某公路工程钢筋混凝土箱梁现浇模板支撑架设计方案比选

某公路工程钢筋混凝土箱梁现浇模板支撑架设计方案比选1工程概况1.1桥梁总体情况本工程为某互通式立交桥主线桥第1联连续梁施工项目，该联采用（2×30）m预应力钢筋混凝土连续箱梁，施工工艺为支架现浇预应力混凝土连续梁。主线高架桥采用左右幅分离式布置，其中左线桥桥面等宽18.5m，右线桥桥面为变宽设计，均需单独搭设模板支撑架，确保现浇施工质量与安全。1.2下部结构概况主线桥第1联连续梁位于第0号墩～第2号墩之间，三座墩身高度依次为14.0m、13.5m、14.5m，均采用双柱式花瓶墩结构。墩身横桥向、顺桥向尺寸根据墩位受力需求采用差异化设计，下部基础为群桩基础，标准段采用4根直径1.2m桩基，配套承台厚度为2.5m，承载力满足上部结构及施工荷载传递要求。1.3连续梁结构概况本联连续梁跨径组合为（2×30）m，后续关联跨径为35m，均采用预应力混凝土等截面连续梁设计，分左右两幅施工。每幅桥采用单箱双室截面，梁高2.0m，纵向设置预应力体系，混凝土强度等级为C50，需通过支架现浇成型，确保梁体线性、强度及预应力施工质量。1.4工程地质及水文条件本桥施工区域属于Ⅰ2冲洪积平原，场地地形平坦，地层分布均匀。根据现场地质勘察报告，地基土层自上而下依次为：杂填土（厚度1.2-2.5m，松散，承载力低）、耕土（厚度0.8-1.5m，湿度大，压缩性中等）、粉土（厚度3.5-5.0m，中密，承载力中等）、粉质粘土（厚度4.0-6.5m，可塑-硬塑状态，承载力较高），下部土层稳定性良好，可作为支架基础持力层。区域水文条件简单，地下水位埋深3.8-5.2m，地下水类型为潜水，水质良好，对混凝土及钢材无腐蚀性，施工期间需做好地基排水措施，避免地下水浸泡影响支架基础稳定性。2方案编制依据及验算参数2.1编制依据本项目桥梁施工设计图纸、地质勘察报告及总体施工组织设计文件；《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）；《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》（JGJ/T231-2021）；《钢结构设计标准》（GB50017-2017）；《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；《公路工程质量检验评定标准第一部分：土建工程》（JTGF80/1-2017）；国家及地方关于建筑施工安全、环境保护的相关法律法规及管理条例。2.2验算参数本工程模板支撑架为临时承重结构，验算遵循“安全可靠、经济合理”原则，相关参数取值严格按照现行规范要求，结合工程实际工况确定，具体如下：结构重要性系数：1.0（临时结构）；钢材弹性模量：2.06×10⁵MPa（Q235B钢材）；材料设计控制强度：Q235B钢材抗拉、抗压强度设计值215MPa，抗剪强度设计值125MPa；C20混凝土轴心抗压强度设计值9.6MPa；材料重度：钢材78.5kN/m³，C50混凝土26kN/m³，模板及支架附件2.5kN/m²；允许挠度：梁式构件允许挠度≤L/400（L为构件计算跨度），脚手架立杆允许竖向变形≤10mm；安全系数：钢结构稳定安全系数≥1.3，脚手架整体稳定安全系数≥1.5；荷载分项系数：永久荷载（混凝土自重、模板自重、支架自重）分项系数1.2，可变荷载（施工人员及机具活载、振捣荷载、风荷载）分项系数1.4；施工活载：2.5kN/m²（施工人员、小型机具），振捣荷载：2.0kN/m²；风荷载：基本风压0.45kN/m²，根据支架高度及场地条件，考虑风荷载对支架整体稳定性的影响。3膺架（贝雷桁架梁）结构方案3.1编制依据除本方案第2.1条通用编制依据外，额外参考《贝雷梁桥设计与施工技术规程》（TB/T3400-2018），结合膺架结构受力特点，确保方案设计、施工符合专项规范要求。3.2施工准备3.2.1技术准备组织技术人员熟悉设计图纸、地质勘察报告，明确膺架结构设计参数及施工要求；进行专项技术交底，明确各岗位人员职责、施工流程及质量安全控制点；完成膺架结构承载力、稳定性验算，出具验算报告，报监理单位审批通过后实施。3.2.2现场准备清理施工区域杂物、障碍物，平整场地，做好排水系统，避免雨水浸泡地基；对支架基础位置进行测量放样，标注钢管支撑柱、贝雷梁架设的准确位置；检查施工区域地下管线、构筑物分布情况，必要时采取防护措施。3.2.3设备材料准备提前完成钢管支撑柱、贝雷桁架梁、工字钢、落架支座等材料的进场检验，确保规格、型号符合设计要求，材料质量合格；准备起重机械、焊接设备、测量仪器等，完成设备调试，确保性能良好，满足施工需求。3.3资源配置3.3.1人员配置配备项目经理1名、技术负责人1名、质量员2名、安全员2名、起重工4名、焊工6名、测量工3名、普工15名，所有人员均持证上岗，岗前进行安全、技术培训，考核合格后方可参与施工。3.3.2机械设备配置起重机械：25t履带吊1台、16t汽车吊1台，用于贝雷梁、钢管柱等构件的吊装作业；焊接设备：直流电焊机4台、气割设备2套，用于构件焊接、切割作业；测量仪器：全站仪1台、水准仪2台、经纬仪1台，用于测量放样、精度控制；其他设备：扳手、千斤顶、卷尺等，用于构件安装、调试及检查。3.3.3材料配置主要材料包括：φ630×10mm钢管支撑柱、普通型贝雷桁架梁（321型）、I40b工字钢、落架钢支座、钢板、高强度螺栓、焊接材料等，所有材料均需提供质量合格证明，进场后抽样送检，合格后方可使用。3.4施工工艺施工工艺流程：测量放样→钢管支撑柱临时基础施工→钢管支撑柱安装→落架钢支座安装→横向主梁（工字钢）安装→纵向主梁（贝雷桁架梁）安装→顺桥向、横桥向立面桁撑安装→整体稳定体系加固→底模、侧模安装→支架预压→支架验收→进入箱梁现浇施工。3.5施工要点钢管支撑柱布置：根据箱梁受力特点，0号墩～1号墩、1号墩～2号墩跨间，横桥向每幅布置6根钢管支撑柱，间距3.0m；顺桥向间距4.5m，墩位附近加密至3.0m，确保支撑均匀。临时基础施工：钢管支撑柱底部采用C20混凝土独立基础，基础尺寸1.2m×1.2m×0.8m，基础顶面铺设10mm厚钢板，确保钢管柱与基础连接牢固，基础承载力满足设计要求。贝雷桁架梁安装：顺桥向主梁采用321型贝雷桁架梁组合，每跨布置8组贝雷梁，每组由2片贝雷片组成，贝雷梁之间采用高强度螺栓连接，连接部位加装抗剪销，确保拼接牢固；横向主梁采用I40b工字钢，铺设在贝雷梁顶部，间距1.2m，与贝雷梁采用焊接固定。稳定体系设置：顺桥向每4.5m设置一道立面桁撑，横桥向每3.0m设置一道立面桁撑，桁撑采用∠100×100×10mm角钢制作，与钢管柱、贝雷梁焊接牢固；同时设置水平支撑，确保膺架整体纵向、横向稳定性。支架预压：膺架安装完成后，采用沙袋进行预压，预压荷载为设计荷载的1.2倍，分三级加载（50%、80%、120%），每级加载后静置24小时，观测支架沉降量，待沉降稳定后卸载，根据预压数据调整支架高程，确保箱梁现浇后线性符合设计要求。3.6工程数量主线桥左幅第1联（2×30）m连续箱梁膺架模板支撑架工程数量详见下表，右幅根据变宽情况适当调整。杆件编号规格/型号尺寸件数单件重（kg）合计重量（kg）1钢管支撑柱φ630×10mm，长14-15m241250300002落架钢支座300×300×50mm248019203横向主梁I40b工字钢，长19m16804128644纵向主梁321型贝雷桁架梁96片270259205顺桥立面桁撑∠100×100×10mm，长4.5m326821766横桥立面桁撑∠100×100×10mm，长3.0m484521607连接钢板δ=10mm，按需加工1202530008高强度螺栓M24×80mm8000.8640合计（不含临时基础及底模分布梁）78680补充说明：临时桩基础采用C20混凝土，总量为28.8m³；底模横向分布工字钢采用I16工字钢，总长360m，合计重量17280kg；膺架结构总用钢量为95960kg，用钢量占被支撑梁段重量的18.6%。3.7质量保证措施材料质量控制：所有进场材料必须提供质量合格证明，抽样送检合格后方可使用；贝雷梁、钢管柱等构件进场后，检查其外观质量，无变形、锈蚀、裂纹等缺陷。测量精度控制：采用全站仪、水准仪进行精准测量放样，每道工序完成后进行复核，确保钢管柱位置、贝雷梁高程、支架垂直度偏差符合规范要求（钢管柱垂直度偏差≤1/1000，且不大于10mm）。焊接质量控制：焊工必须持证上岗，焊接前进行试焊，焊接过程中严格控制焊接工艺参数，焊缝饱满连续，无夹渣、气孔、裂纹等缺陷，焊接完成后进行焊缝探伤检测，合格后方可进行下道工序。支架预压控制：严格按照预压方案分级加载、卸载，实时观测支架沉降量，做好记录，根据预压数据调整支架高程，确保箱梁现浇后线性偏差≤5mm。过程巡检控制：安排质量员全程巡检，重点检查构件连接、焊接质量、支架稳定性，发现问题及时整改，做好巡检记录，确保施工质量符合要求。3.8安全保证措施安全交底：施工前对所有施工人员进行专项安全交底，明确安全风险点及防范措施，提高人员安全意识。起重作业安全：起重机械操作人员持证上岗，作业前检查设备性能，作业时设专人指挥，严禁超载、斜拉歪吊，吊装区域设置警戒区，禁止无关人员进入。高空作业安全：高空作业人员必须佩戴安全带、安全帽，搭设安全防护栏杆及安全网，作业平台铺设脚手板，确保牢固可靠；遇大风、暴雨等恶劣天气，立即停止高空作业。支架安全监测：支架安装完成后，定期检查支架沉降、变形情况，特别是在箱梁混凝土浇筑过程中，实时监测支架稳定性，发现异常立即停止施工，采取加固措施。用电安全：施工现场用电采用三级配电、两级保护，焊接设备、测量仪器等用电设备做好接地接零保护，避免触电事故发生。4满堂脚手架（承插型盘扣架）结构方案4.1编制依据除本方案第2.1条通用编制依据外，重点遵循《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》（JGJ/T231-2021），结合满堂脚手架施工特点，完善方案设计及施工控制要求。4.2施工准备4.2.1技术准备组织技术人员熟悉设计图纸，明确满堂脚手架搭设参数、地基处理要求及质量安全标准；完成脚手架承载力、整体稳定性、抗倾覆验算，出具验算报告，报监理单位审批；进行专项技术交底，明确搭设流程、节点要求及安全注意事项。4.2.2现场准备清理施工区域，平整场地，坡度控制在3%以内，做好排水坡度，避免雨水积聚；对地基进行碾压处理，碾压密实度≥95%，对于承载力不足的区域，采用换填级配砂石处理，厚度不小于50cm；测量放样确定脚手架搭设范围、立杆位置，标注清晰。4.2.3设备材料准备进场承插型盘扣式脚手架构件（立杆、水平杆、竖向斜杆等）需符合设计规格，提供质量合格证明及型式检验报告；准备碾压设备、起重设备、测量仪器等，完成设备调试；准备C20混凝土，用于浇筑脚手架基础。4.3资源配置4.3.1人员配置配备项目经理1名、技术负责人1名、质量员2名、安全员2名、架子工8名、起重工2名、测量工3名、普工12名，架子工必须持有效特种作业操作证，岗前进行安全、技术培训，考核合格后方可上岗。4.3.2机械设备配置碾压设备：20t压路机1台，用于地基碾压处理；起重设备：16t汽车吊1台，用于脚手架构件吊装及模板安装；测量仪器：全站仪1台、水准仪2台，用于测量放样、高程控制；其他设备：扳手、卷尺、振捣棒等，用于脚手架搭设、基础施工及检查。4.3.3材料配置主要材料包括：φ60×3.2mm承插型盘扣式钢管立杆、水平杆、竖向斜杆，可调底座、可调托座，C20混凝土，脚手板、安全网等，所有材料均需符合现行规范要求，进场后抽样送检合格后方可使用。4.4施工工艺施工工艺流程：测量放样→地基碾压加固→C20混凝土板式基础施工→可调底座安装→立杆搭设→水平杆安装→竖向斜杆安装→整体稳定体系加固→脚手板铺设→安全网搭设→支架预压→支架验收→进入箱梁现浇施工。4.5施工要点地基处理：施工区域地基采用20t压路机碾压，密实度达到95%以上；对于杂填土、耕土较厚区域，换填50cm厚级配砂石，碾压密实后浇筑C20混凝土板式基础，基础厚度15cm，宽度1.0m，沿脚手架搭设范围连续浇筑，基础顶面标高平整，误差≤5mm。脚手架搭设：立杆采用φ60×3.2mm承插型盘扣式钢管，横桥向间距1.2m，顺桥向间距1.2m，立杆步距1.5m；可调底座坐板尺寸为150mm×150mm×10mm，安装在混凝土基础上，调平后固定；立杆接头采用承插式连接，接头位置错开，同一截面接头数量不超过50%。水平杆与斜杆安装：水平杆每步均设置，与立杆采用盘扣连接，连接牢固；竖向斜杆每间隔1.2m设置一道，呈“之”字形布置，与立杆、水平杆紧密连接，确保脚手架整体稳定性；同时设置水平斜杆，每3步设置一道，增强脚手架水平刚度。脚手板与安全网搭设：脚手架顶部铺设脚手板，脚手板采用冲压钢板，铺设严密，无空隙，脚手板与水平杆固定牢固；脚手架外侧搭设密目式安全网，安全网挂设严密，高度超出箱梁顶面1.2m，确保高空作业安全。支架预压：脚手架搭设完成后，采用沙袋进行预压，预压荷载为设计荷载的1.2倍，分三级加载、卸载，每级加载后静置24小时，观测支架沉降量，待沉降稳定后，根据预压数据调整支架高程，确保箱梁现浇线性符合设计要求。4.6工程数量主线桥左幅第1联（2×30）m连续箱梁满堂脚手架模板支撑架工程数量详见下表，右幅根据变宽情况适当调整。构件名称规格数量单位重量（kg）合计重量（kg）立杆φ60×3.2mm，长1.5m800根7.86240立杆φ60×3.2mm，长3.0m400根15.26080水平杆φ60×3.2mm，长1.2m1600根6.29920竖向斜杆φ60×3.2mm，长1.7m800根8.66880可调托座φ38×6mm，调节范围0-300mm1200个5.56600可调底座φ38×6mm，调节范围0-300mm1200个5.26240脚手板冲压钢板，1.2m×0.6m400块12.04800安全网密目式，1.8m×6.0m30张18.0540脚手架总用钢量47300补充说明：地基整平、碾压面积为720㎡；C20混凝土板式基础体积为72m³；满堂脚手架总用钢量为47300kg，用钢量占被支撑梁段重量的9.2%。4.7质量保证措施材料质量控制：承插型盘扣式脚手架构件进场时，检查其规格、型号、外观质量，无变形、锈蚀、裂纹等缺陷，提供型式检验报告及质量合格证明，抽样送检合格后方可使用。地基质量控制：地基碾压后进行密实度检测，密实度≥95%方可浇筑混凝土基础；混凝土基础浇筑后进行养护，养护时间不少于7天，基础顶面平整度误差≤5mm。搭设精度控制：立杆间距、步距偏差≤5mm，立杆垂直度偏差≤1/1000，且不大于10mm；水平杆水平度偏差≤3mm/m；可调托座、可调底座调平后，顶面标高误差≤3mm。节点连接控制：立杆、水平杆、斜杆连接采用盘扣式连接，确保连接紧密，无松动；节点处连接数量符合规范要求，竖向斜杆、水平斜杆安装到位，增强脚手架整体刚度。预压与巡检控制：严格按照预压方案执行，做好沉降观测记录，根据预压数据调整支架高程；施工过程中安排质量员全程巡检，发现构件松动、变形等问题及时整改。4.8安全保证措施安全培训与交底：对所有施工人员进行安全培训，重点讲解脚手架搭设、拆除的安全要点；施工前进行专项安全交底，明确各岗位安全职责，签订安全责任书。架子工作业安全：架子工必须佩戴安全带、安全帽、防滑鞋，严禁酒后作业；搭设脚手架时，遵循“自上而下、逐层搭设”的原则，严禁上下同时作业。支架稳定性安全：脚手架搭设过程中，及时安装