拱桥满堂支架专项方案(2016.8.13论证后版本)

*桥-1-**工程拱桥满堂支架专项施工方案**限公司2016年7月*桥-2-*桥工程拱桥满堂支架专项施工方案编制：审核：项目经理：*程有限公司*工程项目部2016年7月*桥-3-拱桥满堂支架施工专项方案一、工程概况**生态园一号桥位于南京市浦口区汤泉街道沿山大道**生态园内，南北走向。规划道路等级为园区道路，规划道路红线宽20m。本次设计**生态园一号桥跨越规划河道（无通航需求），为单跨30m空腹式钢筋混凝土无铰拱桥。桥梁位于道路直线段上，与河道正交。桥面宽20.3m（含栏杆），拱圈横断面为矩形截面，采用C40钢筋砼及满堂支架现浇施工工艺。下部基础为桩基础，以中风化砂质泥岩为持力层。拱上填料采用级配碎石填料。二、施工准备1、**生态园一号桥工程在夏季施工，因此，在施工过程中，随时测量观测水位与周围土体的稳定性，及时抽排因暴雨或其它因素引起的湖水上涨，严禁水位漫溢围堰浸泡支架地基。2、脚手架搭设基础进行换填处理，场地平整、坚实、排水措施得当。3、满堂支架施工拟投入桥梁现场施工管理员1人，专业施工技术人员2人，安全员1人，架子工15人，木工10人，其他工人20人，16T吊车一台，装载机一台，备足自锁式脚手架、扣件、钢管、方木、竹胶合模板、拱盔钢管等材料，；钢筋弯曲机两台，钢筋切断机两台，电焊机10台，以及配套的小型机具。以上资源配置将根据工程进度要求再作调整。4、拱圈支架、模板计算书一、支架设计拱圈顶面设计弧长39.886m，净跨30m，矢跨比为1/3，拱圈厚度0.7m，横向宽度20.1m。*桥-4-支架设计采用满堂自锁式钢管支架（Φ48×3.5mm），靠近拱脚处立桥台10cm横桥向设一排立杆,纵向0.3m设第二排立杆,纵向步距均采用0.3m，横向与竖向步距均采用0.6m，其余纵、横向与竖向步距均采用0.6m。支架下设可调底座，上设可调顶托，沿桥纵向采用双排Φ48×3.5mm钢管做拱盔，拱盔直接架在可调顶托上，弧形拱盔与可调顶托的弧形空隙间用钢筋支撑焊接，弧形拱盔上铺5×5cm方木与Φ48×3.5mm钢管双拼，间距为30cm，用18mm桥梁专用竹筋板做拱圈底模与侧模，模板用钉子固定在5×5cm方木上。*桥-5-立杆型号可分别采用LG-300，LG-240，LG-180，LG-120；横杆型号采用HG-60和HG-30；剪刀撑、长拉杆和弧形拱盔采用Φ48×3.5mm脚手钢管。设计河底标高+30.5，处在③层,为褐黄色粉质粘土，根据地质报告，③层粉质粘土允许承载力为fk=220KPa。为便于支架搭设施工，将地基清理至原状未被扰动的土层，将其夯实，再沿支架基础外侧挖一条30cm×30cm排水沟，以免地表渗入水浸泡原状地基。再在原状地基上铺设10cm碎石，碎石上用20cmC20砼硬化。考虑到施工需要及高空作业的危险性，支架在支设时横桥向两侧各预设75cm通道，外侧采用1.2m钢管栏杆密目防护网进行防护。二、支架系统受力验算本工程现浇拱圈满堂支架的设计与验算参考公路施工手册《桥涵》及《建筑施工碗扣脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）,具体如下：1、1、支*桥-6-架、模板受力计算进行支架设计时考虑下列荷载⑴、模板和支架的重量；⑵、现浇拱圈钢筋混凝土重量；⑶、振捣时产生的何在；⑷、风荷载；荷载及标准值取定⑴、模板和支架的重量（根据模板和支架的设计图计算确定或按按10%拱圈自重估算）；⑵、现浇拱圈混凝土重量（采用25KN/m3）；⑶、振捣时产生的何在（采用2.0KN/m2）；⑷、风荷载（采0.6KN/m2）；荷载及设计值取定进行支架设计时，所采用的荷载设计值，取荷载标准值乘以下述相应的荷载分项系数，然后组合而的。⑴、模板和支架的重量（分项系数1.2）；⑵、现浇拱圈混凝土重量（分项系数1.2）；⑶、振捣时产生的何在（分项系数1.2）；⑷、风荷载（分项系数1.2）；荷载组合以半幅支架和模板为验算对象，根据《建筑施工碗扣脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）,模板支架主要验算立杆稳定性。设计荷载主要考虑拱圈、模板荷载、支架自重和施工荷载。计算如下：半幅拱圈钢筋砼方量为：19.527×20.1×0.7=274.75(m3)钢筋砼拱圈自重:G=274.75×25=6868.75(KN)半幅钢筋砼拱圈投影面积:F=14.8×20.1=297.48(m2)①、拱圈单位重量:N1=G÷F=6868.75÷297.48=23.09(KN/m2)②、模板与支架自重:*桥-7-N2=10%N1=2.31(KN/m2)，按均布计算。③、施工人员及机具重量：N3按1.0(KN/m2)取值。④、混凝土灌注、振捣荷载：N4按2.0(KN/m2)取值。⑤、风荷载：N5按标准值0.6(KN/m2)取值。横梁强度及刚度复核：横梁采用Φ48×3.5mm钢管,横梁间距为L0=60cm。弹性模量E=206000N/mm2，截面积Ａ=489mm2，截面模量W=5080mm3，惯性矩Ｉ=121900mm4，回转半径r=15.8mm，单位质量3.84Kg/m，强度设计值[f]=205MPa,长细比λ=L0÷r=600÷15.8=37.98,取λ=38，查表知折减系数为φ=0.92Φ48钢管双拼单根横梁受均布荷载，横梁上均布荷载q=(①+②+③+④+⑤)×L0÷2=29×0.6÷2=8.7KN/m；横梁受力按两跨连续计算，受力分析如下：Mmax=(1/8)qL2=0.4kNmq=8.7kNm弯曲应力:σ=Mmax÷W=78.74Mpa[f]=205Mpa横梁强度满足要求挠度：ωmax=(5/384)qL4/EIL0=0.6mL0=0.6m=0.59mmL/400=1.5mmΦ48钢管双拼横梁受力图横梁刚度满足要求纵梁强度及刚度复核：纵梁采用5×5cm方木与Φ48×3.5mm钢管(5×5cm方木隔一排设置一道，主要用于底模固定，不参加受力计算)，纵梁间距为30cm。钢管弹性模量E=206000N/mm2，钢管模量W=5080mm3，惯性矩Ｉ=121900mm4。单根纵梁受均布荷载，纵梁上均布荷载q=(①+②+③+④+⑤)×0.3=8.7KN/m；横梁受力按两跨连续计算，受力分析如下：Mmax=0.125qL2=0.4KNmq=8.7kNm弯曲应力:σ=Mmax÷W=78.74Mpa[f]=205Mpa纵梁强度满足要求挠度：ωmax=(5/384)qL4/EIL=0.6mL=0.6m=0.59mmL/600=1.5mmΦ48钢管纵梁受力图纵梁刚度满足要求２、满堂支架验算⑴、荷载(简化为均布荷载)：*桥-8-(①＋②)×1.2＋(③＋④＋⑤)×1.4=(23.09＋2.31)×1.2＋(1.0+2+0.6)×1.4=35.52(KN/m2)⑵、立杆稳定性计算满堂支架布置：纵、横向与竖向步距均采用L0=0.6m。脚手钢管截面特性：外径Φ48，壁厚3.5mm，截面积Ａ=489mm２，惯性矩Ｉ=1219cm4，回转半径r=15.8mm，[f]=205MPa,立杆[δ]=210长细比λ=L0÷r=600÷15.8=37.98,取λ=38，查表知折减系数为φ=0.92则立杆承载能力：N=Φa[δ]=0.92×489×210=94.48(KN)立杆根数：(20.1÷0.6＋1)×(29.6÷0.6＋1)=35×51=1785根每根立杆承受的荷载为：N=35.52×594.96÷1785=11.84(KN)94.48(KN)经验算，立杆承载能力远大于要求立杆承受的荷载，满足要求。考虑支架在支设时横桥向两侧各预设75cm通道，以及桥台第一排按30cm步距设置,所以实际步设立杆根数为：(21.6÷0.6＋1)×(29.6÷0.6＋1)+(21.6÷0.6＋1)=37×51+37=1924根。N÷φA=11.84×1000÷0.92×489=26.32(MPa)[ｆ]=205(MPa)立杆稳定性满足要求。３、地基承载力计算均布荷载：(①＋②)×1.2＋(③＋④)×1.4=(23.09+2.31)×1.2＋(1.0+2.0)×1.4=34.68(KN/m2)=34.68(KPa)地基整体承受上部荷载,按2.5倍安全系数考虑，要求承载力为：34.68×2.5=86.7(KPa)（实际应力按45°角扩散）。根据工程地质资料，基底为褐黄色粉质粘土，承载力为fk=220KPa，而实际做法是在为便于支架搭设施工，将地基清理至原状未被扰动的土层，将其夯实，再在原状地基上铺设10cm碎石，碎石上用20cmC20砼硬化，再次提高了地基承载力（C20混凝土抗压强度为10MPa）。支架基础承载能力远大于86.7(KPa)，基础承载力满足*桥-9-满堂支架施工要求。４、预压计算本工程预压选用袋装砂进行，采用专用1.0t砂袋，每袋装砂按0.8t考虑。拱圈施工时总荷载为：34.68×594.96=20633.22(KN)=2063322(Kg)需要砂袋数量：2063322÷800=2580（个）堆码高度：2063322÷[2×19.943×20.1×1500]=1.72m(砂按1500Kg/m3考虑)5、自锁式脚手架材质性能要求自锁式脚手架用钢管应采用符合现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793-92）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中的Q235A级普通钢管，其材质性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）的规定。1、立杆连接外套管壁厚不得小于3.5-0.025mm，内径不大于50mm，外套管长度不得小于160mm，外伸长度不小于110mm。2、杆件的焊接应在专用工装上进行，各焊接部位应牢固可靠，焊缝高度不小于3.5mm，其组焊的形位公差应符合表3.5.7的要求表3.5.7杆件组焊形位公差要求序号项目允许偏差（mm）1杆件管口平面与钢管轴线垂直度0.52接头的接触弧面与横杆轴心垂直度≤13横杆两接头接触弧面的轴心线平行度≤13、构配件外观质量要求：1钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀，不得采用接长钢管；2铸造件表面应光整，不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷，表面粘砂应清除干净。3冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷；4各焊缝应饱满，焊药清除干净，不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷；5构配件防锈漆涂层均匀、牢固。6主要构、配件上的生产厂标识应清晰。4、可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于4-5扣，插入立杆内的长度不得小于150mm。*桥-10-二、施工工艺地基处理→施工碎石（砂）与混凝土垫层→定位放线、弹线布点→自锁式支架搭设→摆放拱盔底方木→拱盔制作安装→摆放模板底方木→底模加工安装→支架预压→观察测量→卸载→调整底模高程→钢筋加工绑扎→侧模加工安装→预埋件安装→检查验收→混凝土浇筑、养生→落架→移架或拆模→进入下道工序。支架设计采用满堂自锁式支架，立杆型号可分别采用LG-300，LG-240，LG-180，LG-120；横杆型号采用HG-60和HG-30；剪刀撑、长拉杆和弧形拱盔采用Φ48×3.5mm脚手钢管。1、桩基施工完成后，将泥浆池内泥浆及软土全部清除，疏通场地西边水沟，集中降水排水，严禁施工场地内积水，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患和事故。2、承台混凝土施工完后，及时用碎石土回填承台基坑；挖除承台间软土换填碎石土，碾压密实后上铺10cm碎石垫层，再施工20cm厚的C20混凝土。3、测量放线，首先在混凝土面上测设出桥梁各跨的纵轴线和桥墩横轴线，放出设计拱圈中心线。对于跨拱跨用墨线弹出横间距60cm网线与横向间距60cm与60cm的交替方格网，。按支架平面布置，精确计算出每根立杆计划长度，测设支架高度，搭设支架，调节支架顶托至设计标高。4、满堂支架的施工，支架设计采用满堂自锁式钢管支架（Φ48×3.5mm），靠近拱脚处立桥台10cm横桥向设一排立杆,纵向0.3m设第二排立杆,纵向步距均采用0.3m，横向与竖向步距均采用0.6m，其余纵、横向与竖向步距均采用0.6m。支架下设可调底座，上设可调顶托，沿桥纵向采用双排Φ48×3.5mm钢管做