桥梁现浇箱梁满堂支架施工方案.doc

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荣乌高速公路LJSG-4合同段AK0+677匝道桥

现浇箱梁

满堂支架施工方案

汇通路桥建设集团有限公司

荣乌高速公路4标项目部

二〇一〇年九月

12

目录

一、概述 1

1、工程概况 1

2、施工方法简介 1

3、施工工艺流程 1

二、编制依据 2

三、满堂支架搭设 2

1、地基处理 2

2、材料选用和质量要求 2

3、支架安装 3

四、满堂支架搭设计算 4

1.支架计算 4

2.连接杆计算 4

3、支架的搭设 5

4、支架安装要点 6

5、支架安装必须预留施工预拱度 6

五、满堂支架堆载预压 7

1、目的 7

2、堆载 7

3、监测点布设 7

4、监测方法 7

5、预压注意事项 8

六、受力检算 8

㈠、荷载 8

㈡、底模检算 8

㈢、方木小楞检算 9

㈣、方木大楞检算 11

㈤、满堂式钢管支架检算 14

七、支架安全要求 15

1、支架使用规定 15

2、拆除规定 15

3、支架安全措施 16

4、钢管支架的防电、避雷措施 16

八、施工现场安全管理和措施 17

一、概述

1、工程概况

A匝道桥，上跨荣乌高速公路，与荣乌高速公路交叉桩号为；AK0+643.298=K12+099.035，交角为78.47°。

A匝道桥中心桩号为AK0+637，交角为90°。

桥梁上部构造采用3×26+（26+40+26）+3×20m预应力砼连续箱梁，桥长236m。

其中3×26m跨径上跨郎五庄洼三排干渠，26+40+26m上跨荣乌高速公路主线，上跨主线处采用集中排水。

全桥分为三联，其中第二联设计为两端张拉，第一联、第三联为单端张拉。

2、施工方法简介

A匝道桥位于曲线段，桥位区为绿化地，陆地施工条件相对较好。

施工时，先将桥位地基处理后，采用碗扣件式满堂脚手架现浇施工工艺进行施工，施工时，翼缘模板及外侧模采用高强度防水胶合板（按一联长配置一套模板），内模采用普通胶合板（按一联长配置一套模板），底模采用高强度防水胶合板（按一联长配置一套模板）。

3、施工工艺流程

现浇梁施工采用就地搭设满堂支架，分联绑扎钢筋，分联、分层浇注混凝土的方法，其施工工艺流程如下：

地基处理→搭设支架→预压→安装底模和支座→绑扎钢筋（底、腹板、横梁）→安装侧模→浇注底、腹板和横梁→安装内模→绑扎顶板钢筋→浇注顶板混凝土→强度龄期达到要求后张拉压浆→压浆强度合格后拆除模板和支架。

二、编制依据

1、荣乌高速公路设计文件。

2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—86）。

3、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

4、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）。

5、《公路桥涵施工手册》及其他有关的现行国家及地方强制性规范和标准。

6、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）

三、满堂支架搭设

1、地基处理

先用推土机将表层耕质土、有机土推平并进行辗压，辗压次数不少于3遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或石料进行整平压实，为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖40×30cm的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑，原有地基整平压实后，因A匝道桥为跨越主线，距原地面净空较高，故在原地基整平压实后，现在桥位范围内铺垫山皮土，填高为3m左右，分层（40cm一层）采用22吨振动压路机碾压平整，最后浇筑15cm厚的C25混凝土垫层，浇注垫层时注意横坡的设置，保证排水良好。

2、材料选用和质量要求

钢管规格为φ48×3.5mm，且有产品合格证。

钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。

扣件应按现行国家标准《钢管支架扣件》（GB15831）的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。

新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准《钢管支架扣件》（GB15831）的规定抽样检测。

旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。

3、支架安装

本支架采用“碗扣”式满堂支架，其结构形式如下：

为了明确满堂式支架每根立柱所传递竖向力的大小，本设计首先对满堂式钢管支架进行了受力检算，确定钢管支架立柱的横向间距：

底板为0.6m，翼板部位为0.9m；纵向间距均为0.9m；支架纵横杆步距1.2m，在腹板附近步距为0.6m，使所有立杆联成整体，为确保支架的整体稳定性，在每五排横向立杆和每三排纵向立杆各设置一道剪刀撑。

箱梁底模采用δ=15mm厚的防水胶合模板，底模次龙骨采用间距0.3m的80×100mm方木，横桥向布置；主龙骨采用间距0.6m的100×120mm方木，顺桥向布置。

在地基处理好后，按照施工图纸进行放线，纵桥向铺设好支垫方木，便可进行支架搭设。

支架搭设好后，用可调顶托来调整支架高度或拆除模板用。

支架底模铺设后，测放箱梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。

底模标高=设计梁底+支架的变形＋（±前期施工误差的调整量），来控制底模立模。

底模标高和线形调整结束，经监理检查合格后，立侧模和翼板底模，测设翼板的平面位置和模底标高（底模立模标高计算及确定方式类同箱梁底板）。

四、满堂支架搭设计算

支架计算以第二联现浇箱梁为示例进行验算，因第二联现浇箱梁在比第一联和第三联现浇箱梁的告诉要高，单位面积自重要大，所以以第二联现浇箱梁为满堂支架搭设计算的依据。

1.支架数量计算

顺桥向排数92÷0.9+1=103排

横桥向列数34列，26×0.6+8×0.9=22.8>19.5+2（底板位置全部按60cm间距控制，翼板位置按90cm间距控制）满足要求

步距数量根据墩高及计划地基处理后标高（平均7m高，步距1.2m），除去底托、顶托、模板、方木等可摆放7层横杆。

则：

支架底座数量为：

103×34=3502个

支架顶托数量为：

103×34=3502个

立杆根数为：

每根立杆组合为：

2.4m+2.4m+1.8m=6.6m，

则2.4m长立杆数量为：

3502×2=7004根

1.8m长立杆数量为：

3502根

横杆根数为：

102×7×34+33×7×103=48069根

其中0.6m横杆为：

25×7×103=18025根

0.9m横杆为：

48069-18025=30044根

3、支架的搭设

搭设时在支架部分适当设纵向和横向剪刀撑，确保支架的稳定性。

在墩柱处采用钢管搭设成井字架，并用钢管与碗扣满堂支架连接形成一个整体，以保证支架的稳定性。

为保证施工完毕后结构尺寸的准确,支架应预留施工预拱度。

施工预拱度主要由以下几个因素确定：

（1）支架受施工荷载引起的弹性变形；

（2）受载后由于杆件按头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形；

（3）支架基础在受载后的沉陷。

本工程连续箱梁支架安装见图1。

图1连续箱梁支架纵向安装示意

由于箱梁分联较长，一次浇注成型比较困难，不易施工，故每联分两次浇注，其内模支护如下见图2。

图2桥梁模板断面示意图（仅示意单孔）

4、支架安装要点

（1）支架立柱前必须保证地基有足够的承载力，立柱底端设垫木来分散和传递压力；

（2）支架安装必须预留施工预拱度。

5、支架安装必须预留施工预拱度

支架预留拱度计算公式为：

f=f1+f2+f3，其中f1：

地基弹性变形，f2：

支架弹性变形，f3：

梁体扰度预留拱度最大值设置在跨中位置，并按抛物线形式向两侧立柱位置分配，算得各点处的预留拱度值后用碗口支架顶托进行调整。

五、满堂支架堆载预压

1、目的

为消除支架在搭设时接缝处的非弹性变形和地基的非弹性沉陷而获得稳定的支架，应逐孔进行预压。

为获得支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预拱度，使箱梁在卸落支架后获得符合设计的标高和外形，应进行沉降观测。

（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。

）

2、堆载

采用水压的方式：

用编织袋装沙围挡在箱梁底板四周及观测点位置，并用厚塑料布将底板和围挡部分全部盖好，保证不漏水，用水泵将水抽入现浇箱梁底板上，现浇箱梁的总重量为：

3597t，计算得出水的高度应为：

3597÷15÷92=2.6m。

卸载时用大功率的水泵抽水至附近沟渠处。

3、监测点布设

在堆载区设置系统测量点，其分布跨中、1/4处、3/4处、每跨两端，每个断面的底板边线、底板中线处各布置一个监测点，同时相应地在地基础上设置监测点，在支架基础上对应地再布设观测点

图观测点示意

4、监测方法

为了找出支架在上部荷载作用下的塑性、弹性变形，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100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，待24小时内累计沉降量不超过2mm，方达到设计要求，表明地基及支架已基本沉降到位，可卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位方可卸压。

卸压完成后，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（等于卸压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。

沉降观测一直持续到整个箱梁浇注完毕，特别注意砼浇注时支架的沉降，若浇注时，支架沉降超过预压沉降观测时预留沉降量时，应停止继续浇注，以防事故的发生。

5、预压注意事项

整孔范围内分层堆码直至整孔支架预压重量满足要求，且不得分块小范围集中堆码，以免产生不均匀沉降；人工堆码整齐，不乱堆放。

卸载时，采用自制的铁皮容器，用吊车吊，人工将沙子装入铁皮容器中，进行卸载。

卸载完成后，对底板进行清理，全部清理干净后，根据测量结果调整标高。

六、受力检算

㈠、荷载

①钢筋混凝土自重：

混凝土体积为：

1438.8m³

钢筋混凝土的容重为25KN/m³

则第二联箱梁的总重量为：

25KN/m³×1438.8m³=35970KN

总计底板面积为：

15m×92m=1380㎡

偏安全考虑，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力,则单位面积的荷载为F1=35970KN÷1380㎡=26.07KPa

②模板重量（含内模、侧模及支架），以砼自重5%计，则：

F2=26.07×5%=1.3KPa

③施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载取：

F3=2.5KPa

④振动混凝土所产生的荷载标准值可采用：

F4=2.0KPa

⑤水平风荷载标准值F5=0.7×0.37×0.8×1.0=0.21KPa

⑥竹胶板：

取F5=0.5KN/m2

⑦方木：

取F7=7.5KN/m3

㈡、底模强度计算

箱梁底模采用高强度防水胶合板，板厚t=15mm，防水胶合板方木背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用宽b=300mm防水胶合板。

1、模板力学性能

（1）弹性模量E=0.1×105MPa。

（2）截面惯性矩：

I=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4

（3）截面抵抗矩：

W=bh2/6=30×1.52/6=11.25cm3

（4）截面积：

A=bh=30×1.5=45cm2

2、模板受力计算

（1）底模板均布荷载：

F=F1＋F2＋F3＋F4＋F5=32.08KPa

q=F×b=32.08×0.3=9.624KN/m

（2）跨中最大弯矩：

M=qL2/8=9.624×0.32/8=0.108KN·m

（3）弯拉应力：

σ=M/W=0.108×103/11.25×10-6=9.6MPa＜［σ］=11MPa，

竹胶板板弯拉应力满足要求。

（4）挠度：

从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：

f=0.677qL4/100EI

=（0.677×9.624×0.34）/（100×0.1×108×8.44×10-8）

=0.625mm＜L/400=0.75mm

竹胶板挠度满足要求。

综上，竹胶板受力满足要求。

（三）、横梁强度计算

横梁为10×8cm方木，跨径为0.6m，中对中间距为0.4m。

截面抵抗矩：

W=bh2/6=0.1×0.082/6=1.067×10-4m3

截面惯性矩：

I=bh3/12=0.1×0.083/12=4.267×10-6m4

作用在横梁上的均布荷载为：

q=（F1+F2+F3+F4+F5）×0.4=（32.08+0.5）×0.4=13.032KN/m

跨中最大弯矩：

M=qL2/8=13.032×0.62/8=0.58644KN·m

落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa

1、横梁弯拉应力：

σ=M/W=0.58644/1.067×10-4=5.496MPa＜［σ］=14.5MPa

横梁弯拉应力满足要求。

2、横梁挠度：

f=5qL4/384EI

=（5×13.032×103×0.64）/（384×11×109×4.267×10-6）

=0.469mm＜L/400=1.5mm

横梁弯拉应力满足要求。

综上，横梁强度满足要求。

四、纵梁强度计算

纵梁为10×12cm方木，跨径为0.9m，间距为0.6m。

截面抵抗矩：

W=bh2/6=0.1×0.122/6=2.4×10-4m3

截面惯性矩：

I=bh3/12=0.1×0.123/12=1.44×10-5m4

0.9m长纵梁上承担3根横梁重量为：

0.1×0.08×0.6×7.5×3=0.108KN

横梁施加在纵梁上的均布荷载为：

0.108÷0.9=0.12KN/m

作用在纵梁上的均布荷载为：

q=（F1+F2+F3+F4+F5）×0.6+0.12=32.58×0.6+0.12=19.668KN/m

跨中最大弯矩：

M=qL2/8=19.668×0.92/8=1.991KN·m

落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa

1、纵梁弯拉应力：

σ=M/W=1.991×103/2.4×10-4=8.3MPa＜［σ］=14.5MPa

纵梁弯拉应力满足要求。

2、纵梁挠度：

f=5qL4/384EI

=（5×19.668×103×0.94）/（384×11×109×1.44×10-5）

=1.061＜L/400=2.25mm

纵梁弯拉应力满足要求。

综上，纵梁强度满足要求。

（五）、支架受力计算

1、立杆承重计算

碗扣支架立杆设计承重为：

30KN/根。

计算每根立杆总承重小于设计承重即可，计算过程如下：

（1）每根立杆承受钢筋砼和模板等重量：

N1=0.9×0.6×32.75=17.685KN

（2）支架自重：

立杆单位重：

5.77KG/m，横杆单位重：

5.12KG/m

N4=［7×5.77+7×（0.9+0.6）×5.12］/100=0.942KN

每根立杆总承重：

N总=N1+N2=17.685KN+0.942KN=18.627KN

1.2N总=1.2×18.627KN=22.352KN<30KN

立杆承重满足要求。

2、支架稳定性验算

立杆长细比λ=L/i=1200/［0.35×（48+41）÷2］=77

由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.732

立杆截面积Am=π（242-20.52）=3.1415926×（242-20.52）=489mm2

由钢材容许应力表查得弯向容许应力［σ］=145MPa

所以，立杆轴向荷载［N］=Am×φ×［σ］=489×0.732×145=51.9KN＞N=18.627KN。

支架稳定性满足要求。

综上计算，碗扣支架受力满足设计要求。

七、支架安全要求

1、支架使用规定

1.1  严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息；

1.2  严禁攀援支架上下，发现异常情况时，架上人员应立即撤离；

1.3  支架上垃圾应及时清除，以减轻自重并防止坠物伤人。

2、拆除规定

2.1  拆除顺序：

护栏→脚手板→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆件；

2.2  拆除前应先清除支架上杂物及地面障碍物；

2.3  拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；

2.4  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；

2.5  拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。

2.6  搭拆支架时地面应设围栏和警示标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内；

3、支架安全措施

3.1  禁止任意改变构架结构及其尺寸；

3.2  禁止架体倾斜或连接点松驰；

3.3  禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业；

3.4  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；

3.5  不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在支架上，严禁悬挂起重设备；

3.6  不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工。

4、钢管支架的防电、避雷措施

4.1  防电措施

4.1.1  钢管支架在架设的使用期间要严防与带电体接触，否则应在架设和使用期间应断电或拆除电源，如不能拆除，应采取可靠的绝缘措施。

4.1.2  钢管支架应作接地处理，设一接地极，接地极入土深度为2~2.5m。

4.1.3  夜间施工照明线通过钢管时，电线应与钢管隔离，有条件时应使用低压照明。

4.2  避雷措施

4.2.1  避雷针：

设在架体四角的钢管脚手立杆上，高度不小于1m，可采用直径为25~32mm，壁厚不小于3mm的镀锌钢管。

4.2.2  接地极：

按支架连续长度不超过50m设置一处，埋入地下最高点应在地面以下不浅于50cm，埋接地极时，应将新填土夯实，接地极不得埋在干燥土层中。

垂直接地极可用长度为1.5~2.5m，直径为25~50mm的钢管，壁厚不小于2.5mm。

4.2.3  接地线：

优先采用直径8mm以上的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢，接地线之间采用搭接焊或螺栓连接，搭接长度≥5d，应保证接触可靠。

接地线与接地极的连接宜采用焊接，焊接点长度应为接地线直径的6倍或扁钢宽度的2倍以上。

4.2.4  接地线装置宜布置在人们不易走到的地方，同时应注意与其它金属物体或电缆之间保持一定的距离。

4.2.5  接地装置安设完毕后应及时用电阻表测定是否符合要求。

4.2.6  雷雨天气，钢管支架上的操作人员应立即离开。

八、施工现场安全管理和措施

1、在主要施工部位、作业点、危险区、主要通道口挂安全宣传标语或安全警告牌；

2、施工现场全体人员严格执行《建筑安装工程安全技术规程》和《建筑安装工人安全技术操作规程》；

3、施工现场杜绝任意拉线接电；

4、配电系统设总配电箱、分配电箱、开关箱、实行分级配电。

开关箱装设漏电保护器；

5、施工机械进场安装后经安全检查合格后投入使用。