm15cm方木上，方木铺在的c25混凝土基础上。根据支架立杆受力计算得知，每根立杆支架总承重为n=25.69kn。a=（0.15+20.1tg450）（0.15+20.1tg450）=0.1225m2 =f/a=25.69/0.1225=210kpa故地基承载力经处理后能满足要求。6、脚手架的拆除（1）拆除前应报审批准，进行必要的安全技术交底后方可开始工作。拆除时，周围设围栏或警戒标识，划出工作禁区禁止非拆卸人员进入，并设专人看管。（2）拆除顺序应从上而下，一步一清，不允许上下同时作业，本着先搭后拆，按层次由上而下进行，脚手架逐层拆除。 （3）拆下来的架料、扣件要分类堆放，进行保养，检修。7、脚手架的安全防范措施（1）作业中，禁止随意拆除脚手架的构架杆件、整体性构建、连接紧固件。却因操作要求需要临时拆除时，必须经主管人员同意，采取相应弥补措施，并在作业完毕后及时予以恢复。（2）人在架设作业时，应注意自我安全保护和他人的安全，避免发生碰撞、闪失和落物，严禁在架杆上等不安全处休息。（3）每班工人上架工作时，应现行检查有无影响安全作业的问题，在排除和能解决后方可开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时，应立即停止作业进行检查，直到安全后方可正常作业。四、支架预压预压的目的：消除地基沉降影响，消除支架的非弹性变形，检验支架的刚度、稳定性、安全性是否满足施工要求，测出弹性数据，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为支架施工预拱值设置的资料。预压方案：在待堆载跨的模板上测设三个断面的沉降观测点，于跨径的 1/4、1/2、3/4 处的底板布设;同断面于底板上按每 2.0m 间距布设。在堆载预压前测设断面底模标高和支架底部标高。预压施工支架预压重量取拱圈钢筋砼结构自重的 120%，全部预压材料共分三级加载完成。 用编织袋装砂作预压材料，砂袋的堆积高度按拱体自重分布曲线变化取值，从而使预压荷载的分布与拱体荷载的分布相吻合。第一级加压为 40%总重量，停 4-6 小时，观测两次。第二级加压为 40%总重量，停 4-6 小时，观测两次。第三级加压为 40%总重量，静压不小于 60 小时，每天观测两次。加载过程中，观测支