现浇梁模板支架工程专项安全施工方案.docx

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现浇梁模板支架工程专项安全施工方案

现浇梁模板支架工程专项安全施工方案

一、总体说明

1.1编制依据

⑴长春市XXXXXX施工图设计文件及施工图汇审资料。

⑵国家有关的政策、法规、施工验收规范和工程建设标准强制性条文（城市建设部分），以及现行有关施工技术规范、标准等。

⑶我单位施工类似工程项目的能力和技术能力水平。

⑷参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》、《混凝土工程模板与支架技术》、《公路桥涵施工计算手册》。

1.2编制原则

⑴坚持安全第一、预防为主的原则

在总结、吸取多年支架施工经验教训的基础上，结合本项目现浇梁支架工程特点，，验算并制定出切实可行的施工安全措施和搭设方案，保证现浇梁模板支架强度、稳定性。

⑵坚持合理利用资源，成本有效控制的原则

结合本工程特点，制定安全、可行的现浇梁支架方案，实现资源优化；节能降耗，实现低投入、减少周转材料的浪费。

1.3.工程概况

长春市XXXXXX互通立交主线桥梁，上行线桥梁共27跨8联，下行线桥梁共27跨9联，桥梁平面位于直线上，立面位于竖曲线上，桥跨总长度：

846.835m,全桥除N20-N23号墩之间采用预应力砼下承式单箱双室斜腹板拱型连续箱梁外，其余15联均采用同尺寸单箱双室斜腹板等截面连续箱梁，拱型连续箱梁顶宽：

12.75m，梁底宽：

7.096-7.634m，梁高：

2-3.2m，顶板厚度：

25cm，底板厚度：

22cm，中腹板及两侧腹板厚度：

50-80cm，箱梁悬臂长2m，悬臂端部厚度：

20cm，悬臂沿弧线延伸至梁底板；等截面箱梁顶宽：

12.75m，梁底宽：

7.85m，梁高：

1.7m，顶板厚度：

25cm，底板厚度：

22cm，中腹板及两侧腹板厚度：

50-70cm，箱梁悬臂长2m，悬臂端部厚度：

20cm，悬臂沿弧线延伸至梁底板。

跨亚泰大街处采用门架施工，其余联采用满堂支架法施工

二、地基处理及排水

根据设计图纸要求，原卫星路路面结构可直接作为支架基础，承载能力满足要求，地基处理主要集中在承台回填处、绿化带拆除部分及管线排迁后基坑，采取底部全部回填粒料处理，18T压路机碾压，对碾压不到部分采用小型手扶式夯实机压实，然后铺设40cm厚山皮石再次碾压，顶面浇筑20cm厚C15砼作为支架基础，承载能力可满足施工要求。

借助原卫星路路面排水系统，可满足地基排水要求达到地基无积水浸泡的要求，如遇突发情局部低洼处产生积水，采用安设水泵的防水进行抽水。

三、现浇梁支架设计

3.1支架布置

采用满布WDJ碗扣型支架为模板支撑体系，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。

立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设10×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木，间距按照0.25m（净间距0.15m），模板采用厚1.5cm的优质竹胶合板，边角采用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。

支架纵横均设置剪刀撑，纵向沿支架外侧设置通长剪刀撑1道，横桥向剪刀撑每2.4m（桥墩处）、2.7m和纵向外侧及腹板底设置45度剪力杆以提高整体稳定性，在承台与支架土基相接顺桥向每腹板处设置3道剪刀撑。

主桥现浇梁支架立杆的纵、横向间距及横杆步距等搭设要求如下：

⑴等截面现浇梁采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×120cm、60cm×90cm×120cm和90cm×90cm×120cm三种布置形式的支架结构体系，其中梁底面范围内采用60cm×90cm×120cm，翼缘板弧形部位采用90cm×90cm×120cm和60cm×90cm×120cm搭配使用，弧形部位与平底部位支架采用钢管扣件连接，其他范围墩旁两侧各5.0m范围内的支架采用60cm×60cm×120cm的布置形式；除墩旁两侧各5m之外的其余范围内的支架采用60cm×90cm×120cm的布置形式。

⑵变截面现浇采用立杆横桥向间距×纵桥向间距×横杆步距为60cm×60cm×60cm，立杆顶托上纵向设15×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木，间距按照0.25m（净间距0.15m），模板采用厚1.5cm的优质竹胶合板布置形式的支架结构体系，其他按照等截面箱形连续梁支架的要求进行布置。

具体布置形式见下图：

3.2支架验算

本计算书分别以主桥现浇梁4*30m等截面预应力混凝土箱形连续梁（单箱双室）和35m+50m+35m变截面预应力混凝土箱形连续梁（单箱双室）为例，主要取不同支架布置形式下个处最不利截面对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。

3.2.1荷载计算

1、荷载分析

根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：

⑴q1——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。

⑵q2——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算取q2＝1.0kPa（偏于安全）。

⑶q3——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下肋条时取2.5kPa；当计算肋条下的梁时取1.5kPa；当计算支架立柱及替他承载构件时取1.0kPa。

⑷q4——振捣混凝土产生的荷载，对底板取2.0kPa，对侧板取4.0kPa。

⑸q5——新浇混凝土对侧模的压力。

⑹q6——倾倒混凝土产生的水平荷载，取2.0kPa。

⑺q7——支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示：

满堂钢管支架自重

立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距

支架自重q7的计算值（kPa）

60cm×60cm×60cm

3.38

60cm×60cm×120cm

2.94

60cm×90cm×120cm

2.21

2、荷载组合

模板、支架设计计算荷载组合

模板结构名称

荷载组合

强度计算

刚度检算

底模及支架系统计算

⑴＋⑵＋⑶＋⑷＋⑺

⑴＋⑵＋⑺

侧模计算

⑸＋⑹

⑸

3、荷载计算

⑴箱梁自重——q1计算

根据主线桥现浇箱梁结构特点，取现浇梁4*30m等截面预应力混凝土箱形连续梁1－1截面（标准跨墩中5m范围等截面）、主桥2－2截面（标准跨等截面跨中范围）、主桥3－3截面（35m+50m+35m变截面预应力混凝土箱形连续梁边跨）等三个代表截面进行箱梁自重计算，并对三个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算。

等截面预应力混凝土箱形连续梁纵向图

变截面预应力混凝土箱形连续梁纵向图

①1-1横断面如图：

则：

q1＝

=

＝

取1.2的安全系数，则q1＝29.04×1.2＝34.85kPa

注：

B——箱梁底宽，取7.85m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

②2-2横断面如图：

则：

q1＝

=

＝

取1.2的安全系数，则q1＝26.49×1.2＝31.79kPa

注：

B——箱梁底宽，取7.85m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

③3-3横断面如图：

则：

q1＝

=

＝

取1.2的安全系数，则q1＝57.402×1.2＝68.88kPa

注：

B——箱梁底宽，取6.772m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。

⑵新浇混凝土对侧模的压力——q5计算

因现浇箱梁采取水平分层以每层30cm高度浇筑，在竖向上以V=1.2m/h浇筑速度控制，砼入模温度T=25℃控制，因此新浇混凝土对侧模的最大压力

q5=

K为外加剂修正稀数，取掺缓凝外加剂K=1.2

当V/T=1.2/25=0.048＞0.035

h=1.53+3.8V/t=1.71m

q5=

3.2.2结构检算

3.2.2.1碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算

碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。

本工程现浇箱梁支架按φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算，计算结果同样也适用于WDJ多功能碗扣架（偏于安全）。

⑴1－1截面处

在主桥墩旁两侧各5m范围部位，钢管扣件式支架体系采用60×60×120cm的布置结构，如图：

①立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝35kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5）。

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×34.85=12.55KN

NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN

ΣNQK=0.6×0.6×（q3+q4+q7）=0.36×（1.0+2.0+3.38）=2.296KN

则：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（12.55+0.36）+0.85×1.4×2.296=18.22KN＜［N］＝35kN，强度满足要求。

②立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.9㎜。

长细比λ＝l0/i

计算长度：

l0=kμh=1.2m

上式中k——计算长度附加系数，其值取1。

　　μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，

查表无此范围，纵横跨数较多，整体稳定性较好，μ取1

　　h——立杆步距，h＝1.2m。

于是，λ＝l0/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录A0.6得Φ＝0.744。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN

La—立杆纵距0.6m；

h—步距1.2m，

故：

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.095KN

W—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=5.26

则N/ΦA+MW/W＝18.22*103/（0.744*489）+0.095*106/（5.26*103）

＝68.141KN/mm2≤f＝205N/mm2

计算结果说明支架是安全稳定的。

⑵2－2横截面处

主桥跨中范围内，钢管扣件式支架体系采用60×90×120cm的布置结构，如图：

①立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝30kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5）。

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.6×0.9×q1=0.6×0.9×31.79=17.167KN

NG2K=0.6×0.9×q2=0.6×0.9×1.0=0.54KN

ΣNQK=0.6×0.9×（q3+q4+q7）=0.54×（1.0+2.0+2.21）=2.81KN

则：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（17.167+0.54）+0.85×1.4×2.81=24.589KN＜［N］＝30KN，强度满足要求

②立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.8㎜。

长细比λ＝l0/i。

计算长度：

l0=kμh=1.2m

上式中k——计算长度附加系数，其值取1。

　　μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，

查表无此范围，纵横跨数较多，整体稳定性较好，μ取1

　　h——立杆步距，h＝1.2m。

于是，λ＝l0/i＝76，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录A.0.6得Φ＝0.744。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN

La—立杆纵距0.9m；

h—横杆步距1.2m，

故：

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.143KN

W—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=5.26

则，N/ΦA+MW/W＝24.589*103/（0.744*489）+0.143*106/（5.26*103）

＝94.77N/mm2≤f＝205N/mm2

⑶3－3截面处

在主桥变截面梁桥跨范围内，碗扣件式支架体系均采用60×60×60cm的布置结构如图：

①立杆强度验算

根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为60cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝40kN（参见公路桥涵施工手册中表13－5）。

立杆实际承受的荷载为：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K—支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力

ΣNQK—施工荷载标准值；

于是，有：

NG1K=0.6×0.6×q1=0.6×0.6×68.88=24.80KN

NG2K=0.6×0.6×q2=0.6×0.6×1.0=0.36KN

ΣNQK=0.6×0.6×（q3+q4+q7）=0.36×（1.0+2.0+3.38）=2.296KN

则：

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×（24.8+0.36）+0.85×1.4×2.296=32.92KN＜［N］＝40kN，强度满足要求。

②立杆稳定性验算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：

N/ΦA+MW/W≤f

N—钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时），同前计算所得；

f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得。

A—φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝489mm2。

Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ查表即可求得Φ。

i—截面的回转半径，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B得i＝15.9㎜。

长细比λ＝l0/i

计算长度：

l0=kμh=0.6m

上式中k——计算长度附加系数，其值取1。

　　μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，

查表无此范围，纵横跨数较多，整体稳定性较好，μ取1

　　h——立杆步距，h＝0.6m。

于是，λ＝l0/i＝38，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》查附录A0.6得Φ＝0.893。

MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz—风压高度变化系数，参考〈〈建筑结构荷载规范〉〉表7.2.1得uz=1.38

us—风荷载脚手架体型系数，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉表6.3.1第36项得：

us=1.2

w0—基本风压，查〈〈建筑结构荷载规范〉〉附表D.4w0=0.8KN/m2

故：

WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN

La—立杆纵距0.6m；

h—步距0.6m，

故：

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.006MPa

W—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=5.26

则N/ΦA+MW/W＝32.92*103/（0.893*489）+0.006*106/（5.26*103）

＝76.53KN/mm2≤f＝205N/mm2

计算结果说明支架是安全稳定的。

3.2.2.2满堂支架整体抗倾覆验算

依据《公路桥涵技术施工技术规范实施手册》第9.2.3要求支架在自重和风荷栽作用下时，倾覆稳定系数不得小于1.3。

K0=稳定力矩/倾覆力矩=y*Ni/ΣMw

采用主桥中跨30m验算支架抗倾覆能力：

主桥梁底宽度7.85m，长30m采用60×90×120cm跨中支架来验算全桥：

支架横向13排；

支架纵向34排；

高度5m；

顶托TC60共需要13*34=442个；

立杆需要442*5=2210m;

横杆需要33*4*13*0.9+12*4*34*0.6=2524m；

故：

钢管总重4734*3.84=18.179t;

顶托TC60总重为：

442*7.2=3.182t；

故Ni=（18.179+3.182）*9.8=209.34KN；

稳定力矩=y*Ni=3.9*209.34=816.43KN.m

依据以上对风荷载计算WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN/m2

跨中80m共受力为：

q=0.927*5*30=139.05KN；

倾覆力矩=q*2.5=139.05*2.5=347.6KN.m

K0=稳定力矩/倾覆力矩=816.43/347.6=2.35>1.3

计算结果说明本方案满堂支架满足抗倾覆要求。

3.2.2.3箱梁底模下横桥向方木验算

本施工方案中箱梁底模底面横桥向均采用10×10cm方木，方木横桥向跨度无论在等截面箱梁或不等截面箱梁中间距均按照L＝60cm设计，因此只对跨距L＝60cm下，最不利荷载下（主桥3－3截面）进行受力计算,如下图将方木简化为如图的简支结构（偏于安全），木材的容许应力和弹性模量的取值参照杉木进行计算，实际施工时如油松、广东松等力学性能优于杉木的木材均可使用。

⑴主桥3－3截面（变截面箱梁全跨范围）

按主桥变截面全跨范围内进行受力分析，按方木横桥向跨度L＝60cm间距B=25cm进行验算。

①每根方木抗弯承载力验算

q＝（q1+q2+q3+q4）×B＝（68.88+1.0+2.5+2）×0.25=18.60kN/m

Mmax＝（1/8）qL2=（1/8）×18.60×0.62＝0.84kN·m

W=（bh2）/6=（0.1×0.12）/6=167cm3

则

注：

0.9为方木的不均匀折减系数。

按最不利荷载（主桥3－3截面）进行验算10×10cm方木满足受力要求，所以全桥范围内方木间距d取0.25m可满足要求。

②每根方木挠度验算

方木的惯性矩I=（bh3）/12=（0.1×0.13）/12=8.33×10-6m4

则方木最大挠度：

（挠度满足要求）

③每根方木抗剪承载力验算

符合要求。

3.2.2.4支架立杆顶托上顺桥向方木验算

本施工方案中WDJ多功能碗扣架顶托上顺桥向等截面箱梁采用10×15cm方木，方木在顺桥向的跨距在箱梁跨中按L＝90cm（横向间隔l＝60cm布置）进行验算，在墩顶墩旁两侧5.0m范围内部位按L＝60cm（横向间隔l＝60cm布置）进行验算；变截面箱梁全跨范围内采用10×15cm方木顺桥向均按L＝60cm（横向间隔l＝60cm布置）进行验算。

横桥向方木顺桥向布置间距在主桥全跨范围内均按0.25m（中对中间距）布设，如下图布置，将方木简化为如图的简支结构（偏于安全）。

⑴主桥等截面箱梁边跨截面1－1截面（受力按图一进行验算）

①方木抗弯承载力验算

p=lq＝0.25l（q1+q2+q3+q4）＝0.25×0.6×（34.85+1.0+2.5+2）=6.053kN

Mmax＝（a1+a2）p＝（0.3+0.05）×6.053=2.119kN·m

W=（bh2）/6=（0.1×0.152）/6=3.75×10-4m3

δ=Mmax/W=2.119/（3.75×10-4）=5.65MPa＜0.9［δw］＝9.9MPa（符合要求）

注：

0.9为方木的不均匀折减系数。

②方木抗剪承载力验算

符合要求。

③方木挠度验算

方木的惯性矩I=（bh3）/12=（0.1×0.153）/12=2.81×10-5m4

则方木最大挠度：

fmax=

=0.54×10--4=0.054mm＜0.9×L/400=0.9×0.6/400m=1.35mm

故，挠度满足要求

⑵主桥等截面箱梁跨中截面2－2截面（受力按图二进行验算）

①方木抗弯承载力验算

p=lq＝0.25l（q1+q2+q3+q4）＝0.25×0.9×（34.85+1.0+2.5+2）=9.081kN

Mmax＝（a1+a2）p＝（0.3+0.05）×9.081=3.178kN·m

W=（bh2）/6=（0.1×0.152）/6=3.75×10-4m3

δ=Mmax/W=3.178/（3.75×10-4）=8.475MPa＜0.9［δw］＝9.9MPa（符合要求）

注：

0.9为方木的不均匀折减系数。

②方木抗剪承载力验算

符合要求。

③方木挠度计算

方木的惯性矩I=（bh3）/12=（0.1×0.153）/12=2.81×10-5m4

则方木最大挠度：

fmax=

=3.643×10--4=0.36mm＜0.9×L/400=0.9×0.9/400m=2.025mm

⑵主桥变截面箱梁边跨截面3－3截面（受力图三）

⑴主桥变截面箱梁边跨截面3－3截面（受力按图三进行验算）

①方木抗弯计算

p=lq＝0.25l（q1+q2+q3+q4）＝0.25×0.6×（68.88+1.0