隧道工程系梁满堂扣件式钢管支撑架安全技术方案.docx

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隧道工程系梁满堂扣件式钢管支撑架安全技术方案

隧道工程系梁满堂扣件式

钢管支撑架安全技术方案

编制：

审核：

审批：

建设集团项目管理分公司

二○一年月

1编制依据

1.1设计文件

《某县城某隧道工程施工图设计文件第二册桥梁工程第一分册柑子林大桥》

《某县城某隧道工程施工图设计文件第二册桥梁工程第二分册乌江五桥引桥》

《某县城某隧道工程施工图设计文件第二册桥梁工程第三分册A匝道桥》

《某县城某隧道工程施工图设计文件第二册桥梁工程第四分册B匝道桥》

《某县城某隧道工程柑子林大桥工程地质勘察报告》

《某县城某隧道工程乌江五桥引桥工程地质勘察报告》

1.2规范及标准

《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）

《公路勘测规范》（JTGC10—2007）

《工程测量规范GB50026-2007》

《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）。

《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（DBJ50-086-2008）。

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）

《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2011）

《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）

《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》（建质[2009]254号）

《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162—2008）

2工程概况

2.1乌江五桥引桥

乌江五桥引桥连接某隧道出口及乌江五桥，平面位于R＝500m、900m圆曲线上，纵坡为2.966%的下坡及0.5%的上坡。

桥面横坡为双向1.5%，由顶板形成，变坡点为道路设计中心线处，该处梁高2.0m。

上部采用（3×32）＋（3×36）m预应力混凝土连续箱梁，变宽曲线梁，搭架现浇施工。

桥墩采用柱式墩，桩基础，2、5号墩采用墩梁固结，3号墩为分联墩。

0号桥台采用轻型桥台、桩基础。

桥末端接乌江五桥，桥墩为乌江五桥边墩。

桥面铺装采用10cm等厚沥青混凝土面层。

在0、3号墩及与A、B匝道相接处分别设置一道模数式80型伸缩缝。

末端伸缩缝由主桥施工单位施工。

本桥支座采用GPZ（II）系列盆式橡胶支座。

本桥上跨下坝街、南滨江路、检察院食堂，桥梁梁体侵入乌江明珠大酒店，桥墩分别位于乌江明珠小区内、检察院地下车库通道旁、乌江明珠大酒店地下车库通道旁、检察院食堂入口等处，与在建的交旅依城高层住宅紧邻。

桥位处地势呈多级台阶，且位于前述各建筑物缝隙间，位置狭窄，无法安设塔吊等运输设备，无材料运输道路，甚至吊车也无法进入。

顺桥向有10KV电杆两处及电线。

桥梁施工对相关单位工作、生活甚至出入影响很大。

所跨越的三条道路车流量大。

图1乌江五桥引桥平面布置图

图2乌江五桥引桥侧立面示意图

图3乌江五桥引桥剖面示意图

图4乌江五桥引桥盖梁示意图

图5乌江五桥引桥盖梁断面示意图

2.2A匝道桥

A匝道桥位于R＝200m和R＝25m的圆曲线以及直线上，纵坡为1.5%、2.85%的下坡及1.5%的上坡。

梁底板平置，梁顶板倾斜调整桥面坡度。

上部第一联为（2＋21＋3×25＋21）m预应力混凝土连续箱梁，第二联、第三联分别为（16.5＋16＋17）m和3×16.5m钢筋混凝土连续箱梁，梁高均为1.5m。

梁体为变宽曲线梁，搭架现浇施工。

桥墩采用柱式墩，桩基础，5、8号墩为分联墩。

桥台采用U型台，桩基础。

桥面铺装采用10cm等厚沥青混凝土面层。

在0、5、8号桥台处分别设置一道模数式80型伸缩缝。

支座采用GPZ（II）系列盆式橡胶支座。

本桥经检查院食堂，检查院停车场，游乐场，巴南集团交旅依山的施工区域及活动房屋、变压器、油罐，运动公园塑胶篮球场、乌江五桥项目部驻地、石油公司的瓦房。

图6A匝道桥平面示意图

图7A匝道桥侧立面示意图

图8A匝道桥立面示意图

图9A匝道桥系梁断面示意图

2.3柑子林大桥

表1柑子林大桥顶系梁统计表

序号

墩号

长（m）

宽（m）

高（m）

体积（m3）

支撑架高

图号

备注

1

左1

2.7

1.1

1.5

4.46

10.00

S2－1－3、18、31

2

左2

0

0

0

0.00

0.00

S2－1－3、18、31

3

左3

2.7

1.1

1.5

4.46

15.50

S2－1－3、18、31

4

左4

2.7

1.6

1.5

6.48

13.50

S2－1－3、19、32

5

左5

2.7

1.1

1.5

4.46

12.50

S2－1－3、18、31

6

左6

0

0

0

0.00

0.00

S2－1－3、18、31

7

左7

2.7

1.1

1.5

4.46

10.00

S2－1－3、18、31

8

右1

2.7

1.1

1.5

4.46

13.50

S2－1－4、18、31

9

右2

0

0

0

0.00

0.00

S2－1－4、18、32

10

右3

2.7

1.1

1.5

4.46

15.00

S2－1－4、18、33

11

右4

2.7

1.6

1.5

6.48

13.50

S2－1－4、19、32

12

右5

2.7

1.1

1.5

4.46

12.50

S2－1－4、18、31

13

右6

0

0

0

0.00

0.00

S2－1－4、18、31

14

右7

2.7

1.1

1.5

4.46

8.50

S2－1－4、18、31

合计

48.60

表2柑子林大桥柱高统计表

序号

桩号

柱高

是否有顶系梁

备注

1

ZG1-1

11.5

有

2

ZG1-2

11.44

有

3

ZG2-1

17.5

无

4

ZG2-2

17.44

无

5

ZG3-1

17

有

6

ZG3-2

16.94

有

7

ZG4-1

15

有

8

ZG4-2

14.94

有

9

ZG5-1

14

有

10

ZG5-2

13.94

有

11

ZG6-1

13

无

12

ZG6-2

12.94

无

13

ZG7-1

11.5

有

14

ZG7-2

11.44

有

16

YG1-1

14.94

有

17

YG1-2

15

有

18

YG2-1

18.04

无

19

YG2-2

18

无

20

YG3-1

16.58

有

21

YG3-2

16.5

有

22

YG4-1

15.08

有

23

YG4-2

15

有

24

YG5-1

14.08

有

25

YG5-2

14

有

26

YG6-1

12.49

无

27

YG6-2

12.5

无

28

YG7-1

9.94

有

29

YG7-2

10

有

由上表可知，操作架最大搭设高度18.04m，有顶系梁的柱Z3－1最大搭设高度17m，顶系梁支承架最大搭设高度15.5m。

按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）、《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》（建质[2009]254号）的规定，需要单独编制安全技术措施。

图10柑子林大桥系梁断面图

（一）

图11柑子林大桥系梁断面图

（二）

3满堂扣件式钢管支撑架安全技术措施

本方案以柑子林大桥为例进行计算。

3.1构配件

3.1.1钢管

脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091中规定的Q235普通钢管；钢管的钢材质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235级钢的规定。

脚手架钢管宜采用Φ48.3×3.6钢管。

每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。

3.1.2扣件

扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作，其质量和性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定。

采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。

扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N·m时，不得发生破坏。

3.1.3脚手板

脚手板可采用钢、木、竹材料制作，单块脚手板的质量不宜大于30kg。

木脚手板材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》GB50005中IIa级材质的规定。

脚手板厚度不应小于50mm，两端宜各设置直径不小于4mm的镀锌钢丝箍两道。

竹脚手板必须采用由毛竹或楠竹制作的竹串片板；竹串片脚手板应符合现行行业标准《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164的相关规定。

3.1.4可调托撑

可调托撑螺杆外径不得小于36mm，直径与螺距应符合现行国家标准《梯型螺纹》GB/T5796.2、GB/T5796.3的规定。

可调托撑的螺杆与支托板焊接应牢固，焊缝高度不得小于6㎜；可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得少于5扣，螺母厚度不得小于30㎜。

可调托撑抗压承载力设计值不应小于40kN，支托板厚不应小于5㎜。

3.2立杆布置平面图

图12柑子林大桥顶系梁支撑架立杆布置平面图

3.3设计计算

钢材的强度设计值与弹性模量应按下表采用。

表3钢材的强度设计值与弹性模量（N／mm2）

Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f

205

弹性模量E

2.06×105

扣件、底座、可调托撑的承载力设计值应按下表采用。

表4扣件、底座、可调托撑的承载力设计值（kN）

项目

承载力设计值

对接扣件（抗滑）

3.20

直角扣件、旋转扣件（抗滑）

8.00

底座（抗压）、可调托撑（抗压）

40.00

3.3.1底模板

向专业厂家定制大型钢模板。

3.3.1.1抗弯强度验算

f=215N/mm2=2.15E8N/m2

以一块底模为例进行计算。

面板厚δ＝0.006m，宽度b＝0.3m，横肋间距l=0.3m。

按简支跨计算。

q=dγ=1.5*2.6E4=3.9E4N/m2

Mmax=ql^2/8=3.9E4*0.3^2/8=438.75N.m

Wn=bh^2/3=0.3*0.006^2/3=3.6E-6m3

σ＝Mmax/wn=438.75/3.6E-6=1.21875E+08N/m2

抗弯强度合格。

3.3.1.2挠度验算

E=2.06E11Pa

I=bh3/12=0.3*0.006^3/12=5E-09m4

ν=5qgl4/384EI=5*3.9E4*0.3^4/384/2.06E11/5E-09=3.993E-03m

<[v]=1.5E-3m

挠度未超过容许值。

3.3.2横梁验算

模板自重力：

自加工模板质量为100kg/m2

采用0.1*0.1m木枋。

按TC11B计，E=9E9Pa

I=bh3/12=0.1*0.1^3/12＝8.333E-06m4

表5荷载计算

构件

厚度

荷载

标准值

模板

自重

混凝土

自重

钢筋

自重

混凝土

侧压力

人机

振捣

荷载

倾倒

荷载

风载

最不利值

m

G1k

G2k

G3k

G4k

Q1k

Q2k

Q3k

wk

q

1.5

1000

3600

1150

1000

2000

N/m2

荷载设计值

分项

系数

ri

1.35

1.35

1.35

1.35

1.4

1.4

1.4

1.4

荷载

设计值

1350

4860

1553

0

1400

2800

0

0

承载能力

计算

√

√

√

√

10563

挠度

计算

√

√

√

7763

图13内力计算简图

表6柑子林大桥系梁（1.6m）

内力计算

杆端内力值-----------------------------------------------------------------------------------------------

杆端1杆端2

----------------------------------------------------------------------------------

单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

-----------------------------------------------------------------------------------------------

10.000000001584.205480.000000000.00000000-3697.29451-369.851708

20.000000003168.90000-369.8517080.00000000-3168.90000-369.851708

30.000000003697.29451-369.8517080.00000000-1584.205480.00000000

-----------------------------------------------------------------------------------------------

反力计算

约束反力值（乘子=1）

-----------------------------------------------------------------------------------------------

结点约束反力合力

支座----------------------------------------------------------------------------------

结点水平竖直力矩大小角度力矩

-----------------------------------------------------------------------------------------------

10.000000001584.205480.000000001584.2054890.00000000.00000000

20.000000006866.194510.000000006866.1945190.00000000.00000000

30.000000006866.194510.000000006866.1945190.00000000.00000000

40.000000001584.205480.000000001584.2054890.00000000.00000000

-----------------------------------------------------------------------------------------------

图14弯矩图（单位：

kN.m）

图15剪力图（单位：

kN）

图16反力图（单位：

kN）

图17位移计算简图

图18单元位移分析简图

图19单元位移分析（单位：

m）

表7柑子林大桥系梁支撑架

横梁验算表

基本参数

宽度b

高度h

惯性矩I

截面抵抗矩W

毛截面惯矩Sm

弹性模量E

（m）

（m）

（m4）

（m3）

（m3）

（pa）

0.1

0.1

8.33333E-06

1.67E-04

1.25E-04

9.00E+09

弯矩M（N.m）

365.513

剪力Q（N）

3412.017

小楞跨度（m）

0.6

计算结果

计算项目

计算值

容许项目

容许值

结论

弯曲应力

σw（Pa）

2.193E+06

[σw]

1.20E+07

满足要求

剪应力

τ（Pa）

5.118E+05

[τ]

1.90E+06

满足要求

挠度

v（m）

8.000E-05

[v]

6.00E-04

满足要求

3.3.3立杆稳定性验算

本工程满堂支撑架搭设最大高度15.4m，搭设宽度2.4m。

支撑架高宽比＝15.4/2.4=6.4>2.5。

支架两侧与柱进行刚性连接，连接的间距＝2.4*2.5＝6m，即支架两侧与柱进行刚性连接的间距不能大于6m。

表8脚手架搭设基本数据

Lx

Ly

h

需要宽度

搭设宽度

净跨

搭设纵长

搭设高度

纵列

横排

层数

m

m

m

m

m

m

m

m

列

排

层

0.9

0.6

1.2

1.6

1.8

2.7

2.7

15.4

4

4

13

表9脚手架自重计算

大横杆总质量

小横杆总质量

立杆总质量

扣件

每根立杆承受自重

kg

kg

kg

N

N

599

413

978.2

2745.6

2959.6

表10脚手架参数计算

立杆计算长度

λ

受压构件稳定系数

附加系数

高宽比

顶部

非顶部

k

μ1

a

l0

μ2

l0

φ

m

m

m

1.217

2.0

1.257

0.500

3.4

2.225

3.2

211.666

0.162

表11力学计算及结论

永久荷载

可变荷载

φAf

N

结论

模板

混凝土

钢筋

人机

振捣

倾倒

G1K

每立杆承受的混凝土

G2K

G3K

Q1K

Q2K

Q3K

N/m2

m3

N/m2

N/m2

N/m2

N/m2

N/m2

N

N

1000

0.405

9720

608

1000

2000

2000

16770

12782

稳定

3.3.4脚手架地基承载力计算

立杆置于承台上，承台混凝土设计强度为C30。

立杆下底托的尺寸为0.1m*0.1m，故A＝0.1*0.1＝1E-2m2。

Pk=Nk/A=12782/1E-2=1.2782E6Pa

能满足强度要求。

3.4构造要求

3.4.1满堂支撑架

可调托撑螺杆伸出长度不应超过300mm，插入立杆内的长度不得小于150mm。

因本工程满堂支撑架高宽比大于2，满堂支撑架应在支架的四周和中部与结构柱进行刚性连接。

3.4.2脚手架纵向水平杆、横向水平杆、脚手板

纵向水平杆的构造应符合下列规定：

1纵向水平杆应设置在立杆内侧，单根杆长度不应小于3跨；

2纵向水平杆接长应采用对接扣件连接或搭接，并应符合下列规定：

1）两根相邻纵向水平杆的接头不应设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的1/3。

（a）接头不在同步内（立面）（b）接头不在同跨内（平面）

1——立杆；2——纵向水平杆；3——横向水平杆

图20纵向水平杆对接接头布置

2）搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定；端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。

3当使用木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为纵向水平横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。

横向水平杆的构造应符合下列规定：

作业层上非主节点处的横向水平杆，应根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2；

主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。

脚手板的设置应符合下列规定：

1作业层脚手板应铺满、铺稳、铺实；

2木脚手板、竹串片脚手板等，应设置在三根横向水平杆上。

当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与横向水平杆可靠固定，严防倾翻。

脚手板的铺设应采用对接平铺或搭接铺设。

脚手板对接平铺时，接头处应设两根横向水平杆，脚手板外伸长度应取130mm~150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm；脚手板搭接铺设时，接头应支在横向水平杆上，搭接长度不应小于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。

3作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板的两端均应固定于支承杆件上。

3.4.3立杆

每根立杆底部连续设置50*100的木枋作垫板。

脚手架必须设置纵、横向扫地杆。

纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距钢管底端不大于200mm处的立杆上。

横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

脚手架立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。

靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。

图21纵、横向扫地杆构造

1——横向扫地杆；2——纵向扫地杆

脚手架立杆的对接、搭接应符合下列规定：

1当立杆采用对接接长时，立杆的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不应小于500㎜；各接头中心至主节点的距离不应大于步距的1/3；

2当立杆采用搭接接长时，搭接长度不应小于1m，并应采用不少于2个转扣件固定。

端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

脚手架立杆顶端栏杆应高出垫石上口1.5m。

3.4.4与柱子的连接

脚手架每排与柱连接。

连接件的布置应符合下列规定：

1应靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；

2应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其它可靠措施固定；

连接件应呈水平设置。

连接件必须采用可承受拉力和压力的构造。

3.4.5斜道

人行并兼作材料运输的斜道的型式应按下列要求确定：

1高度不大于6m的脚手架，应采用一字型斜道；

2高度大于6m的脚手架，应采用之字型斜道。

斜道的构造应符合下列规定：

1斜道应附着外脚手架或建筑物设置；

2运料斜道宽度不应小于1.5m，坡度不应大于1:

6；人行斜道宽度不应小于1m，坡度不应大于1:

3；

3拐弯处应设置平台，其宽度不应小于斜道宽度；

4斜道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板。

栏杆高度应为1.2m，挡脚板高度不应小于180