连续箱梁满堂支架施工方案与计算实例详解

满堂支架专项施工方案编制人：审核人：批准人：编制时间：第2页共16页一、编制依据（1）根据海南xx英州镇xxx游艇码头桥梁工程相关施工图纸要求，甲、乙双方签订的施工合同、协议，结合施工现场实际编制本工程实施方案。（2）根据本工程设计特点、功能要求。（3）根据国家及地方现行有关的建设法规、施工质量验收规范、标准及安全生产、文明施工规范、标准。（4）《公路桥涵施工技术规范》（5）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）（6）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001、2002年版)（7）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）（8）根据施工现场实际情况及周边环境情况。（9）根据我司的施工管理、施工组织、施工技术水平、施工技术经验、方法及机械设备情况。二、概述1、工程概况一号桥位于海南xx县xxx大涌河及其出海口段，交角为90°，跨径为27.5－45－27.5m，全长107.08m。该桥桥梁上部结构：单箱双室现浇预应力混凝土变截面连续箱梁。箱梁跨中高度为1.5m，墩顶高2.7m，梁底按弧线变化。主桥箱梁除在墩顶处设置厚度为2.5m的横梁及边跨端部设厚度为1.5m的横梁外，其余部位均不设横隔板。箱梁顶板宽16m，底板宽11m，两侧翼缘板各宽2.5m，单箱双室截面。顶板厚度为0.28m；底板厚度由跨中的0.25m按弧线第3页共16页变化至0.4m；腹板厚度由0.45m变化到0.6m。为改善箱梁根部截面受力，在中横梁两端附近的顶、底板局部加腋加厚。2、桥梁地貌及地址概况1）地形、地貌桥址区位于海成一级阶地大地貌单元中的河流沉积入海口，地面标高0.90～6.10m，高差约5.20m。河槽较平缓，河沟底与岸边高差约6.0m。周围均为海成砂堤。2）地层岩性通过野外钻探、原位测试，室内岩土测试，将埋深23.20m以上浅地基岩土自上而下划分为5个工程地质层，现简述如下：①冲填土(Q4al)：河岸处揭露（QK1、QK2孔揭露）。灰色、灰黄色，湿，松散，土质较均匀，以河流冲填细砂为主，含少量有机质。层底埋深0.60～1.00m，层底标高5.10～5.40m，层厚0.60~1.00m。②细砂(Q4m)：除河床底部QK4孔地段河水冲刷侵蚀缺失外，桥址处均有分布。灰黄色、浅灰色，饱和，松散～稍密，粒度较均一，含少量贝壳碎屑。层底埋深1.90～5.10m，层底标高-1.00～1.00m，层厚1.90～4.40m。③淤泥质粘土(Q4m)：深灰色，流塑～软塑，土质较均匀，韧性差，干强度低，切面有光泽，摇震反应较迅速，含少量有机质，具臭味，夹少量粉细砂。桥址区东侧QK1、QK2地段分布，层底埋深6.30～7.00m，层底标高-0.90～-0.30m，层厚1.30～1.90m。④粗砂(Q3m)：灰黄色，饱和，稍密～中密状，石英质，次磨圆状，粒度不均一，含少量贝壳碎屑。全桥址均有分布，层底埋深4.20～13.00m，层底标高-6.90～-3.40m，层厚2.50～4.20m。第4页共16页④-1珊瑚岩(Q3m)：乳白色，疏松气孔构造，较完整，岩芯呈短柱状，柱长5～15cm不等，质轻软，性脆，轻击易碎。全桥址均有分布，层底埋深4.20～10.10m，层底标高-3.40～-4.90m，层厚2.50～1.60m。⑤中风化花岗岩（γ5）：桥址处均有分布。灰白花斑色，中粗粒结构，块状构造，裂隙较发育~中等发育，不规则，多呈闭合状；岩芯上部2～3.0m多呈碎块状，块径1～6cm，下部呈柱状，柱长5～30cm，局部可见铁锰质浸染，质硬，锤击声脆。层顶埋深5.80～13.00m，层层标高-5.40～-6.90m，该层未揭穿，揭露厚度10.10～10.20m。3、施工方法简介本工程现浇连续箱梁支撑方式拟采用满堂式碗扣支架。碗扣支架采用WDJ式支架，架杆外径48mm，壁厚3.5mm，内径41mm。支架顺桥向布置间距为0.9m，横桥向布置间距为0.9m，其中1#墩左右各4.5m采用加密式布设即支架顺桥向布置间距为0.45m，横桥向布置间距为0.9m.2#墩布设方法同1#墩。翼缘板底顺桥向布置间距为0.9m，横桥向布置间距为0.9m，水平杆步距为1.2m。支架顶部设一层钢管和一层方木将模板荷载传至支架。第一层纵梁顺桥向布置，第二层横梁横桥向布置，置于碗扣式支架顶托上。为保证支架的稳定性，在纵横向布置斜向钢管剪刀撑，每4.5m布设一次上下连续设置；其中靠近1#和2#墩处左右两边横向桥方向各增设两处间距2.5m布设一次上下连续设置。剪力撑用5m长Φ48×3.5普第5页共16页通钢管连续布置，与地面成45-60度角，剪刀撑上至底板，下至地面，每一处与碗扣架连接处用扣件紧固。4、施工工艺流程图5、基本构件、材料及设备（1）方木根据工程特点选用9cm×9cm和13cm×13cm的方木。第6页共16页（2）支架采用WDJ碗口支架作为现浇混凝土梁板的支架，构件规格分为立杆、横杆、斜杆。（3）平板采用的是183cm×98cm×1.5cm竹胶板。（4）边模按图纸设计要求提前在施工现场加工内外模（底板除外）。三、满堂支架设置方案1、地基处理（1）先用工程机械将表层岩土推平并压实；（2）局部基坑清淤后采用分层回填并整平压实。（3）原有地基整平压实后，再在其上浇筑C20混凝土15cm。（4）垫层混凝土浇筑前，两边用[10型钢作为边界模板，钢筋打桩简单固定。测量每10m（纵桥向）测量模板顶相对高差，确保混凝土面有1％横坡，并用若干钢筋头标记标高位置，确保收面平整度和坡度。（5）垫层混凝土浇筑采用混凝土运输车运输，泵车泵送浇筑。浇筑中，依次进行布料，四周或边角处用振捣棒振捣密实，其它位置采用平板振捣器进行振捣密实，收面从一边向另一边依次进行。（6）混凝土初凝后及时进行养护，防止开裂。（7）为避免处理好地基受水浸泡，在如下图位置设置在垫层下部预埋排水管。排水管排出水通过河沟流出桥梁以外区域。第7页共16页1号桥排水管路平面布置图注：本图标注尺寸均以mm计，预埋管上方布置双向间距100mm的第8页共16页直径12的钢筋以提高挤压破坏强度。（8）地基承载力计算A、计算的理论和规范依据理论上，地基破坏有三种形式：a、整体剪切破坏，常发生在浅埋基础下的密砂或硬粘土等坚实地基中；b、局部剪切破坏，常发生在中等密实砂中；c、刺入剪切破坏，常发生于松砂或软土中。前两种破坏，也可称为太沙基破坏。根据基础的实际情况，本基础可能发生的破坏是前两种，即太沙基破坏。根据《公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD63—2007）》中给出各种土类的地基容许承载力值表及计算公式，可以为基础承载力计算提供规范依据。各种取值系数表见下表格所示。1、砂土的容许承载力[σ0]土名湿度密实中密松散砾砂、粗砂与湿度无关550400200中砂与湿度无关450350150……第9页共16页2、地基土容许承载力宽度、深度修正系数土的类别系数砂土碎石土粉砂细砂中砂砾砂粗砂碎石卵石圆砾角砾中密密实中密密实中密密实中密密实中密密实中密密实k11.01.21.52.02.03.03.04.03.04.03.04.0k22.02.53.04.04.05.55.06.05.06.06.01.0基础采取20cm厚C20砼，地基通过碾压、夯实经试验检测承载力大于2500Kpa。碗口式钢管脚手架，杆件自重Pk，根据中国建筑工业出版社出版的《建筑施工计算手册》，脚手架立杆验算截面承受的构架自重荷载：立杆底座验算N≦Rd立杆地基承载力验算式中N—脚手架立杆传至基础顶面的平均轴向力设计值Rd—底座承载力（抗压）设计值，一般取40KNAd—立杆基础的计算底面积fak—地基承载力特征值Kc—脚手架地基承载力调整系数脚手架立杆传至底座顶面的平均轴向力N=KN立杆底座面积Ad=0.15×15=0.0225m2地基承载力特征值fak=25000KN第10页共16页平均轴向力N=12.1KN①立杆底座验算取Rd=40KNN=12.1KN②立杆地基承载力验算N/Ad=12.1/0.0225=537.8（KN/m2）取Kc=1.0Kc·fak=1×2500537.8KN/m2故知，地基承载力满足要求。另外还可以以最不利荷载作用范围计算地基承载力：1、受力面积：A=11×100=1100m22、地基承载力（Q地容=350KPa）：箱梁钢筋混凝土自重G=1207.9m3×26KN/m3=31405KN安全系数r=1.2所以P=G×1.2=37686KNQ地=P／A=37686KN／1100m2=34.26KPa∴Q地=34.26KPa＜Q地容=350KPa由于箱梁段地基浇捣C20砼20cm厚，其下又有碎石30cm回填并夯实，本桥地质较好，多为珊瑚礁、花岗岩层。经试验地基承载力达到350KPa以上，因此地基承载力满足受力要求。（9）稳定性验算：水平风力荷载（按设计院提供有关风力取值，风速37.3m/秒，高度30m以内，按最不利平面体系计算，支架风力可按0.5折减）第11页共16页Q风=1.2-1.5KN/m2，取Q风=1.5KN/m2（按支架不折减计算）P风=1.5×37.3×(4.86+1.35)=347.45KNK风=P自(1/2B)/P风(1/2h)≥1.3K风=37686×(11.2/2)/347.45×(6.21/2)=195＞1.3∴在风力及自重荷载下支架稳定性满足要求。∴通过以上计算可知地基承载力及支架稳定性满足施工要求。2、支架搭设总体概况箱梁支架系统由下而上依次为：支撑架基础、Φ48×3.5碗扣脚手支架顶托，底垫为C20混凝土基础。（1）测量放出桥墩中心点，首先拉线定出每一跨支架的纵轴线，然后在轴线上按设计间距分出每排立杆位置。（2）安装支撑钢板与混凝土基础平整接触，充分受力。（3）用Φ48×3.5碗扣脚手管搭设脚手架立杆，立杆除1#、2#墩左右各4.5m区域以外全部按90cm×90cm间距，进行布置；立杆布置时，纵横方向均拉线进行，保证立杆位置及分布间距均匀一致。（4）钢管支架设置纵横向横杆，横杆步距按120cm布置，在横桥方向和纵桥方向支架之间设置斜杆支撑，斜杆按5m间距布置。（5）顶托在立杆搭设完成后安装。每一段支架顶托的高度均由测量按设计值放出起止控制断面，并拉线将其余顶托调节到位。顶托调节螺杆要竖直受力，顶托“U”型槽口向同一个方向。（6）顶托装完并经高程测量合格后在其上横桥向布置Φ48×3.5规格的建筑钢管，然后在箱梁底板下宽6m宽度内顺桥向布置9X9cm或13第12页共16页×13cm的方木，方木铺设的间距为25cm，所有材料都布置好后可以进行支架预压。3、工艺流程竖立杆、安放扫地杆→安装底层（第一步）横杆→安装斜杆→接头销紧→铺放脚手板→安装上层立杆→紧立杆连接销→安装横杆。3.1施工要点3.1.1竖立杆、安放扫地杆1）脚手架地基基础必须按施工设计进行施工，按地基承载力要求进行验收。2）脚手架基础经验收合格后，应按施工设计或专项方案的要求放线定位。脚手架首层立杆应采用不同的长度交错布置，底部横杆（扫地杆）严禁拆除。3.1.2安放底层横杆根据步高的要求将横杆接头插入立杆的下碗扣内，然后将上碗扣沿限位销扣下，并顺时针旋转，将横杆与立杆牢固地连接在一起，形成框架结构。第13页共16页3.1.3平放在横杆上的脚手板，必须与脚手架连接牢靠，可适当加设横杆，脚手板探头长度应小于150mm。3.1.4接立杆接头是立杆同横杆的连接装置，应确保接头锁紧。组装时，先将上碗扣搁置在限位销上，将横杆、斜杆等接头插入下碗扣，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。安装碗扣式脚手架时，立柱和纵、横向水平杆的安装必须同步进行，接头必须锁紧。3.1.5如发现上碗扣扣不紧或限位销不能进入上碗扣螺旋面时，应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