箱梁支架施工方案2.21

1国道107线郑州段改建工程南水北调大桥箱梁支架施工方案一、工程概况1、结构概况南水北调大桥位于国道107线郑州段改建工程第七合同段，该桥中心桩号K32+474，起点桩号K32+344，终点桩号K32+604，桥梁全长260m。桥轴线与总干渠呈90°正交。跨径组合为（70+110+70）m，主跨为110m的预应力混凝土变截面连续箱梁。桥梁纵面位于R=10000m的凸形竖曲线上，双幅桥，为2×（20m×行车道+2×0.5m护栏）+2×3.5中央分隔带。上部构造采用预应力混凝土变截面连续箱梁，由两个单箱双室箱型截面组成。箱梁断面：梁底宽12.5m，梁高3.6m—6.5m，底板厚0.3m—1.155m,腹板厚度0.5m—0.8m，翼缘板根部厚度为80cm，端部厚度为20cm。桥下净空为3.6—6.355m。2、地面下地质概况和现场实际情况场地位置及地形地貌：场地地形平坦，地面高程介于89.16~91.78m。地貌单元属于黄河泛滥冲积平原。本工程地质情况为：基土层数性状描述土体重度γ（kn/m3）孔隙比e粘聚力C（kpa）内摩擦角ф（℃）粉细沙○1a黄褐色粉细砂土，稍密中等压缩性，层厚4.5米，层底标高121.3米。20.3粉细沙○2a黄褐色粉细砂土，稍密中等压缩性，层厚3.5米，层底标高117.8米。19.50.673823粉土②黄褐色粉土，稍密中等压缩性，层厚28.5米，层底标高107.9米。19.50.6611022现场实际情况：在前期施工阶段，现场进行了工程桩施工，在桩施工期间，现场开挖了泥浆池、沉淀池等，对原有土体产生了扰动，需对该部分地基进行处理。部分低洼地段，存在大量回填土。二、施工准备1、地基处理在前期施工阶段，现场进行了工程桩的施工，在桩施工期间，现场开挖了泥浆池、沉淀池，为了保证本工程地面不出现不均匀沉降、开裂的质量问题，依据施工现场实际情况，地基需做如下处理：★清除地表有机质土、耕植土2★目测或地基钎探，找出可能导致不均匀沉降的影响因素★将软弱土体挖除，换填2：8灰土★光轮压路机碾压密实2、支架设计由于本工程结构构件大，结构自重和架体自重大，依据规定，必须对该架体进行专门的结构计算和构造加强。★设计计算★构造要求3、技术交底在脚手架施工前，由技术部、工程部对施工作业人员进行详细的技术交底，明确施工方法、施工顺序、施工安全注意事项，并办理书面交底手续，未经交底人员严禁上岗作业。4、模板支架使用材料的验收对箱梁支架使用的钢管、扣件、安全网、木方、可调支撑、模板等进行验收。★验收各配件的材质报告。★现场验收材料质量，并做纪录。5、对箱梁支架相关环节进行验收箱梁支架必须进行专业验收。★对方案进行内部审批★对方案进行专家审查★由工程项目负责人组织安全部、工程部、技术部、施工作业队长等相关专业人员进行验收★合格后报监理工程师验收。三、箱梁支架设计方案1、总体思路全桥支架均采用现场搭设满堂钢管脚手架，支架主要包括工字钢基座、立杆、横杆、可调底座、可调顶托、纵向横向水平剪刀撑、100*100顺桥向主龙骨方木、50*100横桥向次龙骨方木以及15mm厚的竹胶合板。支架立杆纵横向间距600mm*600mm，横杆纵横间距也为600mm*600mm，横杆步距也为600mm。由于在1号、2号墩处受力较大，故在1号、2号墩两侧支架进行加密，纵横杆设置为300*300mm，加密长度为10m，宽度同桥宽。立杆高度的确定：根据地面高差将杆件分为若干拼装方块进行搭设，采用可调底座3和可调顶托调整支架标高，顶托上放置100*100mm方木做为纵向主龙骨，横向布置50*100mm方木做为次龙骨，间距不大于20cm，次龙骨上铺设15厚竹胶合板做为箱梁底模板。现场基底为天然粉砂土填筑路基（地基容许承载力基本值110fa0），不能满足上部荷载要求，故对支架做重点进行处理。立模前应充分平整场地，并用18t压路机压实地基，上面铺筑30cm厚三七灰土和20cm厚C20混凝土，宽度为53m（每边超宽2m），长度满铺河底。2、施工程序本工程施工难度大，参与人员多，施工过程复杂，安全隐患多，因此，必须事前对施工顺序做到心中有数，在组织实施过程中必须按计划、程序施工。箱梁支架施工程序下部结构工程施工验收支架范围内泥浆池、泥浆坑的外运承台四周二八灰土回填目测、土层钎探或静力触探，确定是否存在软弱下卧土层素土土回填、碾压二八灰土层回填、碾压支架砼垫层施工及养护架体搭设架体验收测量放线，准确定位立杆位置架体施工中间检查43、箱梁支架结构选型及架体相关技术参数★方案设计：用扣件式钢管脚手架作支撑系统：序号构配件名称使用材料规格设计参数备注1防滑扣件直角扣件顶层水平杆与立杆连接处设置见图2密目安全网尼龙网、尼龙绳距地面4.5米、9.0米设置3立杆Φ48*3.0钢管，对接扣件连接主梁、一级次梁底：梁宽+每边1500范围内，间距500*500板底：间距1000*1000二级次梁间距500*10004横向水平杆Φ48*3.0钢管，旋转扣件连接步距1500顶部四道10005纵向水平杆Φ48*3.0钢管，旋转扣件连接步距1500顶部四道10006水平剪刀撑Φ48*3.0钢管，旋转扣件连接首层、顶层、中间层每隔2步一道7竖向剪刀撑Φ48*3.0钢管，旋转扣件连接纵横每3米一道8扫地杆Φ48*3.0钢管，旋转扣件连接距地面或垫板150处纵横设置9刚性连接件Φ48*3.0钢管，旋转扣件连接每步水平杆均与独立柱刚性连接见图10脚手板不小于200mm宽、50mm厚松木板11模板15厚竹胶合板12木方50*10013对拉螺栓Φ14间距500*600，距梁底25014底座每根立杆下设置架体各配件力学性能(由于现场所进钢管壁厚有3.5、3.25、3.0mm三种规格，本方案按3.0mm计算)：序号架体力学性能壁厚3.5mm3.0mm1Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值205N/mm2205N/mm22Φ48钢管截面面积(A)4.89cm24.239cm23Φ48钢管回转半径(i)1.58cm1.595cm4Φ48钢管惯性距(I)12.19cm410.78cm45Φ48钢管截面模量(W)5.08cm34.5cm36Φ48钢管每米长质量3.84Kg/m3.84Kg/m7Φ48钢管弹性模量(E)2.06×1052.06×1058Φ48钢管截面承载力27.2kN27.2kN9直角扣件、旋转扣件抗滑承载力设计值8.00KN8.00KN10底座竖向承载力40kN40kN钢管的截面几何与力学特征公式：A=π(d2-d12)/4I=π(d4-d14)/4W=π[d3-(d14/d)]/32i=√d2+d12/44、箱梁支架结构计算★荷载计算5工况一：1号、2号墩柱两侧部位横隔梁截面1500x2800mm①荷载标准值A恒荷载模板自重0.4×(1.5+2×2.62)=2.696KN/m砼自重24×1.5×1.8=64.8KN/m钢筋自重(52×6.31＋24×2.466＋10×30×0.888)×9.8=6.41KN/m合计73.91KN/mB活荷载振捣荷载2×1.5=3KN/m施工人员及设备荷载2.5×1.5=3.75KN/m合计6.75KN/m②荷载设计值1.2×73.91+1.4×6.75=98.142KN/m乘以折减系数98.142×0.9=88.33KN/m荷载设计值：P1=88.33KN/m工况二：跨中部位。横隔梁截面1500x1000mm,①荷载标准值A恒荷载模板自重0.4×(1.5+2×2.62)=2.696KN/m砼自重24×1.0×1.5=36KN/m钢筋自重1.5×1.5×2.8=6.3KN/m合计44.996KN/mB活荷载振捣荷载2×1.5=3KN/m施工人员及设备荷载2.5×1.5=3.75KN/m合计6.75KN/m②荷载设计值1.2×44.996+1.4×6.75=63.45KN/m乘以折减系数63.45×0.9=57.1KN/m6荷载设计值：P4=57.1KN/m工况三：翼缘悬挑部位悬挑梁根部截面300×700，①荷载标准值A恒荷载模板自重0.4×(0.3+2×0.52)=0.536KN/m砼自重24×0.7×0.3=5.04KN/m钢筋自重1.5×0.7×0.3=0.315KN/m合计5.891KN/mB活荷载振捣荷载2×0.3=0.6KN/m施工人员及设备荷载2.5×0.3=0.75KN/m合计1.35KN/m②荷载设计值1.2×5.891+1.4×1.35=8.96KN/m乘以折减系数8.96×0.9=8.06KN/m荷载设计值：P6=8.06KN/m楼板180厚①荷载标准值A恒荷载模板自重0.4KN/m2砼自重24×0.18=4.32KN/m2钢筋自重1.1×0.18=0.198KN/m2合计4.92KN/m2B活荷载振捣荷载2.0KN/m2施工人员及设备荷载2.5KN/m2合计4.5KN/m2②荷载设计值1.2×4.92+1.4×4.5=12.2KN/m2乘以折减系数12.2×0.9=11KN/m27荷载设计值：P7=11KN/m2★架体承载力验算架体一：立杆间距300×300（500×500）本架体设计考虑工况一、二均为同一架体，因此，架体承载力验算选取工况一、二的最大荷载为本架体的验算荷载架体设计采用荷载设计值=max{P1/1.5,P2/1.2,P3/0.7,P4/1.5,P5/0.7}=max{88.33/1.5,71.02/1.2,26.26/0.7,57.1/1.5,26.26/0.7}=max{58.89,59.18,37.51,38.07,37.51}=59.18KN/m2A、钢管立杆承载力验算沿梁宽方向间距500，沿梁长方向间距500。每根立杆承受的自重：G立杆＋G横杆＋G斜杆＋G扣件＝3.84×13+3.84×11×（0.5+0.5）＋3.84×13+2×11×(13.2/9.8)=171.71kg＝1.68KN每根立杆承受的压力：N＝59.18×0.5×0.5＋1.68＝16.48KN承载力判定：[N]＝27.2KN/根〉16.48KN故立杆的强度符合施工规范规定。B、扣件抗滑移验算每根立杆连接处节点的支座反力R=59.18×0.5×0.5=14.8KN每根立杆连接处节点采用双扣件，则：扣件抗滑移承载力设计值2RC=16KNR＝14.8KN因此，双扣件满足抗滑要求。C、钢管稳定性验算考虑不利因素，立杆的长度系数取μ=1.5长度L=1500mm立杆的长细比λ=μL/i=1.5×1500/15.95=141.1由λ值查得构件的稳定系数φ=0.34368N/ΦA=16480/(0.3436×423.9)=113.1N/mm2f=205N/mm2立杆稳定性满足要求架体二：立杆间距600×600(1000×1000)本架体设计考虑工况三，因此，架体承载力验算选取工况三的最大荷载为本架体的验算荷载架体设计采用荷载设计值={P6/0.3，P7}max={8.06/0.3；11}max={26.87,11}max=26.87KN/m2A、钢管立杆承载力验算沿梁宽方向间距1000，沿梁长方向间距1000。每根立杆承受的自重：G立杆＋G横杆＋G斜杆＋G扣件＝3.84×13+3.84×11×（1.0+1.0）＋3.84×13+2×11×(13.2/9.8)=213.95kg＝2.1KN每根立杆承受的压力：N＝26.87×1.0×1.0＋2.1＝28.97KN承载力判定：N＝28.97KN〉[N]＝27.2KN/根故立杆的强度不符合施工规范规定。为了经济、合理，二级次梁支撑与板分别配置架体，考虑到与主梁架体的拉接，二级次梁架体选择500×1000，板底架体1000×1000分别验算。架体设计采用荷载设计值=P6/0.3=26.87KN/m2A、钢管立杆承载力验算沿梁宽方向间距1000，沿梁长方向间距500。每根立杆承受的自重：G立杆＋G横杆＋G斜杆＋G扣件＝3.84×13+3.84×11×（0.5+1.0）＋3.84×13+2×11×(13.2/9.8)=192.