桥泄水孔引排施工方案

1新建厦深铁路（福建段）XSFJ-I标桥泄水孔引排施工方案编制人：审核人：****（福建段）I标工程指挥部2011-05-172一、工程概况左线LZDK672+050～LZDK672+090段路基福厦线桥梁上泄水孔未设置集中排水措施，在第四次转线后，水流将直接洒落在鹰厦左线路基及接触网上，影响运营线安全。二、编制目的集中排水设施施工平台。三、确定施工方案对跨越鹰厦左线路基福厦线桥梁体的泄水孔采取集中排水措施，将水流集中引排，沿两侧桥墩墩身往下引至路基侧沟中。PVC管的的安装需搭设脚手架、设置施工平台进行施工。四、脚手架的布设福厦线桥跨越路基部分长为30米，平分3个单元，以1单元10米，宽4.9米进行脚手架搭设简算，搭设高度为22米。（一）基本参数1.模板支架参数横向间距或排距(m):0.80；纵距(m):0.80；步距(m):1.20；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；模板支架搭设高度(m):22.00；采用的钢管(mm):Φ48×3.5；板底支撑连接方式:钢管支撑；立杆承重连接方式:双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:0.80；板底钢管的间隔距离(mm):300.00；2.荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.350；混凝土与钢筋自重(kN/m3):26.000；施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500；3.材料参数面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用钢管；面板弹性模量E(N/mm2):9500；面板抗弯强度设计值(N/mm2):13；3图1楼板支撑架立面简图图2楼板支撑架荷载计算单元二、模板面板计算:模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=80×1.82/6=43.2cm3；I=80×1.83/12=38.88cm4；4模板面板的按照三跨连续梁计算。面板计算简图1、荷载计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：q1=26×0.02×0.8+0.35×0.8=0.696kN/m；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：q2=2.5×0.8=2kN/m；2、强度计算计算公式如下:M=0.1ql2其中：q=1.2×0.696+1.4×2=3.635kN/m最大弯矩M=0.1×3.635×3002=32716.8kN·m；面板最大应力计算值σ=M/W=32716.8/43200=0.757N/mm2；面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；面板的最大应力计算值为0.757N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中q=q1=0.696kN/m面板最大挠度计算值ν=0.677×0.696×3004/(100×9500×38.88×104)=0.01mm；5面板最大允许挠度[ν]=300/250=1.2mm；面板的最大挠度计算值0.01mm小于面板的最大允许挠度1.2mm,满足要求!三、纵向支撑钢管的计算:纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为截面抵抗矩w=5.08cm3截面惯性矩I=12.19cm41.荷载的计算：(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：q1=26×0.3×0.02+0.35×0.3=0.261kN/m；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN)：q2=(2.5+2)×0.3=1.35kN/m；2.钢管强度验算:最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:最大弯矩计算公式如下:Mmax=-0.10q1l2-0.117q2l2静荷载：q1=1.2×q1=1.2×0.261=0.313kN/m；活荷载：q2=1.4×1.35=1.89kN/m；最大弯矩Mmax=(0.1×0.313+0.117×1.89)×0.82=0.162kN.M；最大支座力计算公式如下:N=1.1q1l+1.2q2l最大支座力N=(1.1×0.313+1.2×1.89)×0.8=2.09kN；钢管的最大应力计算值σ=M/W=0.162×106/5080=31.805N/mm2；6钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2；纵向钢最大应力计算值为31.805N/mm2小于纵向钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求！3.挠度计算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:νmax=0.677q1l4/(100EI)静荷载q1=0.261kN/m；三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度ν=0.677×0.261×8004/(100×206000×12.19×104)=0.029mm；支撑钢管的最大挠度小于800/150与10mm,满足要求!四、横向支撑钢管计算:支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P＝0.909kN;支撑钢管计算简图支撑钢管计算弯矩图(kN·m)7支撑钢管计算变形图(mm)支撑钢管计算剪力图(kN)最大弯矩Mmax=0.197kN·m；最大变形Vmax=0.31mm；最大支座力Qmax=2.632kN；最大应力σ=196836.235/5080=38.747N/mm2；支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；支撑钢管的最大应力计算值38.747N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度为0.31mm小于800/150与10mm,满足要求!五、扣件抗滑移的计算:按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的双扣件承载力取值为12.80kN。纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=2.632kN；R12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!六、模板支架立杆荷载设计值(轴力):作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。81.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)：NG1=0.158×22=3.478kN；钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。(2)模板的自重(kN)：NG2=0.35×0.8×0.8=0.224kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=26×0.02×0.8×0.8=0.333kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.035kN；2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=(2.5+2)×0.8×0.8=2.88kN；3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N=1.2NG+1.4NQ=8.874kN；七、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式:σ=N/(φA)≤[f]其中N----立杆的轴心压力设计值(kN)：N=8.874kN；φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；i----计算立杆的截面回转半径(cm)：i=1.58cm；A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.89cm2；W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08cm3；σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2)；[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；L0----计算长度(m)；按下式计算:l0=h+2a=1.2+0.1×2=1.4m；a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；l0/i=1400/15.8=89；9由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.667；钢管立杆的最大应力计算值；σ=8874/（0.667×489）=27.207N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值σ=27.207N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑架的安全因素，建议按下式计算l0=k1k2(h+2a)=1.185×1.089×(1.2+0.1×2)=1.807m；k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185；k2--计算长度附加系数，h+2a=1.4按照表2取值1.089；Lo/i=1806.651/15.8=114；由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.489；钢管立杆的最大应力计算值；σ=8874/（0.489×489）=37.111N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值σ=37.111N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。八、立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求p≤fg地基承载力设计值:10fg=fgk×kc=120×1=120kpa；其中，地基承载力标准值：fgk=120kpa；脚手架地基承载力调整系数：kc=1；立杆基础底面的平均压力：p=N/A=8.874/0.25=35.496kpa；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=8.874kN；基础底面面积：A=0.25m2。p=35.496≤fg=120kpa。地基承载力满足要求！九、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外，还要考虑以下内容1.模板支架的构造要求：a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆；b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。2.立杆步距的设计：a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m。3.整体性构造层的设计：a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。114.剪刀撑的设计：a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。5.顶部支撑点的设计：a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。6.支撑架搭设的要求：a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；d.地基支座的设计要满足承载力的要求。7.施工使用的要求：a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；c.浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。十、梁模板工程材料匡算:本工程楼板的计算厚度=20mm，混凝土净板长La=10m，混凝土净板跨Lb=4.9m，立杆横向间距la=0.8m，立杆纵向间距lb=0.8m，步距h=1.2m，板底支撑形式