影西桥支架钢支撑专项施工方案.docx

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影西桥支架钢支撑专项施工方案

影视城地道桥顶板支架专项方案

一、编制依据

1、《建筑施工计算手册》江正荣编著；

2、《建筑施工手册》（第四版）；

3、JGJ166-2008《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》；

4、《城轨试验线建设项目工程施工设计第三册桥涵第二分册涵洞》；

5、施工现场的实测资料等。

二、工程概况

影视城地道桥为（9+17+9）m三孔结构形式，侧墙厚1m，底板厚1m，顶板厚0.9m，净空5.6m。

影视城地道桥北侧为既有影视城桥，采用同一结构形式接长，同时该桥上跨影视城西路。

由于影视城西路为城市次干路，更是电影博物馆的一条重要道路，故道路不能断行，交通不得中断。

目前，利用交通导改，采用分幅施工已完成底板和侧墙的混凝土浇筑。

顶板一次浇筑成形，须在中孔留置通道供机动车和行人通行。

三、总体施工方案

支架采用两种形式：

中孔通道采用工字钢分配梁+φ609mm钢管的支架体系；中孔通道以外、东西边孔支架采用满堂红碗扣式脚手架。

㈠、满堂红碗扣式脚手架

碗扣式脚手架用钢管规格为φ48×3.5mm的Q235A级普通钢管，钢管壁厚3.5mm。

支架体系自下而上由地基、方木、碗扣式脚手架、方木及底模等构成。

脚手架立杆纵横向间距为0.9×0.6m，步距为0.6m。

顶板底模木方纵枋采用85mm×145mm方木，间距为600mm；横枋采用85mm×85mm方木，间距为250mm。

顶板采用5mm厚90×150cm的钢模板。

㈡、通道支架体系

1、通道净高4.5m，采用2跨共9m，每跨路面净宽4.5m；

2、通道顶采用12mⅠ28a工字钢横梁，等间距30cm铺设。

横梁顶为方木和底模，方木和底模材质、规格、铺设方式同满堂红碗扣式脚手架；

3、横梁支承于2Ⅰ45a工字钢纵梁上，两端各挑出纵梁0.5m。

纵梁长7m，沿环内方向挑出0.5m，作为通道进出口搭设防护棚之用。

防护棚顶铺设10＃槽钢，满铺竹胶板，确保通道行车行人安全；

4、纵梁焊接在钢管顶；

5、钢管柱采用φ609mm，δ=16㎜钢管，高4m，等间距纵向@2m、横向@5.109m布置；

6、钢管柱下现浇100×100×8cm的无收缩灌浆料找平层。

构件连接方式：

钢管柱为15mm厚钢板法兰盘，钢管柱与地基采

用φ14螺栓连接；沿道路方向钢管间设50×50角钢构造连接；纵梁与横梁采用焊接连接。

满堂红脚手架和通道支架立面示意图和纵断面示意图如附图1、附图2、附图3所示。

四、满堂脚手架支撑体系计算

影视城地道桥地处低洼之处，时值夏季，气候炎热少风，故各种结构计算时不考虑风荷载的影响。

㈠、计算参数

1、顶板厚度为90cm，模板支架搭设高度为5.0m。

2、立杆的纵距b=0.60m，立杆的横距l=0.90m，立杆的步距h=0.60m。

3、面板厚度5mm，剪切强度110.0N/mm2，抗弯强度190.0N/mm2，弹性模量206000.0N/mm2。

4、横木方85×85mm，间距250mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

5、梁顶托（纵木方）采用85×145mm木方。

6、模板自重0.50kN/m2，钢筋混凝土自重26.00kN/m3，施工活荷载4.00kN/m2。

7、采用的钢管类型为

48×3.5mm。

图1支撑架立面简图

图2支撑架荷载计算单元

㈡、模板面板计算

面板为受弯结构,需要计算其抗弯强度和刚度。

模板面板按照三跨连续梁计算,计算简图如下：

q

250250250

静荷载标准值q1=26.000×0.900×0.600+0.500×0.600=14.340kN/m

活荷载标准值q2=（2.000+2.000）×0.600=2.400kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=bh2/6=60.00×0.50×0.50/6=2.50cm3；

I=bh3/12=60.00×0.50×0.50×0.50/12=0.63cm4；

1、模板面板抗弯强度计算

f=M/W<[f]

其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；

　　M——面板的最大弯距（N.mm）；

　　W——面板的净截面抵抗矩；

[f]——面板的抗弯强度设计值，取190.00N/mm2；

M=0.100ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.100ql2=0.100×（1.20×14.340+1.40×2.400）×0.250×0.250=0.129kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.129×1000×1000/2500=51.420N/mm2

面板的抗弯强度计算f<[f],满足要求!

2、模板面板挠度计算

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/400

面板最大挠度计算值v=0.677×14.340×2504/（100×206000×6300）=0.289mm

面板的最大挠度小于250.0/400=0.625mm,满足要求!

㈢、横枋计算

横枋按照均布荷载计算。

1、横枋荷载计算

⑴、钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=26.000×0.900×0.250=5.850kN/m

⑵、模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.500×0.250=0.125kN/m

⑶、活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值q2=（2.000+2.000）×0.250=1.000kN/m

⑷、荷载组合

静荷载q1=1.20×5.850+1.20×0.125=7.170kN/m

活荷载q2=1.40×1.000=1.400kN/m

计算单元内的木方集中力为（1.400+7.170）×0.600=5.142kN

按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算简图如下：

q

600600600

计算公式如下:

均布荷载q=5.142/0.600=8.570kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×8.57×0.60×0.60=0.309kN.m

最大剪力Q=0.6ql=0.6×8.570×0.600=3.085kN

最大支座力N=（0.5+0.6）ql=1.1×8.570×0.600=5.656kN

横枋的截面力学参数为：

截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=bh2/6=8.50×8.50×8.50/6=102.35cm3；

I=bh3/12=8.50×8.50×8.50×8.50/12=435.01cm4；

2、横枋抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.309×106/102350=3.02N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

3、横枋挠度计算

最大变形v=0.677×8.57×600.04/（100×9000.00×4350100）=0.192mm

横枋的最大挠度小于600.0/400=1.5mm,满足要求!

㈣、纵枋计算

纵枋按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。

1、纵枋荷载计算

集中荷载取横枋木的支座力P=5.656kN

均布荷载取纵枋的自重q=0.118kN/m。

纵梁计算简图

纵梁弯矩图（kN.m）

纵枋剪力图（kN）

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

纵枋变形计算受力图

纵枋变形图（mm）

经过计算得，最大弯矩M=1.848kN.m

最大支座力F=22.585kN

最大变形V=0.378mm

纵枋的截面力学参数截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=bh2/6=8.50×14.50×14.50/6=297.85cm3；

I=bh3/12=8.50×14.50×14.50×14.50/12=2159.44cm4；

2、纵枋抗弯强度计算

抗弯计算强度f=1.848×106/297850=6.20N/mm2

纵枋的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

3、纵枋挠度计算

最大变形v=0.378mm

纵枋的最大挠度小于900.0/400=2.25mm,满足要求!

㈤、立杆稳定性计算

1、立杆荷载计算

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

⑴、静荷载标准值

静荷载标准值包括以下内容：

①脚手架的自重（kN）：

NG1=0.149×5.000=0.745kN

②模板的自重（kN）：

NG2=0.500×0.600×0.900=0.270kN

③钢筋混凝土板自重（kN）：

NG3=26.000×0.900×0.600×0.900=12.636kN

经计算得到，静荷载标准值NG=（NG1+NG2+NG3）=13.651kN。

⑵、活荷载

活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（2.000+2.000）×0.600×0.900=2.160kN

⑶、不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.20NG+1.40NQ=1.2×13.651+1.4×2.16=19.405kN

2、立杆稳定性计算

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=19.405kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.58

A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.89

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=5.08

——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

l0——立杆计算长度（m）；

参照《扣件式规范》，由公式计算

l0=（h+2a）

h——步距；h=0.6m

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.40m；

计算结果：

l0=0.600+2×0.400=1.400m

长细比

=l0/i=1400/15.8=88.608查表得

=0.673

=19405/（0.673×489）=58.953N/mm2

立杆的稳定性计算

<[f]=205.00N/mm2,满足要求!

㈥、其他计算

1、扣件抗滑移计算

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。

2、地基承载力计算

立杆基础为混凝土结构，无需计算。

五、中孔通道支撑体系计算

㈠、I28a横梁计算

通道I28a横梁与底模纵枋接触，其主要受力来源于顶板传给横梁的力及自身重力。

1、横梁荷载计算

⑴、顶板钢筋混凝土自重

横梁长12m，间距0.3m，共21根，故验算受力范围为横梁投影面积：

12×（20×0.3+0.122）=73.5㎡

悬臂板为30cm到60cm的渐变断面，受力分析统一按照结构顶板90cm计算。

故总砼量（设计数量）73.5×0.9=66.15m3，则底板每平方米重量为：

66.15×26/73.5=23.4KN/m2

⑵、水平模板及木方自重取0.75kN/m2

⑶、施工人员及设备荷载取2kN/m2

⑷、浇筑和振捣混凝土产生的荷载取2kN/m2

荷载组合：

q1=1.2×（23.4+0.75）+1.4×（2+2）=34.58kN/m2

均布荷载取横梁的自重q2=0.434kN/m

横梁承受上部方木传递的结构和施工荷载，由于方木间距较密，按均布荷载计算。

横梁受力为：

q=34.58×0.3+0.434=10.808KN/m

2、横梁抗弯强度计算

钢材容许弯曲应力[σ]=145Mpa，容许轴向应力[σ]=140Mpa，容许剪切应力[τ]=85Mpa，容许挠度[f]=1/400，弹性模量E=206000Mpa。

I28a工字钢：

W=508000mm3，I=71100000mm4，A=5540mm2。

工字钢的最大弯矩在跨中钢管顶处，上部受拉，弯矩系数取Km=0.125，其值为：

Mmax=0.125×ql2=0.125×10.808×5.1092=35.3KN·m

最大弯曲应力：

σ=Mmax/W=35.3×103/（508000×10-9）=69.5Mpa≤[σ]=145Mpa，满足要求！

3、横梁挠度计算

最大挠度位于每跨的跨中，因结构相对于中支墩钢管对称，所以两跨的跨中挠度相同。

挠度系数取Kw=0.521。

wmax=0.521×ql4/（100×E×I）=0.521×10.808×103×5.1094/（100×0.711×10-4×2.06×1011）=0.000262m=0.262mm≤5109/400=12.8mm，满足要求!

4、横梁抗剪强度计算

两跨中间支墩钢管顶处产生最大支剪力，取剪力系数Kv=0.625，则纵梁顶支座反力为：

R=2×Kv×q×l=2×0.625×10.808×5.109=69.03KN

τ=3V/2A

=3×69.03×103/（2×5540）

=18.7Mpa＜[τ]=85Mpa满足要求!

㈡、2I45a工字钢纵梁计算

钢纵梁采用2I45a工字钢焊接而成，纵梁钢管支柱间距2m。

纵梁支承于钢管上，按照集中与均布荷载下3跨连续简支梁计算。

2I45a工字钢：

W=2860000mm3，I=644800000mm4，A=20400mm2，工字钢每米自重1.608KN/m；b=30cm；Sx=1672.8cm3。

1、纵梁受力分析

⑴、纵梁承受上部横梁传递的支座反力R=69030N

⑵、纵梁荷载

⑶、剪力图

⑷、弯矩图

⑸、位移图

2、纵梁抗弯强度计算

由弯矩图知，中间2、3号支墩处产生最大弯矩：

Mmax=92900N·m

工字钢的最大弯曲应力及剪应力：

σ=Mmax/W=92900/（2.86×10-3）=32.5Mpa≤[σ]=145Mpa，满足要求！

3、纵梁抗剪强度计算

由剪力图知，纵梁承受剪力为最大剪应力：

Qmax=265510+243200=508710N

τmax=QS/Ib=508710×1672800/（644800000×300）=43.8MPa<

[τ]=85Mpa，满足要求！

4、纵梁挠度计算：

由位移图知，最大挠度位于两边跨的跨中,V=0.19mm﹤2000/400=5mm，满足要求！

㈢、钢管柱计算

1、钢管荷载计算

钢管顶承受纵梁传递的支座反力，R1=220.917kN；R2=508.71kN；R3=508.71kN；R4=220.917kN，跨中处2、3号支墩钢管承受反力最大。

钢管柱采用φ609×16mm钢管，截面特性：

钢管高L=4.0m；A=29807mm2；

I=π×（D4-d4）/64=1311173005mm4

回转半径

=20.973cm

λ=L/i=400/20.973=19.072

查表得，稳定系数φ=0.949

2、钢管稳定性计算

σ=R3/（φ×A）=508710/（0.949×29807）=17.98MPa<[σ]=205MPa，稳定性满足要求。

六、跨路施工安全措施

1、参建的管理和施工人员必须树立“安全第一、预防为主”的安全生产观念，必须接受安全技术教育，熟知和严格遵守工种岗位安全技术操作规程，正确、规范施工。

2、施工前，在施工区与行车道之间设置彩钢围栏进行封闭式安全防护。

3、在施工区两端前方100m处设置醒目的安全警示牌和符合要求醒目的标识牌，晚间在路栏上加设施工标志灯，支架前后10m外架设限高架，详见附图4、附图5《交通设施平面布置示意图》。

4、施工班组每天必须坚持安全讲话制度，强调安全施工注意事项和防范重点，并两侧分别设专职人员24小时指挥疏导来往车辆，施工班组长及专职安全员要经常性的检查值班人员在岗情况。

5、桥梁施工时，施工区域两侧设置醒目的反光安全带和限高4.5米标示牌，以免桥上坠物危及公路上行人及行车的安全。

同时，安排专职安全员每天上班前仔细检查桥下的安全防护是否安全可靠，及时发现及时督促整改落实，在确保安全的前提下进行施工。

6、通车路段的路面应经常清扫干净，防止车辆碾飞土石伤人和雨后泥泞影响通车。

在公路上及公路两侧严禁堆放任何材料，严禁长时间停车。

7、雨季施工应根据当地气象预报，及时做好防洪排水工作。

8、夜间施工时，设置符合施工安全操作要求的照明设备和警示灯。

9、现场施工技术员和安全员加大日常安全巡查力度，确保施工和公路车辆通行安全。

目录

一、编制依据1

二、工程概况1

三、总体施工方案1

㈠、满堂红碗扣式脚手架1

㈡、通道支架体系2

四、满堂脚手架支撑体系计算2

㈠、计算参数3

㈡、模板面板计算4

1、模板面板抗弯强度计算5

2、模板面板挠度计算6

㈢、横枋计算6

1、横枋荷载计算6

2、横枋抗弯强度计算7

3、横枋挠度计算7

㈣、纵枋计算8

1、纵枋荷载计算8

2、纵枋抗弯强度计算9

3、纵枋挠度计算10

㈤、立杆稳定性计算10

1、立杆荷载计算10

2、立杆稳定性计算11

㈥、其他计算11

1、扣件抗滑移计算12

2、地基承载力计算12

五、中孔通道支撑体系计算12

㈠、I28a横梁计算12

1、横梁荷载计算12

2、横梁抗弯强度计算13

3、横梁挠度计算13

4、横梁抗剪强度计算14

㈡、2I45a工字钢纵梁计算14

1、纵梁受力分析14

2、纵梁抗弯强度计算16

3、纵梁抗剪强度计算16

4、纵梁挠度计算：

16

㈢、钢管柱计算17

1、钢管荷载计算17

2、钢管稳定性计算17

六、跨路施工安全措施17