正公路节点上跨桥支架方案.docx

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正公路节点上跨桥支架方案

红星路南延线工程

正公立交节点上跨桥现浇梁支架施工方案

批准：

审核：

校核：

编写：

中国水电建设集团路桥工程有限公司

成都天府新区红星路南延线项目总承包部

2012年12月

方案编号：

HXL-054FA

一、编制依据

（1）编制依据

①《正公路-红星路南延线互通桥梁、涵洞工程施工图》

②《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

③《路桥施工计算手册》

④《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

⑤《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T194-2009）

（2）初步评审意见执行情况

①框架内的支架根数太多，占道较大，施工时应防止过往车辆及机具撞击支架，且施工时工字钢应顶紧框架的顶板；

执行情况：

框架内设置安全标示、标牌对过往人员进行提醒，进入隧道前应对工人进行安全教育，确保框架内支架施工期间的安全；支架施工时，通过调整顶托，将工字钢顶紧框架的顶板。

②补充方案编制及计算依据；

执行情况：

已将实际计算中所涉及依据进行补充，见编制依据。

③补充支架顶部，钢管与木枋、模板的连接细部图；

执行情况：

已按要求进行补充，见《正公立交上跨桥现浇梁段中横梁配杆横断面图》。

④施工方案中应在箱梁上标出两次浇筑的分隔线，以便指导施工；

执行情况：

已按要求进行补充，见《正公立交上跨桥现浇梁段中横梁配杆横断面图》。

⑤各部位“钢管碗口支架”应为“钢管碗扣支架”，并应严格按照规范要求连接；

执行情况：

施工时，应注意杆件安装顺序及接头处理要求，并应按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）进行连接。

⑥荷载计算中，横断面上荷载相差很大，求的平均值和实际荷载差别也很大，请复核；

执行情况：

为确保施工期间支架安全，本方案已增加对现浇箱梁腹板位置荷载验算，验算结果满足要求。

⑦对既有管线的调查情况应说明，并安排相应的保护、迁改措施；

执行情况：

本方案编制前，已对施工范围内的所有管线进行排查，不存在需要保护的管线，则方案中不做考虑。

⑧安全施工措施应包含梁体施工时支架顶部设置安全防护网，道路面设置24小时交通引导员，重点防止过往车辆撞击支架。

执行情况：

施工时应加强防护措施，设置安全防护网；支架为重点部位，也是重大安全隐患源，需派专人对支架范围内道路安全进行引导，防止过往车辆撞击支架。

二、工程概况

正公路—红星路南延线节点在正公路方向为下穿隧道，红星路方向为高架桥，桥梁上跨正公路。

桥梁起讫里程为HXK6+258.641—HXK6+584.641，桥长326m。

孔跨布置为：

3×30+（40+60+40）+3×30m,桥梁宽度为23m,左右幅合修。

其中（40+60+40）m为现浇连续梁，3×30m为先简支后桥面连续小箱梁。

（40+60+40）m连续梁采用满堂支架现浇施工，本方案为针对该主线桥现浇梁满堂支架施工安全编制。

现浇连续箱梁为变高预应力混凝土连续箱梁，箱梁中敦支点处梁高3.6m，跨中及边墩支点处梁高1.8m，箱梁横截面设计为直腹式箱梁。

箱梁全宽23m，设置为单箱多室，底板和梁高按照不同2次抛物线变化，腹板厚度按照折线变化。

箱梁腹板上设置通气孔，箱室底板最低处设置泄水孔。

现浇连续箱梁施工时采用满堂支架作支撑，支架搭设高度约在6.5～10m。

满堂支架搭设完成后，在浇筑混凝土前应对满堂支架进行等荷载预压，以检验支架的承受能力、消除支架非弹性变形、确定模板搭设的预拱度。

本工程施工主要包括：

支架基底处理、支架搭设、支架验收、支架预压、混凝土浇筑及浇筑过程中支架监测和支架拆除。

正公路主线桥现浇连续箱梁结构如下图所示。

现浇箱梁结构图

三、现浇梁施工方法

本工程现浇连续梁均采用落地式满堂碗扣支架，搭设支架时，应遵循以下原则：

地基处理→摆底托→立钢管→放置顶托→搭设工字钢→搭设方木→支底模→预压→调整预拱度→模板制安→绑底板腹板钢筋→支内模→浇顶板腹板混凝土→绑顶板钢筋→浇筑顶板混凝土→张拉→灌浆→拆架等工序。

碗扣支架上搭设工字钢和方木，支架基础需进行处理，支架强度、刚度、稳定性需进行验算，支架搭设完毕后进行支架预压，预压荷载系数取1.1，通过预压消除支架非弹性变形及找出支架弹性变形规律。

箱梁混凝土浇筑采用二次浇筑法，第一次浇筑底板和腹板直至腹板与翼缘板连接处（倒角处），第二次浇筑顶板和翼缘板。

四、满堂支架基础处理

首先对满堂支架基础进行设计，本项目支架基础从上到下为30cmC25混凝土，次下层为30cm连砂石基础，最下层为回填土基础，连砂石及素土基础应碾压密实，密实度不小于96%，纵向坡度3#墩—5#墩为0.66%，5#墩—6#墩为0.3%。

基础两侧设排水边沟，将积水引入附近雨水检查井内。

框架段上基础采用先回填粘土（保护隧道顶板防水层），再回填砂砾石，浇筑30cm厚C25垫层。

两侧混凝土宽度超出桥面横向投影宽1m，填土至框架顶部高度2m，采用1:

1放坡。

靠近6#墩承台处有一根原华大路排污管道，由于桩基施工，造成该管道堵塞无法排水，管道口处形成一面积约50平米的水塘。

由于长期受积水的浸润，造成该水塘范围内覆盖层土体软化，含水量极大，呈淤泥质软土状，无法检测基础承载力，因此，施工前需对该水塘内含水量过大的土体进行清理。

采用砂砾石换填，换填深度3m，面积50m2。

五、现浇梁满堂支架搭设

根据现浇梁设计图纸，满堂支架搭设采用Φ48mm×3.5mm钢管碗口架，搭设碗口架前根据梁底标高及基础标高进行立杆配置，搭设采用以下方式：

梁下：

（1）纵向：

在中横梁中线两侧各3米范围内横杆间距采用0.3m;中横梁中线两侧各3m～13m范围内横杆间距采用0.6m；端横梁处设置3排横杆间距0.6m；其余横杆间距采用0.9m。

（2）横向：

间距均采用0.6m。

（3）竖向：

步距为1.2m。

翼缘板：

碗口架横杆纵向横向间距均为0.9m,步距均为1.2m。

支架宽出翼板100cm，并搭设宽1.5m、坡度不陡于45度的人行扶梯，用钢管搭设高1.2m的护栏，并挂安全网。

支架之间用碗扣式钢管可靠连接，支架内外用剪刀撑加固。

剪刀撑：

立面：

纵向间距不大于5m设剪刀撑，横向梁下设4排剪刀撑，间距不大于5m,翼缘板处两侧各设一道剪刀撑，翼缘板剪刀撑与梁下剪刀撑连成一体，剪刀撑应用扣件与碗口架立杆锁牢。

立杆下端设底托，底托直接放置于混凝土剪刀撑与地面成45°～60°角。

垫层上，底托伸出长度不大于0.3m,立杆顶端设顶托，顶托长度不大于0.25m。

顶托上主楞布设：

在中横梁中线两侧各1.5m范围内顶托上放置14cm×9cm方木，中横梁两侧13m外90cm横杆段箱梁腹板位置布设10m长16cm×9cm方木作为主龙骨，其它段顶托上放置10cm×10cm放方木作为主龙骨，横向间距60cm，主龙骨均纵向放置；在主楞上放9cm×9cm方木作为次龙骨，次龙骨纵向间距20cm，均横向放置，龙骨安放时应注意主龙骨的接头位置与次龙骨的接头错开。

次龙骨上放置15mm厚竹胶板作为现浇梁底模，模板拼缝严密、平顺。

搭设注意事项

（1）接头组装：

接头是立杆同横杆的连接装置，要确保接头锁紧。

组装时，先将上碗扣搁置在限位销上，将横杆接头插入下碗扣，使接头弧面与立杆密贴，待全部接头插入后，将上碗扣套下，并用榔头顺时针沿切线敲击上碗扣凸头，直至上碗扣被限位销卡紧不再转动为止。

如发现上碗扣扣不紧，或限位销不能进入上碗扣螺旋面，要检查立杆与横杆是否垂直，相邻的两下碗扣是否在同一水平面上（即横杆水平度是否符合要求）；下碗扣与立杆的同轴度是否符合要求；下碗扣的水平面同立杆轴线的垂直度是否符合要求；横杆接头与横杆是否变形；横杆接头的弧面中心线同横杆轴线是否垂直；下碗扣内有无砂浆等杂物充填等；如是装配原因，则要调整后锁紧；如是杆件本身原因，则拆除，并送去整修。

（2）杆件组装顺序：

在已处理好的混凝土基垫上按设计位置安放立杆可底托，其上安装立杆，调整立杆可调座，使同一层立杆接头处于同一水平面内，以便装横杆。

组装顺序是：

立杆底座→立杆→横杆→斜杆→接头锁紧→脚手板→上层立杆→横杆。

要求至多二层向同一方向，或由中间向两端推进，不得从两边向中间合拢组装，否则中间杆件会因两侧架子刚度太大而难以安装。

（3）组装注意事项：

所有构件都要按设计及脚手架有关规定设置。

在搭设过程中，注意调整整架的垂直度，要求整架垂直度小于1/500L，但最大允许偏差为50mm。

在搭设、拆除或改变作业程序时，非施工人员禁止进入。

六、满堂支架验算

本现浇梁为单联三跨四室，现浇梁端横梁侧及中跨跨中为1.8米厚，中横梁为3.6米厚，其余线性渐变。

因各断面的横断面结构尺寸不同，故只对结构荷载最大处进行验算。

1、荷载组合及计算截选取

现浇箱梁采用满堂支架法施工，箱梁支架全部采用钢管碗扣支架。

根据支架使用说明，通过对箱梁断面的计算，最终确定支架施工方案。

2、截面面积

箱梁的截面为17.5m×1.8～3.6m,按箱梁腹板下最不利断面计算截面积，断面具体位置详见支架纵断面图1。

1-1截面（端横梁处）：

17.5×1.8=31.5m²；

2-2截面（中横梁两侧13m处断面）：

17.5×（0.25+0.368）+（0.55+0.55+0.55+0.55+0.55）×1.763+0.8×0.2×4+0.3×0.2×4=16.543m²；

3-3截面（中横梁两侧3m处断面）：

（0.25+0.55）×17.5+（0.65+0.65+0.65+0.95+0.95）×2.558+0.8×0.2×4+0.3×0.2×4=24.728m²

4-4截面（中横梁处断面）

17.5×3.6-1×1.2×4=58.2m²

3、荷载计算

（1）新浇筑混凝土自重标准值：

钢筋混凝土容重：

26KN/m3

1-1断面端横梁单位荷载：

q端横梁=31.5/17.5×26=46.8KN/m²

2-2断面单位荷载：

q过渡段=16.543/17.5×26=24.6KN/m²

3-3断面单位荷载：

q过渡段=24.728/17.5×26=36.8KN/m²

4-4断面单位荷载：

q中横梁=58.2/17.5×26=86.5KN/m²

（2）模板及支撑梁自重标准值：

①竹胶板自重标准值、钢模自重标准值：

竹胶板容重：

0.084KN/m²（厚度为1.5cm）；钢模容重0.637KN/m²

Q外模=（17.1+0.514×2）×0.084/17.5+0.637×（0.31+0.74）×2/17.5=0.16KN/m²

②主楞：

A中横梁段14cm×9cm方木自重标准值：

方木容重：

6KN/m3

主楞横向间距60cm，次楞下纵梁为14cm×9cm，间距60cm,底板下共30根：

q方木=30×0.14×0.09×0.6×6/17.5/0.6=0.144KN/m²

B其它断面10cm×10cm方木自重标准值：

方木容重：

6KN/m3

主楞横向间距60cm，次楞下纵梁为10cm×10cm，间距60cm,底板下共30根：

q方木=30×0.1×0.1×0.6×6/17.5/0.6=0.1KN/m²

③次楞：

方木容重：

6KN/m3

模板下横梁为9cm×9cm方木，间距20cm,横桥向长度取18m

q横梁=4×18×0.09×0.09×6/17.5=0.2KN/m²

④、空心内模竹胶板自重标准值：

竹胶板容重：

0.084KN/m²（厚度为1.5cm）

2-2：

q芯模=[（3.7-0.6+3.7-1.6+1.76×2-0.8）×4+0.82×8+0.36×8]×0.084/17.5=0.20KN/m²

3-3：

q芯模=[（3.45-0.6+3.45-1.6+2.58×2-0.8）×4+0.82×8+0.36×8]×0.084/17.5=0.22KN/m²

4-4：

q芯模=（1+1.2）×2×4×0.084/17.5=0.08KN/m²

a:

1-1断面模板及支撑梁自重标准值合计：

0.16+0.1+0.2=0.46KN/m²

b:

2-2断面模板及支撑梁自重标准值合计0.16+0.1+0.2+0.2=0.66KN/m²

c:

3-3断面模板及支撑梁自重标准值合计0.16+0.144+0.2+0.22=0.72KN/m²

d:

4-4断面模板及支撑梁自重标准值合计0.16+0.144+0.2+0.08=0.58KN/m²

（3）施工人员和施工料具行走运输或堆放荷载

a、模板验算：

均布荷载取2.5KN/m²（以下数据参见《桥梁施工工程师手册》）

b、支撑梁：

均布荷载取1.5KN/m²

c、支架验算：

均布荷载取1.0KN/m²

（4）振捣混凝土对水平面产生的荷载2.0KN/m²

（5）考虑风荷载的影响，水平风荷载的标准值按下式计算

WK=0.7μsμzW0=0.7×1.0×0.8×0.35=0.20KN/㎡

式中WK——风荷载标准值（KN/㎡）；

μs——风荷载体型系数；按《建筑结构荷载规范》规定取1.00；

μz——风压高度变化系数；按《建筑结构荷载规范》规定取0.8；

W0——基本风压（KN/㎡）；按《建筑结构荷载规范》查得0.35KN/㎡。

4、支架搭设荷载验算

（1）最不利荷载组合

现浇梁处支架立杆横向间距为60cm，纵向间距分别为30cm、60cm、90cm，支架步距120cm，模板圆角采用钢模板、其余采用竹胶板。

取单位荷载最大的梁断面处分别进行验算。

根据规范要求，所采用的荷载设计值，应取荷载标准值分别乘以相应的荷载分项系数再进行组合。

永久荷载的分项系数取1.2，可变荷载的分项系数取1.4；计算构件变形（挠度）时，荷载设计值、各类荷载分项系数均取1.0。

①1-1断面验算

该段组合后最不利设计荷载为：

1.2×46.8+1.4×（0.46+2.5+2+0.2）=63.4KN/㎡

a模板验算

横桥向跨径b=0.6m,纵桥向宽度L1=0.2m.

模板上平均荷载为：

63.4×0.2=12.68KN/m

模板跨中弯矩计算：

M1/2=qL12/8，W=bh2/6

强度验算：

按连续结构计算

σ=M/W=6qL2/（8bh2）=6×38.04×0.22/（8×0.6×0.0152）/1000=8.45MPa<〔σ〕=50MPa（厂家提供）

强度满足要求。

刚度验算：

模板计算截面的惯性矩Ixo=bh³/12=0.6×0.015³/12=1.69×10-7m³

竹胶板弹性模量：

E＝7.9×106KN/m2（厂家提供），将上述数值代入下式，则竹胶板模板在均布荷载作用下的挠度为：

δ=3qL4/384EIxo=3×38.04×0.24/（384×7.9×106×1.69×10-7）=3.56×10-4m。

查《木结构设计规范（GB50005-2003）》中表4.2.7可知，受弯构件的挠度限制值为[ω]=L/200=0.2/200=1×10-3m，则有δ<[ω]，模板的挠度满足规范要求。

结合上述计算，模板强度和刚度都满足施工要求。

b主楞验算

支架托架顶纵桥向采用10cm×10cm方木强度验算，跨度为0.6m，取0.6m长度为计算荷载，按连续梁计算。

方木间距为0.6m。

木材顺纹抗拉容许强度为［σ］＝11MPa，弹性模量E＝1.1×104MPa。

纵向方木的截面特性如下：

截面惯性矩I＝bh3/12=10×103/12=833cm4=8.33×10-6

截面抵抗矩W=bh2/6=0.1×0.12/6=0.00017m3

纵梁跨度：

L=0.6m；横桥向宽度L1=0.6m

纵梁单位荷载：

q=63.4×0.6=38.04KN/m

跨中弯矩：

M=qL²/8=0.125×38.04×0.62=1.71KN.m

强度验算：

σ=M/W=1.710/0.00017/1000=10.1MPa<［σ］=11MPa

符合要求。

计算其挠度

受弯构件的挠度验算按下式进行：

ω≤[ω]

其中，ω为按荷载组合值计算的挠度，其按下式计算：

ω＝3qL4/384EI=3×38.04×0.64/384×1.1×104×8.33×10-6=0.42mm

[ω]为受弯构件的挠度限值[ω]=L/250=0.6×103/250=2.4mm

由上述计算可知ω＜[ω]，因此横向方木刚度满足规范要求符合要求。

c次楞验算

底模下方木规格为9×9cm，纵向间距为20cm；方木下铺主楞方木，横向间距为60cm。

木材顺纹抗拉容许强度为［σ］＝11MPa，弹性模量E＝1.1×104MPa。

纵向方木的截面特性如下：

截面惯性矩I＝bh3/12=9×93/12=546.8cm4=5.468×10-6

受力计算

方木单位长度的均布荷载：

q=63.4×0.2=12.7KN/m

强度验算：

M=qL2/8=12.7×0.62/8=0.57KN.m

W=bh2/6=0.09×0.092/6=0.00012m3

σ=M/W=0.57/0.00012/1000=4.75MPa<〔σ〕=11MPa

挠度验算：

fmax=qL4/（128EI）=12.7×0.64/（128×1.1×104×5.468×10-6）=0.21mm

[ω]为受弯构件的挠度限值，查《木结构设计规范（GB50005-2003）》中表4.2.7，[ω]=L/250=0.6/250=2.4mm

由上述计算可知ω＜[ω]，因此纵向方木刚度满足规范要求。

强度和挠度均满足要求。

d支架验算

端横梁处支架采用Φ48×3.5mm钢管，支架竖杆横向间距为60cm，纵向间距为60cm，步距h取1.2m。

每延米钢管重量为3.84Kq/m。

截面抵抗矩：

W=5.08cm3（d2、d1分别为钢管的外径和内径）

截面惯性矩：

I=12.19cm4

回转半径：

i=1.58cm

弹性模量：

E=2.05×105MPa容许应力〔σ〕=205MPa立杆截面积A=4.89×10-4m²

立杆稳定性验算：

立杆稳定性应满足下式：

N≤ψA〔σ〕

立杆截面积A=4.89×10-4m²，回转半径i=1.58cm，〔σ〕=2.15×106KN/m2。

N=1.2NQK/K1+1.4ΣNQiK（i从1到n）

K1：

高度调整系数，取1.0

NQK：

脚手架自重产生的轴心压力标准值，NQK=Hd×qK，Hd为脚手架的高度，Hd=10米，qK可以查表得0.14，NQK=10×0.14=1.4KN

ΣNQiK为施工荷载产生对立杆的轴心压力标准值的总和：

QK=63.5KPa

ΣNQiK=Lb×L×QK=0.6×0.6×63.4=22.82KN

N=1.2×1.4/1.0+1.4×22.82=33.68KN

立杆稳定性应满足下式：

N≤ψA〔σ〕

由于步距b=1.2m,长细比λ=b/i=120/1.58=75.95，查表得压杆的稳定系数ψ=0.667。

[N]=ψA〔σ〕=0.667×489×205=66863N=66.86KN

由此可得N＜ψA〔σ〕，说明立杆稳定性满足要求。

强度验算：

σ=N/A=33.68/4.89×10=68.88MPa＜〔σ〕=205Mpa

立杆强度满足要求。

②2-2断面验算

该段组合后最不利设计荷载为：

1.2×24.6+1.4×（0.66+2.5+2+0.2）=37.02KN/㎡

a模板验算

横桥向跨径b=0.6m,纵桥向宽度L1=0.2m.

模板上平均荷载为：

37.02×0.6=22.21KN/m

模板跨中弯矩计算：

M1/2=qL12/8，W=bh2/6

强度验算：

按连续结构计算

σ=M/W=6qL2/（8bh2）=6×22.21×0.22/（8×0.6×0.0152）/1000=4.94MPa<〔σ〕=50MPa（厂家提供）

强度满足要求。

刚度验算：

模板计算截面的惯性矩Ixo=bh³/12=0.6×0.015³/12=1.69×10-7m³

竹胶板弹性模量：

E＝7.9×106KN/m2（厂家提供），将上述数值代入下式，则竹胶板模板在均布荷载作用下的挠度为：

δ=3qL4/384EIxo=3×22.21×0.24/（384×7.9×106×1.69×10-7）=2.1×10-4m。

查《木结构设计规范（GB50005-2003）》中表4.2.7可知，受弯构件的挠度限制值为[ω]=L/200=0.2/200=1×10-3m，则有δ<[ω]，模板的挠度满足规范要求。

结合上述计算，模板强度和刚度都满足施工要求。

b主楞验算

支架托架顶纵桥向采用16cm×9cm方木强度验算，跨度为0.9m，取0.9m长度为计算荷载，按连续梁计算。

方木间距为0.6m。

木材顺纹抗拉容许强度为［σ］＝11MPa，弹性模量E＝1.1×104MPa。

纵向方木的截面特性如下：

截面惯性矩I＝bh3/12=16×93/12=972cm4=9.72×10-6

截面抵抗矩W=bh2/6=0.16×0.092/6=0.00022m3

纵梁跨度：

L=0.9m；横桥向宽度L1=0.6m

纵梁单位荷载：

q=37.02×0.6=22.21KN/m

跨中弯矩：

M=qL²/8=0.125×22.21×0.92=2.25KN.m

强度验算：

σ=M/W=2.25/0.00022/1000=9.5MPa<［σ］=11MPa

符合要求。

计算其挠度

受弯构件的挠度验算按下式进行：

ω≤[ω]

其中，ω为按荷载组合值计算的挠度，其按下式计算：

ω＝3qL4/384EI=3×22.21×0.94/384×1.1×104×8.33×10-6=1.24mm

[ω]为受弯构件的挠度限值[ω]=L/250=0.6×103/250=2.4mm

由上述计算可知ω＜[ω]，因此横向方木刚度满足规范要求符合要求。

c次楞验算

底模下方木规格为9×9cm，横向间距为20cm，方木下铺10cm×10cm方木，纵向跨度为60cm。

木材顺纹抗拉容许强度为［σ］＝11MPa，弹性模量E＝1.1×104MPa。

纵向方木的截面特性如下：

截面惯性矩I＝bh3/12=9×93/12=546.8cm4=5.468×10-6

受力计算

方木单位长度的均布荷载：

q=37.02×0.2=7.04KN/m

强度验算：

M=qL2/8=7.04×0.62/8=0.32KN.m

W=bh2/6=0.09×0.092/6=0.00012m3

σ=M/W=0.320.00012/1000=2.67MPa<〔σ〕=11MPa

挠度验算：

fmax=qL4/（128EI）=7.04×0.64/（128×1.1×104×5.468×10-6）=0.33mm

[ω]为受弯构件的挠度限值，查《木结构设计规范（GB50005-2003）》中表4.2.7，[ω]=L/250=0.6/250=2.4mm

由上述计算可知ω＜[ω]，因此纵向方木刚度满足规范要求。

强度和挠度均满足要求。

d支架验算

端横梁处支架采用Φ48×3.5mm钢管，支架竖杆横向间距为60cm，纵向间距为90cm，步距h取1.2m。

每延米钢管重量为3.84Kq/m。

截面抵抗矩：

W=5.08cm3（d2、d1分别为钢管的外径和内径）

截面惯性矩：

I=12.19cm4

回转半径：

i=1.58cm

弹性模量：

E=2.05×105MPa容许应力〔σ〕=205MPa立杆截面积A=4.89×10-4m²

立杆稳定性验算：