钢棒悬空支架盖梁工程施工设计方案.docx
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钢棒悬空支架盖梁工程施工设计方案
盖梁钢棒悬空支架施工方案及受力检算
一、编制依据
1、上海城西城建工程勘测设计院与华蓝设计（集团）有限公司联合体设计的施工图及图纸中有关施工要求。
2、本公司多年来桥梁的施工经验、施工技术、管理能力及装备水平；
3、本工程实施性施工组织设计以及工程现场和周围环境的实际情况。
4、《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》AQ/T9002-2006
5、现行中华人民共和国及省、市、行业的一切有关法规、规范的要求。
1）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）
2）《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）
3）根据上海城西城建工程勘测设计、华蓝设计（集团）有限公司联合体设计的《重庆市巴南区高洞子水库还建道路工程桥梁涵洞桥梁篇桥施工图》图纸及设计变更
二、工程概况：
重庆市巴南区高洞子水库工程还建道路工程大桥由我巴南建设集团有限公司承建。
本工程位于巴南区跳石镇还建道路K0+917.617至K1+088段溪沟上，其上部采用7跨－25（M）简支预应力T型混凝土T梁，共28片（中梁14片、边梁14片）；下部结构采用柱式墩、基础采用桩基础。
因本桥盖梁高度较高，采用满堂支架施工盖梁耗时长、占用大量钢管扣件等周转材料、不经济。
拟采用在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。
三、施工计划
1、设备及模板组织
进场设备计划
设备名称
型号
数量
进场情况
装载机
ZLM30
2台
已进场
汽吊
QY-25
1辆
已进场
电焊机
500型
3台
已进场
钢筋弯曲机
40型
2台
已进场
钢筋切断机
40型
2台
已进场
盖梁模板
1套
已进场
2、工期计划
准备工作：
1天
支架搭设：
2天
钢筋安装：
4天
模板安装：
2天
砼浇筑及养生：
7天
一根盖梁总工期16天。
桥梁总工期见横道图，盖梁计划12月8日全部完成
四、盖梁钢棒悬空支架施工工艺
1、悬空支架搭设
大桥盖梁尺寸为1.8m×1.8m×7.48m（宽×高×长），墩圆柱直径1.4m，盖梁简图如下：
盖梁施工悬空支架采用在两墩柱上各穿一根2.0m长φ10cm钢棒，上面采用墩柱两侧各一根9m长45b工字钢做横向主梁，搭设施工平台的方式。
主梁上面安放一排每根3.5m长的14#工字钢，间距为30cm作为分布梁。
分布梁上铺设盖梁底模。
传力途径为：
盖梁底模——纵向分布梁（14#工字钢）——横向主梁（45b工字钢）——钢楔子——φ10cm钢棒。
如下图：
φ10cm钢棒
14#工字钢
2、模型制作
盖梁的模板均采用厂制组合钢模，面板厚δ=5mm，纵横肋采用8mm角钢直接焊在面板上，外侧悬挑部分模板根据盖梁的宽度和与线路中心线的角度关系均做成定型尺寸。
3、底模铺设
工字钢横梁安装完毕后，用水平仪检查工字钢的顶面高程，无误后，在两工字钢横梁顶面安放I14工字钢，长度为盖梁底宽加1m，以设置纵向两侧的工作面。
然后在I14工字钢上铺设底模，为安装方便，底模与墩柱四周有1cm的空隙，以便调整底模的位置，空隙用水泥砂浆填塞，以防止了漏浆情况的发生。
4、钢筋加工及安装
（1）钢筋加工放样
在钢筋棚旁边找块平地，硬化，按盖梁钢筋骨架在硬化好的平地上进行放样。
（2）钢筋加工：
钢筋加工前对于局部弯曲钢筋进行调直处理，钢筋下料严格按照设计要求和规范规定，对同批同类尺寸的钢筋进行第一根加工试验，经检验合格后再批量加工。
钢筋加工时，根据图纸中的钢筋号、直径、级别、长度和数量加工，长短搭配，尽量减少接头，以节约钢材。
（3）钢筋接头：
配置在同一截面内受拉钢筋接头，其截面不得超过配筋总面积的50%。
（4）将下料好的钢筋在硬化放样好的地点进行集中加工，弯曲，焊接，批量生产。
（5）吊装钢筋：
钢筋骨架按设计制作，采用吊车或卷扬机将骨架提起，就位，人工进行调整。
安装应防止扭转变形，根据规定加焊点进行吊装。
4、侧模安装
侧模用吊车吊起安放在横向工字钢横梁顶上，并紧贴底模，每两块侧模之间用Φ16螺栓连接。
当侧模检查垂直度合格后，即可安装背带和拉杆。
背带用两根12#槽钢通过钢板连在一起，背带长度为盖梁高度加50cm，背带每1m间距直接靠在两边的侧模上，然后用Φ22拉杆（拉杆长度为盖梁宽度加30cm）通过伸出盖梁上下两端的背带牢固地连接在一起，从而使整个盖梁模型形成整体。
5、砼浇筑
浇筑砼前，要认真检查结构物的几何尺寸位置，检查支座垫石的预埋钢筋位置是否正确，用全站仪检查盖梁的四角坐标是否正确，检查侧模的竖直度是否符合规范要求，检查盖梁的轴线与线路中心线的角度是否正确，检查机具、电力配置是否齐全合理等。
经监理工程师同意后，开始浇筑砼。
1）、砼的拌制
采用搅拌站集中搅拌，拌制砼配料时，各种衡器要保持准确，对骨料的含水率经常进行检测，雨天施工要增加测量的次数，据以调整骨料和水的用量。
砼的搅拌时不得少于1.5分钟，并经常量测砼的坍落度。
2）、砼的浇注和养护
砼浇筑时，要严格水平分层（每层30cm～50cm）浇筑，分层振捣，砼要对准墩柱顶均匀入模，不要直接冲击模板和拉杆，不要外溅，以免伤人，并造成不必要的浪费。
使用插入式振动器分层振捣，振捣时与侧模要保持50～100mm的距离，插入下层砼50～100mm，每一处振动完毕后要边振动边徐徐提出振动棒，避免振动棒碰撞模板、钢筋及其它预埋件，对每一振动部位，必须振动到该部位砼密实，其表现为砼停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。
整体连续浇注时，中间不得间断。
浇过程中设专人用对讲机统一指挥，浇筑过程中要及时检查灌注速度和模型尺寸，以满足设计和规范要求。
砼浇注完毕后，要在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。
对于炎热天气，在砼表面覆盖一层麻袋片，并洒水，洒水标准要以砼表面始终保持湿润为准，一般洒水为7天，养生设置专人负责。
盖梁成品必须符合下表要求：
序号
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法或频率
备注
1
混凝土强度（Mpa）
在合格标准内
2
断面尺寸（mm）
±20
尺量：
检查3个断面
3
轴线偏位（mm）
10
全站仪或经纬仪：
纵横各测量2点
4
顶面高程（mm）
±10
水准仪：
检查3～5点
5
支座垫石预留位置（mm）
10
尺量：
每个
五、2盖梁悬空支架力学检算
1、本计算过程采用的规范如下：
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T-F50-2011）；
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《路桥施工计算手册》（GB50009-2001）
2、主要材料
14#工字钢
截面面积为：
A=2150mm2
截面抵抗矩：
W=101.7×103mm3
截面惯性矩：
I=712×104mm4
钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=215Mpa。
45b工字钢
横向主梁采用2根45b工字钢，横向间距为140cm。
截面面积为：
A=11140mm2，
X轴惯性矩为：
IX=33759×104mm4，
X轴抗弯截面模量为：
WX=1500.4×103mm3，
钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=215Mpa。
钢棒
钢棒采用φ100mm高强钢棒（A45），
截面面积为：
A=3.14×2500=7850mm2，
惯性矩为：
I=πd4/32=3.14×1004/32=981.250×104mm4
截面模量为：
W=πd3/32=9.812×104mm3
抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。
3、设计荷载
砼自重
砼自重统一取180cm梁高为计算荷载，
砼方量：
V=23m3，钢筋砼按27KN/m3计算，
砼自重：
G=23×27=621KN
盖梁长7.48m，均布每延米荷载：
q1=83.021kN/m
组合钢模板及连接件0.95kN/m2，侧模和底模每延米共计5m2，q2=4.75kN/m
14#工字钢
3.5m长14#工字钢间距0.3m，每延米3根共计10.5米，合计：
q3=10.5×0.1688=1.7724kN/m
45b工字钢
共2根，当根长9米，共重：
2×9×87.45kg=1574.1kg
q4=15.741KN
施工荷载
小型机具、堆放荷载：
q5=2.5KN
振捣混凝土产生的荷载：
q6=2KN
荷载组合及施工阶段
盖梁自重及支架自重均按恒载考虑组合系数1.2，施工荷载按活载考虑组合系数1.4。
4、受力模型
14#工字钢分布梁计算模型：
14#工字钢分布梁直接承受底模以上的自重，14#工字钢分布在圆柱两侧的45b工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距按圆柱直径140cm，故14#工字钢分布梁计算跨径为140cm，盖梁底宽为180cm，分布梁两端各悬臂100cm，悬臂有利跨中受力，不计悬臂部分，按简支梁计算，实际偏安全，如下图
工字钢主梁计算模型：
工字钢主梁承受由每根双槽钢分布梁传来的重力，按均布荷载考虑，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在两圆柱预埋的钢棒上，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为4.3m，按两端外伸悬臂计算。
如下图
4.3m
1.59m
1.59m
钢棒计算模型
钢棒为悬臂结构模型，工字钢紧贴圆柱，故只考虑钢棒受剪，4个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。
5、计算结果
14#工字钢分布梁计算
荷载q=1.2×（q1+q2）+1.4×（q5+q6）=1.2×（83.02+4.75）+1.4×（2.5+2）=111.62KN/m
14#工字钢分布梁布设间距0.3m，单根承受0.3×111.62=33.49KN，
盖梁底宽1.8m
则单根工字钢均布荷载q=33.49/1.8=18.6KN/M
计算跨径1.4m
跨中弯矩：
M=1/8ql2=0.125×18.6×1.42=4.558KN.M
σ=M/W=4.558/101.7×103mm3=44.8MPa＜【215MPa】
挠度：
f=5ql4/384EI=5×18.6×1.44/（384×2.1×712）=0.00062m<[f]=L0/400=1.4/400=0.0035m（满足要求）
45b工字主横梁计算
荷载：
q=1.2×（q1+q2+q3）+1.4×（q5+q6）=1.2×（83.02+4.75+1.77）+1.4×（2.5+2）=113.75KN/m
45工字钢设两根，单根承受q=0.5×113.75=56.874KN/M
计算跨径4.3m
1.59m
1.59m
4.3m
跨中弯矩：
M=1/2qLx[（1-a/x）（1+2a/L）-x/L]
=1/2×56.874×4.3×3.74×[（1-2.05/3.74）×（1+2×2.05/4.3）-3.74/4.3]=5.926KN.M
σ=M/W=5.926/1500.4×103mm3=3.9MPa＜【215MPa】
跨中挠度：
f=qL4（5-24a2/L2）/384EI
=56.874×4.34×（5-24×2.052/4.32）/（384×2.1×33759）=-0.324mm<[f]=l/400=4.3/400=10.75mm
悬臂端点挠度：
f=qaL3（6a2/L2+3a3/L3-1）/24EI
=56.874×2.05×4.33×（6×2.052/4.32+3×2.053/4.33-1）/（24×2.1×33759）=3.75mm<[f]=l/400=4.3/400=10.75mm
钢棒计算
荷载：
q=1.2×（q1+q2+q3）+1.4×（q5+q6）=1.2×（83.02+4.75+1.772）+1.4×（2.5+2）=113.75KN/m
Q=（113.75×7.48+15.741）/4=216.65KN
τ=Q/A=216.65×103/7850=27.6MPa<[τ]=125Mpa
结论
综合以上计算得知，此支架方案能满足施工受力要求。
六、质量技术保证措施
1、在掌握一定的设计文件、资料和相关的资料的基础上，及时取得更详细的现场实际资料，作为组织施工的依据；
2、根据本合同段的具体情况，做好施工控制测量；施工前，根据交接桩资料进行复测，复测无误后，加密导线网点，并建立重要区域的控制网点以满足施工需要，施工中的测量工作做到及时、准确，每次测量都有复核及相关的记录；
3、拌制混凝土的水泥各项技术指标，必须符和相应的国家标准，运到工地的水泥，应有供应单位提供的出厂试验报告单，并按水泥品种、标号和出厂编号分批进行检查验收，逾期水泥需复验，对不合格的水泥不得使用；
4、拌制混凝土采用坚硬、耐久、粒径在5毫米以下的天然中粗砂作为细骨料，按不同的产地、规格、品种分批储存。
5、混凝土用粗骨料为坚硬、耐久的碎石、砾石，各项技术数据必须符合"JTG/T-F50-2011"公路桥涵施工技术规范中的标准；
6、拌制和养护混凝土所用的水必须符合有关规定，以试验分析结果为准；
7、为了改善混凝土的技术性能，在拌制混凝土时适当掺入化学外加剂，各种外加剂由专门的生产单位负责供应，运到工地的外加剂无论是固体、液体，均要有适当的包装容器，并随附产品鉴定合格证书，要分批分类存放，防止变质。
在使用前认真校验、拌制、确认；
8、钢材的技术条件、验收标准和试验方法必须分别符合现行的国家标准或冶金部标准。
进入工地的钢材，均应附有制造厂的质量证明书或验收报告单。
工地试验工程师，按有关规定对购入的钢材进行验收，填发"钢筋试验鉴定报告单"作为使用本批钢材的依据。
在运输和储存过程中防止其锈蚀、污染，避免压弯，按厂名、级别、规格分批堆置在钢筋料厂，并架离地面，防止生锈，同时在钢筋上悬挂识别标牌。
七、安全生产保证措施
1、高处作业，安全带栓在操作人员垂直上方牢固处，变换工作地点将安全绳移至适当的地方，栓牢固再进行作业。
六级以上大风时，停止高空作业；
2、施工用电安全措施：
ａ、现场移动式电器设备必须使用橡皮绝缘电缆，横过通道必须穿管埋地敷设；
ｂ、熔丝的容量必须按用电负荷量装设，严禁用其他金属代替；
ｃ、配电箱及开关箱必须防雨、设门并配锁，进、出线口必须设在箱体下面，严禁设在箱体的上面、侧面、后面或箱门处，箱内严禁存放杂物，每月检查一次；电工作业人员必须持证上岗，严禁无证操作；
ｄ、电工作业必须按规定使用劳动保护用品及绝缘工具，并定期检查；
ｅ、严禁将电线栓在铁扒钉、钢筋或其他导电金属物上，电线必须用绝缘子固定，配电导线必须保证与邻近线路或设施的安全距离。
八、环境保护措施
施工时严格遵守国家关环境保护、控制环境污染的规定，采取必要的措施防止施工中的燃料、油、污水、废料和垃圾等有害物质对河流、池塘的污染，防止扬尘、汽油等物质对环境安全的污染。
将环境保护纳入施工管理，安排专人负责。
整个现场做到“五通一平”，保持工地整洁。
建立健全管理组织机构。
成立以项目经理为组长，各业务部门和生产班组为成员的环保管理组织机构。
加强教育宣传工作，提高全体职工的环保意识。
制定各项规章制度，并加强检查和监督。
在施工现场红线位置开挖排水沟，将施工用污水排放至污水沟排出。
对现场施工进行合理安排，增加白天施工工程量比例，减小施工中的噪音和振动对周边居民的影响。
对施工现场的便道经常洒水，以减少粉尘污染。
对生活垃圾要砌池存放，定期清理外运。
施工废弃物禁止乱仍乱放，要存放在指定的地点，由专人清理。
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