拱桥满堂支架专项方案

中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 1 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 拱桥满堂支架 拱桥满堂支架 专专 项项 方方 案案 编制 审核 审批 中铁二十四局集团浙江工程有限公司 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标项目部 2010 年 7 月 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 2 目目 录录 一 工程概况 3 二 施工方法简介 4 三 施工工艺 4 1 满堂支架搭设工艺 4 2 满堂支架拆除工艺 4 四 满堂支架搭设安全措施 4 1 材质及其使用安全措施 4 2 安全技术措施 5 3 施工作业安全技术措施 5 4 拆除的安全措施 5 五 应注意的问题 6 六 新宫 1 桥脚手架稳定性及预压荷载计算 6 1 荷载计算 6 2 竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 7 3 脚手架竖向钢管稳定性验算 8 4 预压荷载 8 七 新宫 4 桥脚手架稳定性及预压荷载计算 9 1 荷载计算 9 2 竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 10 3 脚手架竖向钢管稳定性验算 11 4 预压荷载 11 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 3 拱桥满堂支架施工专项方案拱桥满堂支架施工专项方案 一 工程概况一 工程概况 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标工程位于杭城南部 西起河坊街 东至中东河沟通段 K0 090 主要实施内容包括河坊街地道 新宫 1 2 3 4 桥 水系河道沟通及两侧道路 排水管线 新宫桥拆除等内容 主要为解决中 东河河道沟通 中河路东西两侧行人过街和服务车行过河问题 本标段共有两座拱桥 分别为 1 新宫 1 桥 位于河坊街桩号 0 040 中河中路与河坊街相交处 本桥为单跨实腹式等 截面钢筋混凝土圆弧型拱 计算跨径 L 8 1m 砼拱圈宽 B 11 35m 设计荷载 人群 4 0KN 上部结构采用钢筋混凝土无铰板拱 砼拱圈采用 C30 砼 厚度 30cm 钢筋 混凝土底砌筑 15cm 厚高湖石拱圈 拱上填料采用 C20 毛石砼 毛石含量不大于 30 下部结构结合桥位处河坊街地道围护桩和河道围护桩一起施工 承台采用 C30 砼 施工前先采用结构胶在河道围护桩内植入 20 钢筋 植入长度不小于 30cm 2 新宫 4 桥 位于中河河道桩号 K4 296 5 处 为单跨实腹式等截面钢筋混凝土圆弧形拱 拱圈跨径 10 0m 矢高 1 5m 矢跨比 1 6 7 上部结构采用 C30 钢筋混凝土无铰板拱 砼拱圈厚度为 30cm 拱圈底 侧 面采用 5cm 厚高湖石贴面 下部结构采用 C25 水下砼钻孔灌注桩基础 桩径 1000mm 桩底标高 12 0m 承台 台身采用 C30 砼 采用 800mm 钻孔灌注桩作为基坑围护 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 4 二 施工方法简介二 施工方法简介 1 新宫 1 桥基础采用 8 道 40 60cm 桥底支撑作为撑梁 撑梁里顶部预埋 I36c 型工字钢 劲性不变 长度 7 米 工字钢上按照安装满堂支架脚手钢管立 杆所对应的位置铺设 20b 型槽钢 采用扣件式满堂支架现浇施工工艺进行施工 底模采用竹胶板 支撑采用 48 3 5mm 脚手管做排架 2 新宫 4 桥基础用挖机将场地平整 并回填合格的砂类土或石料进行整 平压实 地基整平压实后 铺设 15cm 厚碎石 采用人工铺平 用蛙式夯土机进 行夯压 在石子层上浇筑 20cm 厚 C20 砼 采用扣件式满堂支架现浇施工工艺进 行施工 底模采用竹胶板 支撑采用 48 3 5mm 脚手管做排架 三 施工工艺三 施工工艺 1 满堂支架搭设工艺 场地平整 夯实 定位设置通常立杆垫板 排放纵向扫地杆 竖立 杆 将纵向扫地杆和立杆扣接 安装横向扫地杆 安装纵向水平杆 安装横向水平杆 安装剪刀撑 扎安全网 作业层铺脚手架板 施工时 双排架宜先立内排立杆 后玄外排立杆 每排立杆先立两头 再 立中间的 应互相看齐后立中间部分立杆 立杆接长时 宜先立外排 后立内 排 2 满堂支架拆除工艺 拆除程序应遵守由上而下 先搭后拆的原则 拆除顺序 安全网 脚手 板 剪刀撑 横向水平杆 纵向水平杆 立杆 不准分立面拆架或在上 下两步同时拆架 做到一步一清 一杆一清 拆 立杆时 要先抱住立杆再拆最后两个扣件 拆除纵向水平杆 斜撑水平撑时 应先拆中间扣件 然后托住中间 再拆端头扣件 四 满堂支架搭设安全措施四 满堂支架搭设安全措施 1 材质及其使用安全措施 扣件的紧固程度不小于 40N M 且不应大于 65N M 对接扣件的抗拉承载力 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 5 为 3KN 扣件上螺栓应保持适当的拧紧程度 对接扣件安装时其开口应向内 以防进雨水 直角扣件安装时开口不得向 下 以保证安全 钢管有严重锈蚀 压扁或裂纹的使用 禁止使用有脆裂 变形 滑丝等现 象的扣件 2 安全技术措施 脚手架的基础必须经过夯实处理满足承载力要求 做到不积水 不沉陷 搭设过程中应划出工作标志区 禁止行人进入 统一指挥 上下呼应 动 作协调 严禁在无人指挥下作业 当解开与另一人有关的扣件时必须通知对方 并得到允许 以防坠落伤人 脚手架必须配合施工进度搭设 在搭设过程中 应由安全员 架子班班长进行检查 验收 每两步验收一 次 3 施工作业安全技术措施 结构施工阶段外脚手架每搭一层完毕后 经项目部安全员验收合格后方可 使用 任何班组和 拆架时应划分作业区 周围设绳绑围栏或竖立警戒标志 地面应设专人指 挥 禁止非作业人员进入 拆除时要统一指挥 上下呼应 动作协调 需解开与另一人有关的扣件时 应下通知对方采取防范措施 以防坠落 在拆架时 不得中途换人 如必须换人时 应将拆除个人 未经同意不得 拆除脚手架部件 严格控制施工荷载 脚手板不得集中堆料 施工荷载不得大于 2KN M2 确 保较大安全储备 定期检查脚手架 发现问题和隐患 在施工作业前及时维修加固稳定 确 保施工安全 4 拆除的安全措施 拆架前 全面检查待拆脚手架 根据检查结果 拟订出作业计划 报请批 准 进行技术交底后才准备工作 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 6 架体拆除前 必须查看施工现场环境 包括架空线路 外脚手架 地面的 设施等各类障碍物 低锚 缆风绳 附件 电气装备情况 凡能提前拆除的尽 量拆除掉 情况交代清楚后方可离开 五 应注意的问题五 应注意的问题 1 基础采用碎石土回填并夯实 若在软土层上 应进行挖除并浇筑砼基础墩 2 每根立杆底部应设置垫板 相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内 3 扣件的拧紧力不应小于 40N M 且不大于 65N M 4 脚手架使用时间较长 应及时进行检查 发现基础下沉 杆件变形等问题要 及时解决 5 剪刀撑在外例立面整个高度和长度连续设置 接长采用搭接 长度不应小于 1m 应等间距设置 3 个旋转扣件固定 六 新宫六 新宫 1 桥脚手架稳定性及预压荷载计算桥脚手架稳定性及预压荷载计算 1 荷载计算 自重 G 计算 施工满堂支架布置图 12b 槽钢 1 5cm厚竹胶板 拱顶水平杆 15cm厚高湖石 30cm厚拱圈 拱形弯杆 立面剪撑 23 55120120 30100120 10 701515 支架正面 支架侧面 I36C型工字钢 40 60 纵向剪撑 纵向剪撑 立面剪撑 立面剪撑 立面剪撑 立面剪撑 立面剪撑 预埋钢板 40 60cm撑梁 I36C型工字钢 12b槽钢 70 180 预埋槽钢 承台 40 60cm撑梁 8道 纵向剪撑 从上图可知 脚手架搭设高度为 3 57 米 纵向钢管每列布置为 11 根 脚手架横向布置为 0 55 米 档 横向钢管全长 12 1 米 钢管单位重为 4 338 kg m 扣件及斜撑钢管的附加力考虑 20 则 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 7 脚手架每根纵向钢管自重 g1 3 57m 4 338kg m 9 8N kg 1 2 182 N 脚手架横向钢管传递给每根纵向钢管自重 g2 3 57m 1 2 3 4 338 12 1 1 2 1 2 9 8 45 N 注 公式中的两个 1 2 系数分别表示扣件及斜撑的附加力和纵向钢管受力 的不均匀系数 脚手架钢管底部截面所承受的自重压力 G g1 g2 182 45 227 N 荷载 P 计算 结构自重 拱圈砼 51 2m3 砼容重按 2300kg m3 合 kg 钢筋用量 10780kg 合计 kg 作用到每根钢管上的力 P1 5303N 施工荷载 施工荷载包括作业时的人群荷载 模板重量 浇注砼时的 振动及冲击力 人群荷载根据实际情况取 6 人 每个人按 70kg 计算 模板采 用组合木模 共 1t 冲击荷载按 200N M2 取值 作用到每根钢管上的力 P2 154N 荷载组合 竖向荷载考虑模板吊装时晃动 以及砼在浇注过程中不可 避免的非对称等因素 故荷载组合考虑冲击系数为 1 2 作用到每根钢管上的 施工总荷载为 N1 5303 154 1 2 6548N 2 竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 竖向钢管底部截面承受最大压力 N1 P1 P2 1 2 5303 154 6548N 1 K 单根钢管截面面积 A D2 d2 3 142 4 553 mm2 钢管截面轴向容许应力为 140 Mpa 140 N mm2 本脚手架钢管截面所承受的最大承压应力验算 N A 6548N 553 mm2 11 84 Mpa 钢管轴向应力折减系数 计算 考虑两端铰支取长度系数 1 惯性距计算 I 3 142 D4 d4 32 mm4 i I A 553 22 089 mm 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 8 L i 1 1500 22 089 68 查表求得 0 772 0 772 0 713 68 60 70 60 0 725 0 725 140 101 5 Mpa 因为 A3钢管轴向容许应力 101 5 Mpa 11 84 Mpa 所以脚手架 钢管截面所承受的最大承压应力满足施工要求 3 脚手架竖向钢管稳定性验算 惯性距计算 I 3 142 D4 d4 32 mm4 已知条件 截面钢管面积 A 553 mm2 所承受最大应力 11 84 Mpa 纵 向钢管最大间距为 0 7 米 考虑两端铰支取长度系数 1 长度 L 1265mm 稳定性计算 脚手架单根钢管所承受的临界力 Pcr 3 1422EI L 2 3 1422 2 105 1 1265 2 KN 通过计算脚手架单根钢管施工过程中所承受的实际荷载为 3310N Pcr N 所以脚手架按此布置满足施工过程中应力及稳定性的要求 4 预压荷载 预压荷载由标准砂袋 重50kg 个 和钢筋等材料来实现 根据支架荷 重不同 预压荷载采取等效布置方式 布置程序为 先顺支架方向布设砂袋 然后以钢筋补足所需荷载 预压荷载计算 拱片浇注过程中荷载计算 C30砼 51 2m3 G 51 2 2300 KG 钢筋 10780KG 组合木模 此处按1000 KG计算 人群荷载 按正常6人计算 6 70 420 KG 荷载计算底板加载 本桥自重 P 1 2 10780 1000 420 KG 则砂袋数量 为 2900 袋 共重 kg 级钢筋 320kg 预压步骤 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 9 预压前对检测点进行标高测量 由试验人员用经鉴定的DS3水准仪对 观测点进行测量 按计算预压荷载进行加载 加载完成后即进行观测 以后每隔2 小时 观测一次 记录好观测结果 直到同一点连续3 次观测值变化均在5mm 范围内 即认为各种变形均已稳定 在此稳定荷载下持荷24 小时 并每隔4 小时观测一 次 卸载 并再次观测各点变化值 预压实验完成后 需对支架的弹性压缩 非弹性变形 基底非弹性沉 陷 预拱度数据进行整理分析以指导工程施工 七 新宫七 新宫 4 桥脚手架稳定性及预压荷载计算桥脚手架稳定性及预压荷载计算 1 荷载计算 自重 G 计算 施工满堂支架布置图 支架正面 20cm厚C20砼 15cm厚碎石垫层 50cm塘渣 1 5cm厚竹胶板 拱顶水平杆 5cm厚高湖石 30cm厚拱圈 16 601515 6 0 拱形弯杆 5 0 立面剪撑 120 拱顶水平杆 拱形弯杆 20cm厚C20砼 15cm厚碎石垫层 50cm塘渣 纵向剪撑 150 纵向剪撑 纵向剪撑 纵向剪撑 纵向剪撑 纵向剪撑 立面剪撑 立面剪撑 立面剪撑 立面剪撑 立面剪撑 支架侧面 9 55 120 扫地撑 30 从上图可知 脚手架搭设高度为 5 1 米 纵向钢管每列布置为 17 根 脚手架横向布置为 0 55 米 档 横向钢管全长 5 3 米 钢管单位重为 4 338 kg m 扣件及斜撑钢管的附加力考虑 20 则 脚手架每根纵向钢管自重 g1 5 1m 4 338kg m 9 8N kg 1 2 260 N 脚手架横向钢管传递给每根纵向钢管自重 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 10 g2 5 1m 1 2 5 3 4 338 5 3 1 2 1 2 9 8 260 N 注 公式中的两个 1 2 系数分别表示扣件及斜撑的附加力和纵向钢管受力的 不均匀系数 脚手架钢管底部截面所承受的自重压力 G g1 g2 260 260 520 N 荷载 P 计算 结构自重 拱圈砼 15 5m3 砼容重按 2300kg m3 合 40300kg 钢筋用 量 2870kg 合计 43170kg 作用到每根钢管上的力 P1 2488N 施工荷载 施工荷载包括作业时的人群荷载 模板重量 浇注砼时的 振动及冲击力 人群荷载根据实际情况取 6 人 每个人按 70kg 计算 模板采 用组合木模 共 0 5t 冲击荷载按 200N M2 取值 作用到每根钢管上的力 P2 270N 荷载组合 竖向荷载考虑模板吊装时晃动 以及砼在浇注过程中不可 避免的非对称等因素 故荷载组合考虑冲击系数为 1 2 作用到每根钢管上的施 工总荷载为 N1 2488 270 1 2 3310 N 2 竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算 竖向钢管底部截面承受最大压力 N1 P1 P2 1 2 2488 270 3310N 1 K 单根钢管截面面积 A D2 d2 3 142 4 553 mm2 钢管截面轴向容许应力为 140 Mpa 140 N mm2 本脚手架钢管截面所承受的最大承压应力验算 N A 3310 N 553 mm2 5 99 Mpa 钢管轴向应力折减系数 计算 考虑两端铰支取长度系数 1 惯性距计算 I 3 142 D4 d4 32 mm4 i I A 553 22 089 mm L i 1 1500 22 089 68 中河北段综合整治与保护开发工程 02 标 施工专项方案 11 查表求得 0 772 0 772 0 713 68 60 70 60 0 725 0 725 140 101 5 Mpa 因为 A3钢管轴向容许应力 101 5 Mpa 5 99 Mpa 所以脚手架 钢管截面所承受的最大承压应力满足施工要求 3 脚手架竖向钢管稳定性验算 惯性距计算 I 3 142 D4 d4 32 mm4 已知条件 截面钢管面积 A 553 mm2 所承受最大应力 5 99 Mp