深圳市宝安区田贝至大水坑道路工程人行天桥满堂支架施工方案

深圳市宝安区田贝至大水坑道路工程第合同段四号人行天桥预应力箱梁满堂支架及模板施工方案 编制单位：中国葛洲坝集团股份有限公司田贝至大水坑道路工程标施工项目部编 制： 复 核： 审 核： 编制时间： 2016 年 12 月四号人行天桥预应力箱梁满堂支架及模板施工方案一、工程概况田贝至大水坑道路工程标龙观路K4+255四号人行天桥主桥全长78.5米，跨度布置为0.25m(悬臂)+27.0m+32.0m+19.0+0.25m(悬臂)，主桥两端均设一部人、自行车混合梯道和一部人行梯道与主桥衔接。主桥上部结构为直腹板预应力混凝土箱梁，梁高1.6m，梁宽5.3米，单箱单室，采用C50混凝土浇筑，梯道宽3.5m，采用钢筋混凝土现浇，人行梯道梁净厚0.45m，人、自行车行混合梯道梁净厚0.55m。二、计算依据四号人行天桥施工图、结构力学、材料力学、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）、路桥施工计算手册等。三、综合说明由于其中模板支撑架高在5.86.9米范围内，按7.0米高计算，为确保施工安全，编制本专项施工方案。设计范围：现浇梁高按1.6m设计，采用18mm厚竹胶板组拼。（具体满堂脚手架及支架搭设布置详见附图四号人行天桥满堂支架平面图、四号人行天桥满堂支架纵断面图及四号人行天桥满堂支架横断面图）四、搭设方案1、基本搭设参数模板支架高H为6.9m，立杆步距h（上下水平杆轴线间的距离）取1.2m，跨中底板、翼缘板立杆纵距la取0.6m，横距lb取0.6m；跨中腹板立杆纵距la取0.6m，横距lb取0.6m；跨端立杆纵距la取0.6m，横距lb取0.6m。立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.2m。模板底部的水平分配梁采用10cm10cm方木，竖向内楞采用10cm10cm方木，间距拟定300mm。2、材料及荷载取值说明本支撑架使用 48 3.5钢管，钢管上严禁打孔；采用的扣件，不得发生破坏。模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重，以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。五、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算荷载首先作用在板底模板上，按照“底模底模方木分配梁可调托座立杆基础”的传力顺序，分别进行强度、刚度和稳定性验算。其中，取与底模方木平行的方向为纵向。1、板底模板的强度和刚度验算1.1、荷载计算，按单位宽度折算为线荷载，相关参数如下。混凝土自重(c)为26KN/m3，强度等级C50，坍落度为153cm，采用汽车泵泵输送入模，浇筑速度为1m/h,用插入式振捣器振捣。模板(竹胶板，厚度18mm)力学性能fw=13.5 N/mm2 (抗弯)，fv=2.1 N/mm2 (抗剪)，fc=10 N/mm2 (抗拉)W= bh2/6 =1000182/6 = 5.4104mm2 (截面最大抵抗矩)/每米宽I= bh3/12 =1000183/12 = 4.86105mm4 (截面惯性矩)E=8000N/mm2 (弹性模量)w=L/400=0.75mm10cm10cm方木截面特征为：I=bh3/12=1004/12 mm4W=bh2/6=1003/6 mm3E=9000 N/mm2；483.5钢管材料力学特性：A=489 mm2 f =205 N/mm2I=12.19104 mm4 WX=5.08103mm2E=2.06105 N/mm2模板按三跨连续梁计算，如图所示： 模板自重标准值：x10.31 =0.3kN/m；新浇混凝土自重标准值：x21.2261 =31.2kN/m；施工人员及设备活荷载标准值：x32.51 =2.5kN/m；振捣混凝土时产生的荷载标准值：x421=2kN/m。以上1、2项为恒载，取分项系数1.2，3、4项为活载，取分项系数1.4，则底模的荷载设计值为：g1 =(x1+x2)1.2=(0.3+31.2)1.2=37.8kN/m；q1 =(x3+x4)1.4=(2.5+2)1.4 =6.3kN/m；对荷载分布进行最不利布置，最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。 跨中最大弯矩计算简图跨中最大弯矩计算公式如下:M1max = 0.08g1lc2+0.1q1lc2 = 0.0837.80.32+0.16.30.32=0.329kNm 支座最大弯矩计算简图支座最大弯矩计算公式如下：M2max= -0.1g1lc2-0.117q1lc2= -0.137.80.32-0.1176.30.32= -0.407kNm；经比较可知，荷载按照图2进行组合，产生的支座弯矩最大。Mmax=0.407kNm；1.2、底模抗弯强度验算取Max(M1max，M2max)进行底模抗弯验算，即 =0.491106 /(5.40104)=9.088N/mm2底模面板的受弯强度计算值 =9.088N/mm2，小于抗弯强度设计值 fm =13.5N/mm2，满足要求。1.3底模抗剪强度计算。荷载对模板产生的剪力为:Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.637.80.3+0.6176.30.3=7.970kN；按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算： =37970/(2100018)=0.664N/mm2；所以，底模的抗剪强度 =0.664N/mm2小于 抗剪强度设计值fv =2.1N/mm2满足要求。1.4、底模挠度验算根据JGJ1302001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此，底模的总的变形按照下面的公式计算： =0.537mm；底模面板的挠度计算值 =0. 537mm，小于挠度设计值v =Min(300/150，10) =2mm，满足要求。2、底模方木的强度和刚度验算按三跨连续梁计算2.1、荷载计算模板自重标准值：x1=0.30.3=0.09kN/m；新浇混凝土自重标准值：x2=1.2260.3=9.36kN/m；施工人员及设备活荷载标准值：x3=2.50.3=0.75kN/m；振捣混凝土时产生的荷载标准值：x4=20.3=0.6kN/m；以上1、2项为恒载，取分项系数1.2， 3、4项为活载，取分项系数1.4，则底模的荷载设计值为：g2 =(x1+x2)1.2=(0.09+9.36)1.2=11.34kN/m；q2 =( x3+x4)1.4=(0.75+0.6)1.4=1.89kN/m； 支座最大弯矩计算简图支座最大弯矩计算公式如下:Mmax= -0.1g2la2-0.117q2la2= -0.111.340.92-0.1171.890.92=-1.098kNm；2.2、方木抗弯强度验算 =1.098106/(1/6106)=7.99N/mm2；底模方木的受弯强度计算值 =7.99N/mm2 小于抗弯强度设计值fm =10.8N/mm2 ，满足要求。2.3、底模方木抗剪强度计算荷载对方木产生的剪力为：Q=0.5g2la+0.617q2la=0.514.1480.9+0.6171.890.9=6.315kN；按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算：=0.947N/mm2；故，底模方木的抗剪强度=0.947N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。2.4、底模方木挠度验算根据JGJ1302001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此，方木的总的变形按照下面的公式计算：=0.521(x1+x2)la4/(100EI)+0.192(x3+x4)la4/(100EI)=0.568 mm；底模方木的挠度计算值=0.500mm 小于挠度设计值v =Min(900/150，10) =6mm，满足要求。3、侧模模板刚度验算3.1、侧压力计算新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力，可按以下二式计算，并取二式中的较小值。Pm=26H Pm=4+0.22rt0 KSKWV1/2 式中：Pm新浇筑混凝土的最大侧压力(KN/m2)；t0-混凝土的初凝时间；KS混凝土坍落度影响修正系数。当坍落度小于30mm时取0.85；5090mm时取1.0；110150mm时取1.15；KW外加剂影响修正系数。不掺外加剂时KW=1；掺加具有缓凝作用的外加剂时KW =1.2；V 混凝土的浇筑速度(m/h)。根据泵送设备浇筑能力推算，取1m/h；H混凝土侧压力计算位置处至新灌筑混凝土顶面的总高度(m)，取箱梁最高浇注高度，1.2m。混凝土侧压力的计算分布:h=Pm/26，h为有效压头高度(m)。由公式得：Pm=26H=261.2=31.2 KN/m2由公式得：Pm=4+0.22rt0 KSKWV1/2 =4+0.222661.151.211/2=51.36KN/m2按取最小值，故最大侧压力为31.2KN/m23.2、模板拉杆的计算选择如下：F=PmA 式中：F模板拉杆承受的拉力(N) Pm混凝土的侧压力为31.2KN/m2； A模板拉杆分担的受荷面积(m2)，其值为A=ab； a模板拉杆的水平间距(m)； b模板拉杆的竖向间距(m)。当拉杆竖向间距为0.5m，按公式计算拉杆水平间距查对拉拉杆采用16mm一级钢筋改制，其抗拉强度为39187NF=PmA=31.2a0.539187Na2000mm,为加大模板刚度取a=900mm。3.3、侧模验算模板验算，计算每米宽,按照三跨连续梁计算抗弯强度验算M=0.1qL2 =0.131.20.32 =0.281KNm =M/W=2.81105/ 5.4104=5.2N/mm2 fw=13.5N/mm2，可行挠度验算W= = 0.67731.23004）/（10080004.86105）=0.44mm Ww=0.75mm，满足刚度验算。若现浇连续箱梁侧模采用木模满足要求。4、立杆稳定性验算4.1、荷载分析计算4.1.1、模板及模板支撑架荷载Q1通过计算模板荷载如下：a、内模（包括支撑架）：取q11=1.6KN/m2；b、底模（包括背带木）、外侧模：取q12=1.8KN/m2；d、脚手架荷载： 按支架搭设高度7.5米计算（含剪刀撑）：q1-3=4.0KN/m2。4.1.2、箱梁混凝土荷载Q2见各单元计算4.1.3、施工荷载Q3施工人员及设备荷载取q3-1=1.0KN/m2。查公路桥涵施工技术规范附录D第3条取值。水平面模板的砼振捣荷载，取q4-1=2.0 KN/m2，查公路桥涵施工技术规范附录D第4条取值。垂直面模板的砼振捣荷载，取q4-2=4.0 KN/m2，查公路桥涵施工技术规范附录D第4条取值。倾倒混凝土时冲击产生的水平荷载q4-33.0kN/m2（采用汽车泵取值3.0kN/m2）4.2、立杆受力计算本支架计算长度(按规范5.6.3.2条)：l0=h+2a=1.2+2*0.3=1.8m本支架长细比=l0/i=180/1.58=113.924，查附录E表知=0.489532。立杆承载力N=*A*f=0.489532 4.89cm220.5KN /cm2=49.0731KN单肢立杆轴向力计算公式N（1.2Q1 +1.4Q3）LxLy+1.4 Q2LxLy式中：Lx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距4.2.1、跨中断面4.2.1.1、腹板计算分别以图中计算翼板、腹板、底板和顶板作为荷载计算单元。钢筋混凝土梁重：q2-1=0.78260.65=31.20KN/m2单肢立杆受力：N1.2(q1-1+q1-2+q1-3+q2-1)+1.4(q3-1 +q4-1q4-3)0.90.65=1.2(1.6+1.8+1.4+31.20)+1.4(1.0+2.0+3.0) 0.90.65=30.19KNLx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.65m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=30.19KNN= 49.0731 KN4.2.1.2、底板计算钢筋混凝土梁重：q2-1=（0.54+0.54）261.8=15.60KN/m2单肢立杆受力：N1.2(q1-1+q1-2+q1-3+q2-1)+1.4(q3-1 +q4-1q4-3)0.90.9=1.2(1.6+1.8+1.4+15.60)+1.4(1+2+3) 0.90.9=26.63KNLx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=26.63KNN= 49.0731 KN4.2.1.3、翼板计算钢筋混凝土梁重：q2-1=0.2775261.1=6.56KN/m2单肢立杆受力：N1.2(q1-1+q1-2+q1-3+q2-1)+1.4(q3-1 +q4-1q4-3)0.90.9=1.2(1.6+1.8+1.4+6.56)+1.4(1+2+3) 0.90.9=17.85KNLx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=17.85KNN= 49.0731 KN4.2.2、桥墩、台顶中横梁断面底板计算钢筋混凝土梁重：q2-1=6.352266.0=27.53KN/m2单肢立杆受力：N1.2(q1-1+q1-2+q1-3+q2-1)+1.4(q3-1 +q4-1q4-3)0.60.9=1.2(1.6+1.8+1.4+27.53)+1.4(1+2+3) 0.60.9=25.49KNLx、Ly 单肢立杆纵向及横向间距，立杆分布纵向0.9m，横向0.6m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，则单根立杆受力：N=25.49KNN= 49.0731 KN经以上计算，立杆均满足受力要求。5、地基受力计算地基处理跨中采用100压实度为95土路基（地基承载力为300kPa），上垫1515方木，根据力的扩散原则，计算原状土层荷载。跨端采用承台上垫25工字钢置放在C30承台上作为支架基础。地基承载力计算公式f=N/Ag，f地基受力，N单肢立杆竖向轴力，Ag支撑单肢立杆的原土层面积(按方木与地的接触面积计算)，计算土层受力面积考虑立杆纵横向步距。各部位地基受力如下表：箱梁部位荷载N（KN）受力面积Ag（)地基受力f (Kpa)跨中腹板30.190.150.90223.63跨中底板26.630.150.90197.26跨中翼缘板17.850.150.90132.22梁端底板25.490.1252.003058.805.1、地基处理跨中部位立杆底托边长为15cm15cm，路基压实处理后承载力300kpa，上部满堂脚手架基础跨中区域采用150150mm方木条形基础，方木顺纹抗压强度为10MPa。跨端区域满堂脚手架基础采用25工字钢，工字钢抗压强度为235Mpa，承台基础抗压强度为30Mpa。5.2、验算荷载组合5.2.1、取单根立杆分析：根据以上计算可知，单根立杆跨端区域最大荷载N1=25.49KN，底托面积S=0.150.15=0.025m2立杆底部I25工字钢承受荷载为：N/S=25.49/0.025=1.02MPa235Mpa，工字钢承载力满足要求；应力按每根工字钢与C30承台接触底面积0.1252.0m考虑，C30承台上的承载力为：25.4930/（0.1252.0）=3.059MPa 30MPa，C30承台基础承载力满足要求；5.2.2、取单根立杆分析：根据以上计算可知，跨中区域立杆最大荷载N2=30.19KN，底托面积S=0.150.15=0.025m2立杆底部方木承受荷载为：N/S=30.19/0.025=1.21MPa10Mpa，方木承载力满足要求；应力按每根立杆底部方木底面积0.150.9m考虑，100cm回填层上的承载力为：30.19/（0.150.9）=223.63KPa300kpa，回填层基础承载力满足要求。局部地基承载力若达不到要求采用贝雷架梁板作为支架加强基础。5.3、地基处理完成后，按照现场情况在搭设支架周围设置排水沟，以便冲洗模板、养生水、雨水等能从排水沟及时排水。6、支架立杆稳定性验算扣件式满堂支架是组装构件，单根扣件支架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脚手架钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm，A489mm2,A3钢，I12.19104mm4，回转半径i=1.58cm，查钢管脚手架安全技术规范表5.1.7：钢管截面特性取值。梁端底板按横杆步距：h=120cm计算。梁端底板钢管长细比L/i=120/1.58=75.9=250取76；轴心受压杆件，查钢管脚手架安全技术规范附录E：Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数0.744，=205MPa梁端底板处：N=0.744489205=74582.28N=74.6KN支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于跨中腹板处，其N30.19KN（见前立杆受力验算）由上可知：跨中腹板处：30.19KNNN=74.6KN六、支架的预压安装模板前，要对支架进行压预。支架预压的目的：1、检查支架的安全性，确保施工安全。2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。 预压荷载为箱梁单位面积最大重量的1.2倍。本方案采用砂袋(或钢材)预压法进行预压，预压重量模似梁体分段分部位布置砂袋(或钢材)预压。为了解支架沉降情况，在加砂袋(或钢材)预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥向每5米布置一排，每排4个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载120%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可用卸砂袋(或钢材)，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸砂袋(或钢材)。卸砂袋(或钢材)完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸砂袋(或钢材)后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。七、钢管脚手架施工方案7.1、测量放样平面测量：首先在硬化地面测设出桥梁各跨的纵轴线和桥墩横轴线，放出设计箱梁中心线。按支架平面布置图及梁底标高测设支架高度，搭设支架，采用测设四角点标高，拉线法调节支架顶托。桥跨堆载预压前，在桥跨底板上布置沉降观测点，按每箱室测设三个横断面；沉降观测点于底板同断面按每2.0m间距布置。在堆载预压前测设断面底模标高和支架底部标高，等载预压的第一天进行两次观测，以后每天观测一次，直至日沉降小于2mm为止，测定地基沉降和支架、模板变形，同时确定地基卸载后的回弹量。根据数据调整底模标高及支架高度。连续梁的线形以梁底标高为控制标准。7.2、搭设顺序及搭设方法7.2.1、在混凝土脚手架地基上弹线，按设计的构架尺寸定出脚手架立杆位置，并在需设立杆的垫层面铺枕木及5厘米厚通长木垫板，宜顺架体纵向铺设。7.2.2、本工程架体搭设在主体墩身施工后进行，从桥墩（台）一端开始搭设。立好立杆后，及时设置扫地杆和第一步大小横杆，扫地杆距地面20厘米，脚手架未交圈前应随搭设随设置抛撑作临时固定。7.2.3、架体与主体结构拉结牢靠后，随着架体升高，剪刀撑应同步设置。7.2.4、安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。7.3、技术要求7.3.1、立杆升高采用对接扣件连接，相邻立杆接头应错开布置在不同的步距内，与相邻大横杆的距离不宜大于步距的三分之一；7.3.2、在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜杆等用的直角扣件、旋转扣件中心点的相互距离不宜大于15厘米；7.3.3、对接扣件的开口应朝上或朝内；7.3.4、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm；7.3.5、立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏；7.3.6、立杆的垂直偏差应不大于架高的1/300；7.3.7、上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相连立杆的距离不大于纵距的三分之一；7.3.8、大横杆布置在立杆的里侧，同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度1/250且不大于50mm。7.3.9、安全网应满挂在外排杆件内侧大横杆下方，用26铁丝把网眼与杆件绑牢。7.3.10、扣件安装应符合下列规定：7.3.10.1、扣件规格必须与钢管外径相同；7.3.10.2、螺栓拧紧力矩不应小于50KN.M。7.3.11、主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。7.4、脚手架使用规定7.4.1、严禁上架人员在架面上奔跑、退行；7.4.2、严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息；7.4.3、严禁攀援脚手架上下，发现异常情况时，架上人员应立即撤离；7.4.4、脚手架上垃圾应及时清除，以减轻自重。7.4.5、脚手架使用中应定期检查下列项目：7.4.5.1、扣件螺栓是否松动；7.4.5.2、立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合要求；7.4.5.3、安全防护措施是否符合要求；7.4.5.4、是否超载。7.5、拆除规定7.5.1、拆除顺序：护栏脚手板剪刀撑小横杆大横杆立杆件；7.5.2、拆除前应先拆除脚手架上杂物及地面障碍物；7.5.3、拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；7.5.4、拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠；7.5.5、拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。7.6、脚手架安全措施7.6.1、禁止任意改变构架结构及其尺寸；7.6.2、禁止架体倾斜或连接点松驰；7.6.3、禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业；7.6.4、搭拆作业中应采取安全防护措施，设置防护和使用防护用品；7.6.5、禁止随意增加上架的人员和材料，引起超载；7.6.6、禁止在架面上任意采取加高措施，增加荷载或加高部分无可靠固定，防护设施也未相应加高；7.6.7、不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备；7.6.8、不得在架上搬运重物；7.6.9、不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工；7.6.10、脚手架长期搁置以后未作检查的情况下不得重新使用；7.6.11、在脚手架上进行电气焊作业时，必须有防火措施和专人看守；7.6.12、搭拆