桥满堂支架施工方案设计.docx
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桥满堂支架施工方案设计.docx
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桥满堂支架施工方案设计
新建泸县三星桥水库工程
桥
梁
满
堂
架
施
工
方
案
四川天沛水利水电建设工程
有限公司新建三星桥水库工程项目部
二〇一六年三月
一、工程概况
1、概述
本工程为泸县太伏镇至石马段四级公路改建工程K0+450.93处桥梁新建工程施工,建设地点位于泸州市泸县太伏镇,中心桩号为K0+450.93处。
建设规模桥全长31.04米,桥宽6.5米;为本公路重点建设项目。
下部构造:
桥墩、桥台均采用桩基接盖梁形式。
上部构造:
采用标准跨径13米的钢筋砼空心板,空心板采用现浇形式,板高0.6米,板顶宽6.5米,板底宽6米,两侧悬臂各为0.25米。
附属构造:
桥面铺装采用10~15.5cm厚C40钢筋砼铺装层;支座采用200×250×35mm板式橡胶支座,垫石采用现浇C40钢筋砼;桥台搭板设置于两侧桥台处,采用现浇C30钢筋砼,纵向长5米,横向宽5.7米;伸缩缝采用CD-40型桥梁伸缩缝,设置于两侧桥台处。
2、材料选用和质量要求
1)本工程脚手架为现浇空心板梁承重用,选用落地扣件式多排钢管脚手架,现浇梁外模采用120cm×240cm×1.0cm优质竹胶板。
2)钢管规格为φ48×3.5mm。
钢管的端部切口应平整,并在使用时在底部纵向加垫10×10×100cm方木,横向加垫15×15×400cm方木,禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管,钢管应涂刷防锈漆作防腐处理。
3)扣件应按现行国家标准《钢管脚手架扣件》(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《钢管脚手架扣件》(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。
二、计算依据
1、《公路桥涵施工规范》(JTJ041-2000);
2、《公路桥涵设计规范》;
3、《公路桥涵施工手册》;
4、《公路桥涵施工计算手册》;
5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JTJ130-2001)
三、计算原则
1、在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制;
2、综合考虑结构的安全性;
3、建立比较符合实际的力学模型;
4、尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法;
5、对部分结构的不均布、不对称性采用较大的均布荷载。
四、支架设计情况
1、地基处理
该桥所处位置原为水田,挖走上层淤泥后回填压实,压实机械反复碾压保证压实度90%以上。
基础每边比支架搭设范围宽1m,控制压实度不小于90%,平整度不大于10mm,并设置1%的单向横坡。
对承台基坑回填范围内要用压路机净碾多遍,达到90%压实度要求,避免不均匀沉降。
为防止流水软化支架地基,浇筑10cm厚C20砼作为封闭层,设置1%单向横坡,每5~8m设横向涨缩缝,在桥中心设纵向涨缩缝。
地基处理结束后,应该加强现浇梁施工场地内的排水工作,在支架搭设范围地基基础四周80~160cm范围内设顺桥向30×30cm排水沟,并设置引水槽,严禁在施工场地周围形成积水,造成地基因被水浸泡而产生不均匀沉降,引起支架失稳,出现安全隐患和事故。
2、现浇梁支架形式
本工程现浇梁支架采用扣件式满堂式脚手架,梁体满堂脚手架如下图所示。
在硬化地面上铺6cm厚木板,木板宽0.3m,长2.1m,木板顶面安设底托,在放置好的底托上搭设扣件式钢支架,支架布置主要分二个区域进行设计。
(1)、第一区域:
一般结构区
翼板及底板、腹板处支架立杆均采用横向间距0.5m,纵向间距0.5m,横杆步距1.2m。
(2)、第二区域:
中横梁区
翼板处支架立杆横向间距0.5m,纵向间距0.5m,横杆步距1.2m;底板处支架立杆横向间距0.5m,纵向间距0.5m,横杆步距1.2m,布设范围为墩柱两侧及台帽内侧各3.5米。
(3)、为增大体系稳定,支架外围四周设剪刀撑,内部沿桥梁纵横向每4排立杆搭设一排剪刀撑,剪刀撑与地面夹角45°~60°。
五、满堂支架受力验算
1、满堂支架受力验算
根据设计图纸分析,中主墩顶部处现浇梁断面荷载最大,为保证支架受力安全,本方案取1#墩顶部处现浇梁断面进行受力验算,截面形式布置图如下图所示:
(1)、腹板处
①荷载:
腹板处砼自重:
g1=0.15×0.6×26÷0.15=15.6KN/m2
施工机具及人员荷载:
g2=2.5KN/m2
倾倒砼时产生的冲击荷载:
g3=2KN/m2
振捣砼时产生的荷载:
g4=2.0KN/m2
模板荷载:
g5=2.7KN/m2
则每平方米荷载G1=1.2(g1+g5)+1.4(g2+g3+g4)
=1.2×(15.6+2.7)+1.4×(2.5+2+2)=31.06KN/m2
②立杆承重计算
立杆横向间距0.5m,纵向间距0.5m,横杆步距1.2m,支架立杆设计承重33.6KN/根。
每根立杆承受钢筋砼和模板重量:
N1=0.5×0.5×G1=0.5×0.5×31.06=7.765KN
支架自重(按5m高算):
立杆单位重0.04KN/m,横杆单位重:
0.04KN/m
每根立杆上的支架自重:
N2=5×0.04+4×0.5×0.04+4×0.5×0.04=0.081KN
每根立杆总承重:
N=N1+1.2N2
N=7.765+1.2×0.081=7.86KN<33.6KN(满足荷载要求)
③支架稳定性验算
A、立杆计算长度
Lo=步距+2a=1.8m
a---模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度,取0.3m。
B、钢管截面特性
外直径Φ48mm,壁厚3.5mm,截面积A=489mm2,惯性矩I=12.19cm4,回转半径r=1.58cm。
C、立杆计算
长细比λ=Lo/r=180/1.58=113.92,查表知折减系数φ=0.451
σ=N/φA=(7.86×10³)/(0.451×489)=35.6MPa〈[σ]=215MPa
结论:
支架稳定性满足要求。
(2)、底板处
①荷载:
底板处砼自重:
g1=0.3×0.2×2+0.2×0.2÷2×4×26÷0.3=38.63KN/m2
施工机具及人员荷载:
g2=2.5KN/m2
倾倒砼时产生的冲击荷载:
g3=2KN/m2
振捣砼时产生的荷载:
g4=2.0KN/m2
模板荷载:
g5=2.7KN/m2
则每平方米荷载G1=1.2(g1+g5)+1.4(g2+g3+g4)
=1.2×(38.63+2.7)+1.4×(2.5+2+2)=58.70KN/m2
②立杆承重计算
立杆横向间距0.5m,纵向间距0.5m,横杆步距1.2m,支架立杆设计承重33.6KN/根。
每根立杆承受钢筋砼和模板重量:
N1=0.5×0.5×G1=0.5×0.5×58.7=14.68KN
支架自重(按5m高算):
立杆单位重0.04KN/m,横杆单位重:
0.04KN/m
每根立杆上的支架自重:
N2=5×0.04+4×0.5×0.04+4×0.5×0.04=0.081KN
每根立杆总承重:
N=N1+1.2N2
N=14.68+1.2×0.081=14.78KN<33.6KN(满足荷载要求)
③支架稳定性验算
A、立杆计算长度
Lo=步距+2a=1.8m
a---模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度,取0.3m。
B、钢管截面特性
外直径Φ48mm,壁厚3.5mm,截面积A=489mm2,惯性矩I=12.19cm4,回转半径r=1.58cm。
C、立杆计算
长细比λ=Lo/r=180/1.58=113.92,查表知折减系数φ=0.451
σ=N/φA=(14.78×10³)/(0.451×489)=67.01MPa〈[σ]=215MPa
结论:
支架稳定性满足要求。
(3)、翼板处
翼板处与腹板处结构相同,而翼板处荷载小于腹板处荷载,腹板处支架稳定性已验算合格,因此不再对翼板处进行验算。
结论:
支架稳定性满足要求。
六、支架预压
安装模板前,要对支架进行压预。
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。
本方案拟按砂袋与水箱相结合的方式全幅预压法进行预压,预压方法依据现浇梁砼重量分布情况,在搭好的支架上的堆放与梁跨荷载等重的砂袋及水(梁跨荷载统一考虑安全系数为1.2),施工前,每袋砂石按标准重进行分包准备好,然后用汽车吊或简易扒杆进行吊装就位,并按现浇梁结构形式合理布置砂袋数量。
该桥现浇梁钢筋砼自重为2141t,现场需按2570t加载控制,分三次进行加载,每次加载前后均应测出各控制点标高,测量控制点按顺桥向每2米布置一排,每排4个点。
当加载至100%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,即支架日沉降量不大于2.0毫米(不含测量误差),表明支架已基本沉降到位,可卸载,否则还须持荷进行预压,直到支架沉降到位方可卸压。
计算出支架加载前后标高差,并用该标高差值来调整支架的标高,确保梁底线形顺直。
七、钢管脚手架施工
1、测量放样
平面测量:
首先在硬化地面测设出桥梁各跨的纵轴线和桥墩横轴线,放出设
计空心板梁中心线。
按支架平面布置图及梁底标高测设支架高度,搭设支架,采用测设四角点标高,拉线法调节支架顶托。
支架底模铺设后,测放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+支架的变位+(±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梁底板)。
桥跨堆载预压前,在桥跨底板上布置沉降观测点,按每箱室测设三个横断面;
沉降观测点于底板同断面按每2.0m间距布置、翼板底上共布置四点。
在堆载予压前测设断面底模标高和支架底部标高,等载预压的第一天进行两次观测,以后每天观测一次,直至日沉降小于2mm为止,测定地支架、模板变形。
根据数据调整底模标高及支架高度。
2、构架尺寸
1)所有立杆的纵横距均采用0.5m。
2)扫地杆距原地面0.2米,大横杆的步距均为1.2m;
3)小横杆设置在大横杆之上,防止扣件质量问题造成小横杆脱落;
4)剪刀撑的设置:
支架纵横剪刀撑每5排立杆设一排。
3、搭设顺序及搭设方法
1)在混凝土脚手架地基上弹线,按设计的构架尺寸定出脚手架立杆位置,并在需设立杆的垫层面铺枕木及5厘米厚通长木垫板,宜顺架体纵向铺设。
2)本工程架体搭设以桥台台帽外缘10cm为第一排立杆。
立好立杆后,及时设置扫地杆和第一步大小横杆,扫地杆距垫层方木25㎝,脚手架未交圈前应随搭设随设置抛撑作临时固定。
3)架体与主体结构拉结牢靠后,随着架体升高,剪刀撑应同步设置。
4)安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。
5)为了便于拆除桥台处的模板,可在支座安装完成后,在支座四周铺设一层泡沫塑料,顶面标高比支座上平面高出2~3mm。
在拆除底模板时将桥台处的泡沫塑料剔除,施工时严禁用气焊方法剔除泡沫以免伤及支座。
4、技术要求
(1)、立杆升高采用对接扣件连接,相邻立杆接头应错开布置在不同的步距内,与相邻大横杆的距离不宜大于步距的三分之一;
(2)、在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜杆等用的直角扣件、旋转扣件中心点的相互距离不宜大于15厘米;
(3)、对接扣件的开口应朝上或朝内;
(4)、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm;
(5)、立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧,不得隔步设置或遗漏;
(6)、立杆的垂直偏差应不大于架高的1/300;
(7)、上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中,与相连立杆的距离不大于纵距的三分之一;
(8)、大横杆布置在立杆的里侧,同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度1/250且不大于50mm。
(9)、扣件安装应符合下列规定:
1)、扣件规格必须与钢管外径相同;
2)、螺栓拧紧力矩不应小于50KN.M;
3)、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。
主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。
5、脚手架使用规定
1)严禁上架人员在架面上奔跑、退行。
2)严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息;
3)严禁攀援脚手架上下,发现异常情况时,架上人员应立即撤离;
4)脚手架上垃圾应及时清除,以减轻自重。
6、脚手架使用中应定期检查下列项目
1)扣件螺栓是否松动;
2)立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合要求;
3)安全防护措施是否符合要求;
4)是否超载。
7、拆除规定
1)拆除顺序:
护栏→脚手板→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆件;
2)拆除前应先拆除脚手架上杂物及地面障碍物;
3)拆除作业必须由上而下逐层拆除,严禁上下同时作业;
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;
5)拆下的杆件应以安全方式吊走或运出,严禁向下抛掷。
8、脚手架安全措施
1)禁止任意改变构架结构及其尺寸;
2)禁止架体倾斜或连接点松驰;
3)禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业;
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;
5)禁止随意增加上架的人员和材料,引起超载;
6)禁止在架面上任意采取加高措施,增加荷载或加高部分无可靠固定,防护设施也未相应加高;
7)不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在脚手架上,严禁悬挂起重设备;
8)不得在架上搬运重物;
9)不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工;
10)脚手架长期搁置以后未作检查的情况下不得重新使用;
11)在脚手架上进行电气焊作业时,必须有防火措施和专人看守;
12)搭拆脚手架时,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;
13)脚手架搭拆时应制止和杜绝违章指挥、违章作业;
14)拆下的杆件以安全方式运下,集中堆码整齐。
9、钢管脚手架的防电措施
1)防电措施:
a、钢管脚手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。
b、钢管脚手架应作接地处理,每隔25m左右设一接地极,接地极入土深度为2~2.5m。
c、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。
10、钢管脚手架的维护与管理
1)钢管脚手使用完毕后要及时回收构件、零件,并分类堆放,堆放地点要求场地平坦,排水良好,下设支垫。
宜堆放在室内,露天堆放应加以覆盖。
2)钢管要定期防腐,外壁宜每半年涂刷防锈漆一度,内壁宜每2~4年涂刷防锈漆,每次涂刷两道。
3)扣件及螺栓应在每次使用后用煤油洗涤并涂机油防锈。
4)长钢管搬运时应有防弯曲措施。
5)建立健全管理制度,加强管理,按谁维护,谁管理的原则,减少丢失和损耗。
6)脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB5036)考核合格的专业架子工。
上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗。
7)搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
八、环境保护与水土保持措施
1、环境保护措施
1)加强环境保护法规宣传与教育,严格按照国家《环境保护法》组织施工,切实执行国家及地方政府颁布的有关环保的政策、法规和法令。
2)由项目经理部和施工技术部牵头组建“环保领导小组”,对本工程的环保工作进行督促检查,并制定措施,认真执行,积极组织职工认真学习《环境保护法》,定期对职工进行培训,宣传环保、水保政策和知识,强化职工的环保意识,将工程对当地环境带来的危害减低到最小程度。
3)各种车辆进出村镇,文明驾车、慢速行驶,遇地方车辆礼让三先,尽可能不鸣笛或少鸣笛,以免惊扰附近村镇居民。
4)各种运输车辆采取相应措施防止扬尘,污染空气。
施工便道保持路面干净,经常洒水,减少扬尘。
5)施工废水集中排放,各种施工废油、废液集中储积,集中处理,严禁乱流、乱淌,污染水源,破坏环境。
6)施工及生活垃圾及时清理,严禁随处丢弃,污染环境。
7)搞好现场文明施工,爱护农作物和经济作物,保护当地资源。
完工后按与地方政府有关协议及时做好清理和复耕工作。
8)施工过程中全力配合业主和当地环保部门检查环保措施的落实情况,完工后经业主对施工现场的环保工作进行检查验收,合格后方可撤离施工现场。
2、水土保持措施
1)加强法规宣传与职工教育,严格按照国家《水土保持法》组织施工,切实执行国家及地方政府颁布的有关水土保持的政策、法规和法令。
2)积极组织职工认真学习《水土保持法》,定期对职工进行培训,宣传水土保护政策和知识,强化职工的水土保持意识,使水土保持成为参建职工的自觉行为,尽量减少施工对当地水土资源破坏。
3)场地布置和临时设施的建设时尽可能不占或少占绿地,尽可能少破坏植被,少砍伐树木。
4)施工及生活垃圾择点堆放,及时清理,严禁随处丢弃,污染环境。
5)施工和生活废水集中排放,各种施工废油、废液,集中处理,严禁乱流乱淌,污染水源,破坏周围环境。
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